헬로티 조상록 기자 | SK온이 4일 한국전기연구원과 리튬이온배터리의 안전성을 극대화하는 기술과 표준을 만들기로 하는 협약을 맺었다. 양측은 협약을 통해 배터리 성능, 신뢰성, 안전성 등 분야에서 면밀한 실험과 연구를 통해 더욱 진보한 배터리를 만드는 기술을 개발하는데 협력한다. SK온이 전기연구원과 협력에 나서는 이유는, 소비자들이 믿고 쓸 수 있는 SK온만의 ‘초격차’ 안전성을 구축하기 위해서다. 양측은 우선 배터리 화재 원인별로 구체적인 발생 조건을 찾기 위해 새로운 평가 방법을 개발한다. 예를 들어, 배터리 셀에 이물질이 들어가 화재가 발생하는 원인 분석을 위해서는 이물질 종류와 양에 따른 발화조건을 확인하고, 실제 사용 환경에서 발생할 수 있는 가혹한 환경을 가정해 불이 붙는 조건을 연구한다. 이렇게 도출한 실험값으로 화재를 예방하는 ‘초격차’ 기술 개발에 나선다. SK온은 또 전기연구원과 협력을 통해 내부 품질 평가 기준도 요구되는 규격을 뛰어넘는 수준으로 높일 계획이다. 전기차 실제 주행 환경에서 벌어질 수 있는 상황들을 고려해 가혹한 배터리 품질 테스트 기준을 마련할 계획이다. 이를테면, 배터리에 열을 가하고 견디는 정도를 측정하는 내열/내구성
헬로티 김진희 기자 | 현대자동차와 미국 제너럴모터스(GM)의 전기차 화재가 최소 2곳의 LG에너지솔루션 아시아 공장과 관련돼 있다고 로이터통신이 27일(현지시간) 보도했다. 로이터는 GM과 현대차가 미 교통안전 당국에 각각 제출한 문건을 토대로 양사가 최신 전기차 화재 사고를 LG에너지솔루션의 한국, 중국 공장들에서 생산된 리튬이온 배터리셀의 제조상 결함에서 유래된 것으로 보고 있다고 전했다. 보도에 따르면 GM은 지난주 미 도로교통안전국(NHTSA)에 LG와 GM의 전문가들이 지난달 21일 "같은 배터리셀의 두 가지 드문 제조상 결함"이 쉐보레 볼트 EV의 배터리 화재 원인으로 확인했다고 보고했다. 두 회사는 LG 오창 공장에서 제조한 배터리셀에서 음극 탭 파열과 분리막 접힘 등의 결함을 발견했다고 밝혔다. GM은 최근 애리조나주 챈들러에서 발생한 10번째 볼트 EV 화재 이후 "오창 공장 외에 다른 LG 공장에서 생산된" 배터리에서도 결함을 찾았다고 덧붙였다. GM은 LG에너지솔루션의 배터리가 장착된 볼트 EV의 화재 우려를 이유로 두 차례에 걸쳐 총 14만대 이상의 해당 차종을 대상으로 리콜을 단행했다. 현대차 역시 한국, 유럽, 캐나다에서 15건의
[첨단 헬로티] 미래자동차로 손꼽히던 전기차가 이제는 도로 위에서 흔히 볼 수 있을 정도로 대중화되고 있다. 전기자동차는 그동안 많은 연구에 거쳐 주행시간, 안전성 등에서 내연기관차를 많이 따라잡았다고 평가받는다. 그런데 아직 사용자들이 불편을 느끼는 부분이 있다. 바로 충전시간이다. ▲ 서동화 UNIST 교수가 포함된 국제연구진이 고속충전이 가능한 음극물질의 수수께끼를 풀어냈다. (사진 : UNIST) 내연기관차를 주유하는 데 걸리는 시간은 1~2분 남짓이다. 반면, 전기자동차 배터리를 충전하는 데 걸리는 시간은 길게는 몇 시간이 소요된다. 그런데 이제 이 시간도 곧 줄어들 전망이다. 전기자동차 충전 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 연구 결과가 나왔기 때문이다. 실시간 투과전자현미경 분석법으로 리튬 이온 이동 과정 포착 서동화 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수를 포함한 국제 공동연구팀은 최근 리튬 이온 배터리의 고속 충전 원리를 규명했다고 밝혔다. 연구팀은 리튬 이온 배터리의 음극 소재 내부에서 리튬 이온의 움직임을 실시간으로 포착해, ‘리튬 이온이 음극 소재를 내부를 빠르게 움직이는 원인’을 밝혀냈다. 이번 연구는 전기 자동차의
[첨단 헬로티] 리튬이온 전력 배터리의 R&D 및 제조 부문에서 세계적인 선두주자인 Contemporary Amperex Technology Ltd(이하 CATL)가 'EES Europe 2019'에서 업계 주도적인 '리튬철인산염(lithium-iron-phosphate, LFP) 배터리 솔루션'을 전시했다. EES Europe 2019는 유럽에서 가장 규모가 크고, 가장 많은 방문객이 찾는 배터리 및 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS) 전시회다. 15일부터 17일까지 총 3일간 독일 뮌헨에서 열린 이 전시회에서 CATL은 ESS 제품 마스터 시리즈를 선보이면서 전시회에 처음으로 참가했다. ▲EES Europe 2019 부스 B1.180에 전시된 CATL의 ESS 솔루션 최근 수년 동안 빠르게 발전하고 있는 중국의 ESS 부문에서 주도적인 성장과 발전을 달성한 CATL은 EES Europe 2019에서 신기원을 이뤘으며, 유럽, 미국, 북아시아(한국, 일본) 및 호주를 포함해 새로운 국제 시장에서 자사의 ESS 솔루션을 출시할 기회를 탐색하고 있다. ESS 응용 분야는 매우 다양하지만, 현재 CATL은 특히 유럽과 미
[첨단 헬로티] 2018년 전 세계 전기 자동차용 리튬이온 이차 전지(이하 이차 전지)의 출하량이 110GWh에 달하는 것으로 집계됐다. 중국의 CATL은 지난해 25.2GWh를 출하하여 시장점유율 23%로 1위를 기록했다. ▲ LG화학에서 생산하는 원통형 배터리의 모습 <사진 : 김동원 기자> 전기차 및 이차 전지 시장 조사 업체인 SNE리서치는 지난 1월 29일, 2018년 전 세계 전기 자동차용 이차 전지의 총 출하량을 발표했다. SNE리서치가 발표한 지난해 전 세계 전기차 이차 전지의 총 출하량은 109.8GWh였다. 이는 2017년 60GWh 대비 83% 성장한 값이다. 당초 시장 기대치였던 100GWh보다 10% 상회했다. 리튬 이온 이차 전지 기업을 한중일 국가별로 살펴보면 중국 기업이 전체의 57%를, 일본 기업이 26%를 차지했다. 한국 기업은 17%에 불과했다. SNE리서치의 김병주 상무는 “글로벌 자동차 기업의 전기 자동차용 리튬이온 이차 전지 수주잔고를 살펴보면 엘지화학의 누적 수주잔고가 90조원에 육박하는 등 한국 전지 기업들이 충분히 많은 수주잔고를 확보했으나, 수주 받은 전기 자동차 프로젝트 가운데 아직 개발
[첨단 헬로티] 과학기술정보통신부 산하 전기전문 연구기관인 한국전기연구원(원장 최규하, 이하 KERI)이 친환경 전기자동차의 보급에 앞장섰다. KERI는 차세대 이차전지 연구로 전기차 다중화를 앞당길 거대 국가연구개발사업을 이끌 예정이다. 이 연구는 연구개발비 약 243억 원이 투자되는 대형 프로젝트로 알려졌다. 차세대 이차전지 시장 선점하기 위한 연구 시작 KERI가 차세대 이차전지 연구를 통해 친환경 전기자동차의 보급을 앞당길 거대 국가연구개발사업을 이끌게 됐다. 정부추진 거대과학연구개발사업 ‘기후변화 대응 기술개발 사업’ 일환으로 진행되는 이번 연구의 과제명은 ‘전기자동차용 차세대 리튬금속 이차전지 핵심원천 기술 개발’이다. KERI 주관으로 진행되는 이번 연구는 한국생산기술연구원, 한국과학기술원, 전자부품연구원이 협동 연구기관으로 참여한다. 총괄 연구 책임은 KERI 전지연구센터 이상민 센터장이 맡는다. 연구는 총 55개월(2018년 7월 27일 ~ 2023년 2월 26일) 동안 진행되며 연구개발비는 약 243억이 투자된다. 연구 내용은 리튬이온전지의 성능을 뛰어넘는 차세대 이차전지 개발이다. 지금까지 사용돼
[첨단 헬로티] 전기자동차 배터리의 주류인 리튬이온을 대체할 기술이 몇년안에 나올 수 있을까? 그렇게 될지는 두고봐야겠지만 리튬이온을 대체하겠다고 뛰는 기업들의 행보는 점점 구체화되고 있다. 거대 자동차 회사인 토요타는 솔리트 스테이트(Solid state) 방식 기반 전기자동차 배터리를 개발 중이고, 실리콘밸리 대표적인 기술 구루이자 썬마이크로시스템즈 공동 창업자 중 한명인 빌 조이가 이끄는 아이오닉 머터리얼즈도 리튬이온이 아닌 차세대 배터리 소재 기술로 승부수를 던졌다. 빌 조이와 아이오닉 머터리얼즈는 최근 콜로라도 바솔트에서 열린 록키마운틴 연구소 에너지 혁신 서밋에서 솔리드 스테이트 알카라인 배터리를 공개했다. 알카라인과 관련해 빌 조이는 리튬이온보다 안전하고 저렴하다고 주장해 눈길을 끌었다. 아이오닉 머터리얼즈 투자자들은 알카라인 고분자 기술이 적용될만한 유망 분야로 소비자 가전, 자동차, 전력망을 꼽고 있다. 그러나 상용화까지는 시간이 걸릴 듯 하다. 빌 조이는 알카라인 배터리 기술은 아직 준비가 돼지 않았고, 제조를 위해 공장도 필요하다는 입장이다. 그러나 앞으로 5년안에 광범위한 사용을 위한 준비가 될 것이라고 자신감을 보였다. 알카라인 배터리
고려대 김동완 교수팀이 전기차에 응용이 기대되는 차세대 이차전지용 고성능 촉매 개발에 성공했다. 미래창조과학부는 기초연구지원사업의 지원으로 연구를 수행한 김동완 고려대 연구팀이 리튬과 산소의 산화와 환원을 이용해 전류의 흐름을 유도하는 차세대 '리튬-공기' 이차전지용 고성능 촉매를 새롭게 개발했다고 4일 밝혔다. 이차전지는 건전지 등 한번 쓰고 버려지는 전지가 아니라 충전해 재사용이 가능한 전기화학전지로 현재 '리튬-이온' 이차전지가 스마트폰, PC 등에 가장 일반적으로 사용되고 있다. 문제는 '리튬-이온' 이차전지는 가솔린을 사용하는 내연기관에 비해 에너지 밀도가 낮아 중대형급 이차전지 시스템으로 사용하기 적합하지 못한 단점이 있다. 이때문에 전기자동차 장거리 주행시 '리튬-이온' 이차전지를 사용하기에 어려움이 있다. 반면, '리튬-공기' 이차전지는 이론적으로 높은 에너지 밀도를 가지고 있지만 현재 전기촉매 소재는 높은 과전압 (overpotential) 현상으로 오는 에너지 손실과 느린 충·방전 속도, 짧은 수명 등의 한계점이 있다. 이를 극복하기 위해 충·방전 시에 산소 또는 리튬 산화물을 효과적으로 분해를 할 수 있는 전기촉매
도시바 코퍼레이션(Toshiba Corporation) 산하 반도체/스토리지 제품 컴퍼니가 DC 브러시 모터와 스테핑 모터를 위한 ‘TC78H620FNG’를 출시했다. 모바일 배터리 구동 장비 등에 유용한 것으로, H 브릿지 드라이버 IC 라인업의 일종이다. 이 제품은 위상신호와 인에이블 신호를 이용하는 4포트 인터페이스 제어를 적용하고 있다. 표준 인터페이스의 기존 제품인 TC78H610FNG는 스테핑 모터의 풀 스텝 제어를 위해 4개 포트가 필요했다. 신제품 ‘TC78H620FNG’는 3개 포트로 제어를 구현한다. 세트의 우수한 기능성으로 인해 MCU 제어 포트 부족이 문제가 되는 경우가 있다. 이 제품은 이러한 문제 해결에 기여할 전망이다. 또한 저전압 드라이브(모터 드라이브: 2.5V 이상, 로직 제어: 2.7V 이상)와 호환되며 이에 따라 3.7V 리튬이온 배터리 드라이브가 장착된 모바일 기기(카메라, 소형 프린터)용으로 적합하다. 소형 패키지(SSOP16)는 마운팅부 크기를 줄여주며 기판 비용을 절감해준다. 이상 검지 기능이 탑재돼 모터 구동 시 안전성을 높여준다. 추경미 기자 (ckm@hellot.ne
완전 통합형 5A 단일 셀 리튬이온(Li-ion) 배터리 충전 IC는 보다 빠르게 낮은 온도에서 충전할 수 있는 고유의 MaxCharge 기술을 적용해 충전 시간을 기존 배터리 충전 IC 대비 최대 60%까지 단축시켰다. MaxCharge 기술은 더욱 빠른 충전 시간과 낮은 온도의 충전을 구현함으로써 많은 리튬이온 애플리케이션에서 사용자 경험을 향상시키고 전자기기의 전체 수명을 연장시킨다. 김혜숙 기자 (eltred@hellot.net)
삼성SDI가 북미 ESS 시장에서 잇따라 수주 계약을 체결하고 있다. 삼성SDI는 북미 최대 발전사업자인 Duke Energy의 36MW ESS(Energy Storage System) 프로젝트에 리튬이온배터리와 배터리 관리시스템(BMS ; Battery Management System)을 공급하기로 했다. 삼성SDI는 작년 10월 미국 GCN(Green Charge Networks)와 25MWh 규모의 상업용 ESS 공급 계약을 체결한 데 이어, 이번엔 전력용 ESS 프로젝트까지 수주함에 따라 북미 ESS 시장 선점을 위한 기반을 마련했다. 뿐만 아니라 전 세계적으로 석탄, 원자력, 천연가스, 신재생에너지 등을 포함해 약 58GW의 발전 능력을 갖추고 있는 북미 최대 발전사업자인 Duke와의 사업 협력을 통해 향후 북미 ESS 시장 진출에 더욱 탄력을 받게 됐다. 이번 프로젝트는 미국 텍사스 서부에 위치한 Notrees 풍력발전소에 설치되어 있는 납축배터리 ESS를 리튬이온배터리 ESS로 교체하는 프로젝트다. Notrees 풍력발전소는 2009년 가동을 시작한 대규모 풍력발전소로 2012년부터 32MWh의 납축배터리 ESS를 연결해 운영해 왔다. 하지만 납
완전 통합형 5A 단일 셀 리튬이온(Li-ion) 배터리 충전 IC는 보다 빠르게 낮은 온도에서 충전할 수 있는 고유의 MaxCharge 기술을 적용해 충전 시간을 기존 배터리 충전 IC 대비 최대 60%까지 단축시켰다. MaxCharge 기술은 더욱 빠른 충전 시간과 낮은 온도의 충전을 구현함으로써 많은 리튬이온 애플리케이션에서 사용자 경험을 향상시킨다. 이솔이 기자
최근 자동차용 배터리 관련 연구개발 현황 1. 한국 성균관대학교는 학내 물리학과 이영희 교수팀이 휴대전화 등 휴대용 초소형 전자기기에 활용할 수 있는 고성능 마이크로 슈퍼커패시터(Micro-Supercapacitor) 기술을 개발하는 데 성공했다. 전자기기를 작게 만들려면 전기 저장장치의 소형화가 필수적이다. 고체형 마이크로전지(리튬이온 등 2차전지)가 상용화되어 있지만 충전 속도가 느리고, 반복 충전 시 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 이에 초소형 고성능 전기 저장장치인 마이크로 슈퍼커패시터가 대안으로 기대를 모아 왔으나 높은 출력에 비해 에너지 밀도가 떨어져 상용화에 걸림돌이 돼 왔다. 연구진은 기존 기술의 한계를 뛰어넘어 출력 성능이 매우 높으면서 에너지 밀도는 기존 리튬이온전지를 능가하는 고성능 마이크로 슈퍼커패시터를 만드는 데 성공해, 기존 마이크로전지를 대체할 초소형 전기 저장장치의 상용화에 대한 기대감을 높였다. 이번 연구 결과는 미국화학회가 발간하는 에너지과학 분야 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF 14.385)에 2월 20일 온라인 게재됐다. 연구진은 나뭇잎 줄기의 구조에서 착안해,
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