현재 순수 전기차의 경우, 안전 문제의 지속적인 개선 외에 가장 큰 문제는 핵심 동력 배터리의 수명입니다. 이 문제에 대응하기 위해, 현재 더 많은 자동차 회사들이 공급업체의 배터리를 사용하고 있으며, 동시에 배터리 교체와 같은 정책을 도입하고 있습니다; 다른 회사들도 배터리 개발을 끊임없이 진행 중이며, BYD와 테슬라가 그 예입니다. 테슬라가 배터리 연구 개발에 힘써온 것은 부인할 수 없는 사실입니다.
2020년 9월, 머스크는 '테슬라 배터리 데이'에서 전기차의 힘을 뒤엎을 만큼 충분한 새로운 배터리 제품인 4680 배터리를 공개했습니다! 4680 배터리는 명확한 장점을 가지고 있습니다. 2170 배터리와 비교할 때, 배터리 수명은 54% 증가하고, 비용은 56% 절감되며, 단위 생산 능력당 장비 투자도 69% 감소합니다. 4680 배터리가 대량 생산될 수 있다면, 이는 테슬라의 강력한 무기가 될 것입니다.
테슬라는 배터리 연구 개발에 항상 적극적이었습니다
그 이상으로, 테슬라는 배터리 연구 개발에 항상 적극적이었습니다. 같은 해 4월 23일, 국제 지적 재산권 기구는 테슬라가 '백만 마일' 배터리를 위해 개발한 니켈-코발트-알루미늄(NCA) 전극에 대한 특허를 제출했다고 발표했습니다. 테슬라 특허 문서의 설명에 따르면, 이 전극 배터리를 사용하면 배터리 수명이 100만 마일(160만 9천 킬로미터)을 초과할 것으로 예상되며 가격도 저렴합니다!
최근 테슬라 팀은 모두의 상상을 뛰어넘는 논문의 결론을 발표했습니다: 배터리 수명이 100년을 초과할 가능성이 있는 새로운 배터리 설계입니다. 현재 우리가 알 수 있는 것은 말로 표현된 것이지만, 이 논문은 SCI 저널에 게재되었으며 그 영향력은 상상할 수 있습니다. 이는 아마도 미래에 테슬라의 배터리 수명이 차량 수명을 초과할 수도 있다는 의미일까요? 테슬라 차량은 더 이상 배터리에 대해 걱정할 필요가 없을까요?
배터리 설계는 주로 양극으로 니켈 코발트 리튬 망간 산화물(NMC 532)을 기반으로 하며, 3.8V의 낮은 전압에서 작동할 수 있고, 리튬 비스플루오로설포니마이드(LiFSI) 염 전해질과 호환되어 NMC 532 배터리는 고압 부식 문제를 피할 수 있습니다. 논문은 또한 데이터를 통해 배터리 수명을 보여줍니다. 구체적으로, 온도가 25도씨로 제어될 경우, NMC 532 배터리는 거의 2,000회의 충방전 사이클 후에도 큰 손실을 보이지 않아, NMC 532 배터리는 2,000회 이상의 충방전 사이클과 100년 이상의 서비스 수명을 가질 수 있습니다.
그뿐만 아니라, NMC 532는 리터당 495와트시의 특별한 에너지 밀도를 가지고 있어, 이는 현재 많은 배터리보다 높아 배터리가 차량이 차지하는 공간을 다시 줄일 수 있음을 의미하며, 이 배터리를 장착한 차량은 더 많은 디자인 상상의 여지를 갖게 됩니다.
단의 이온 배터리 분야 연구
단은 리튬이온 배터리 분야에서 인정받는 뛰어난 과학자로, 이 분야를 처음부터 연구해 왔습니다. 그의 연구는 리튬이온 배터리의 에너지 밀도와 수명을 향상시키고 비용을 줄이는 데 중점을 두고 있습니다.
올해 3월, 단은 400만 마일(약 643만 킬로미터) 수명의 배터리에 대해 연설에서 언급했습니다. 시장 평가는 단의 발명이 실현된다면 NMC 532가 배터리 기술에서 또 다른 도약이 될 것이라고 말합니다. 하지만 분석은 미국 자동차 평균 수명이 12년에 불과하므로 자동차가 100년 이상 수명의 배터리를 사용할 수 없을 것이라고 강조합니다. 그리고 코발트 자원의 점점 더 희소해짐에 따라 니켈-코발트-망간산 리튬 배터리 가격이 상대적으로 비싸져 소비자가 감당하기 어려울 수 있습니다. 그러나 이 기술이 정적 에너지 저장을 지원할 수 있다는 주장도 있습니다. 미국 정부는 최근 청정 에너지 개발을 촉진하기 위한 여러 새 정책을 발표했습니다. NMC 532는 가정용 에너지 저장 배터리로 사용되어 지역 재생 에너지 그리드의 안정성을 높일 수 있습니다.
단이 가르치는 달하우지 대학과 테슬라의 협력은 2016년 6월 8일에 시작된 것으로 알려져 있습니다. 그의 연구실 팀은 테슬라에 상당한 수의 배터리 특허와 논문을 기여했습니다. 지난해 1월, 테슬라와 연구실은 5년간의 산업 연구 파트너십 계약을 갱신했습니다. 이 배터리 기술이 연구처럼 실제로 돌파구를 이룰 수 있다면 전기차 보급은 큰 혜택을 가져올 것입니다.
신에너지 차량 시장에서 배터리 기술은 시급히 해결해야 할 문제입니다
사실 배터리 기술의 진보는 지금 모두가 보고 싶어 하는 것이기에 이 논문의 발표가 많은 관심을 끌었습니다. 많은 네티즌들은 순수 전기차에 정말 희망이 보인다고 말했습니다. 하지만 우리는 한 가지 문제도 주목했습니다. 배터리 수명은 100년 이상이지만 자동차 수명은 실제로 100년 미만이므로 배터리를 재활용할 때 어떻게 처리할지에 대한 의문이 있습니다. 또한 배터리가 실제로 자동차에 들어가면 더 비싸질 것이고, 어쩌면 소수만 누릴 수 있는 배터리 기술일지도 모른다는 질문도 있습니다. 따라서 배터리가 다른 분야에 더 적합할 수 있다는 제안도 나왔습니다.
신에너지 차량 시장에서 배터리 기술은 확실히 시급히 해결해야 할 문제이지만, 단기간에 결론을 내릴 수는 없습니다. 필요한 것은 관련 기업들이 계속해서 연구하고 축적해 나가는 것입니다. 동시에 우리는 명확한 인식을 가져야 하며, 이론은 실천이 아니고 어떤 발언도 한마디로 요약할 수 없습니다. 물론 앞으로 신에너지 시장이 배터리 문제를 완전히 해결할 수 있기를 기대합니다.
