용량 확 늘어난 첨단 배터리 등장
드론 택시까지 활용 기대
최근 캘리포니아에 본사를 둔 앰프리우스 테크놀로지스(Amprius Technologies)는 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도와 충·방전 성능이 높은 실리콘 음극재가 포함된 배터리를 공개했다. 이 제품은 전기차 뿐만 아니라 배터리 기반 항공 모빌리티에도 적용 가능할 만큼 높은 성능을 자랑한다.
앰프리우스에 따르면 이 배터리의 충·방전률은 10C(Current rate, C-rate)다. 배터리 용량 대비 10배 용량의 전류로 충전이 가능하다는 의미다. 또한 이 수치가 높을 수록 방전 속도가 빠르다. 0-92km/h 도달시간이 1.5초인 전기 하이퍼카의 출력을 감당할 만큼의 스펙으로 이해하면 된다.
에너지 밀도는 400Wh/kg으로, 일반 전기차에 들어가는 리튬이온 배터리(250Wh/kg )보다 60% 높다. 단순 계산으론 500km 주행가능한 전기차를 800kg 스펙으로 끌어올릴 수 있다.
배터리 한계돌파, 주행거리 1000km
전기차 시대, 근미래 가능?
앰프리우스 외에도 세계 곳곳에서 전기차 배터리 연구성과를 내놓고 있다. 지난 6월에는 호주에서 실리콘 음극재에 전해질이 준고체 상태인 리튬황 배터리를 공개한 바 있다. 이 배터리의 에너지 밀도는 540Wh/kg으로, 500km 전기차의 주행거리를 1080km로 끌어올릴 수 있다.
한편 중국의 CATL은 전기차에 널리 탑재된, 삼원계(NCM) 리튬이온 배터리의 에너지 밀도를 450Wh/kg까지 끌어올렸다고 주장했다. 이러한 성과들은 미래 전기차 시장의 전망을 밝게 만드는 요소들이지만 양산 및 상용화를 위한 검증을 거치지 않았다. 때문에 업계 전문가들은 실제 전기차에 적용 되려면 5년 정도 더 걸릴 것이라는 주장이 지배적이다. 심지어 제조 단가까지 고려하면 더 오래걸릴 수도 있다.
내연기관의 시대 종식
배터리 기술에 달렸다
앞서 이야기한 바와 같이 배터리 성능은 계속 개선 중이다. 그러나 특정 시점부터 파격적인 변화를 이루지 못하고 있다. 그동안 전기차 배터리 주류였던 하이니켈 리튬이온 배터리(NCM811)의 한계에 이르렀기 때문이다. 물론 NCM 9 1/2 1/2처럼 극단적인 배터리로 돌파구 마련에 노력중이지만 소재 자체의 변화가 절실한 상황이다.
한편 리튬인산철(LFP) 배터리와 셀-투-팩 배터리 패키징 기술로 주행거리 대신 전기차 가격부터 해결하려는 움직임이 현재 전기차 트렌드로 자리잡는 등 끝이 보이지 않는 기술 경쟁이 이루어지고 있다. 언젠가 가격은 저렴하고 에너지 밀도는 훨씬 높은 차세대 배터리는 등장할 것이다. 다만 등장 기간이 길어지면 전기차 가격과 주행거리에 부담을 느낀 소비자들이 하이브리드와 같은 대안에 머물 가능성이 높다.
이미 유럽은 비슷한 이유로 바이오 가솔린 도입으로 내연기관차 수명 연장 카드를 꺼내들었다. 과연 배터리 기술은 언제쯤 특이점을 맞이할 지 좀 더 지켜볼 필요가 있겠다.
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