리튬-이온 배터리, 전기차 시대의 키포인트 By Ka폐人
자동차에 조금만 관심이 있다면 “리튬-이온 배터리 어쩌구“ 하는 말을 한 번은 들어보셨을겁니다. 리튬-이온 배터리가 주목을 받는 이유가 있죠. 바로 전기차 때문입니다. 리튬-이온은 다른 방식의 배터리 보다 가볍고 에너지를 많이 담을 수 있다는 큰 장점이 있습니다. 이런 이유 때문에 자동차용으로 딱이다라는 평가를 받습니다. 그러나.. 다른 기술들처럼 그넘의 원가 상승이 문제죠. 리튬-이온은 비쌉니다. 그리고 결정적으로 움직이는 자동차에 쓰일 만큼 안정성이 확보됐는가 하는 문제도 있습니다. 그래도 대세는 리튬-이온입니다.
시트로엥의 C-제로입니다. 머 아이미브지요..
많은 메이커가 전기차를 추진하고 있으며 다수의 국가도 국책 사업으로 전기차를 추진하고 있습니다. 전기차가 각광받는 가장 큰 이유는 배기가스가 없다는 점입니다. 배터리로만 가는 자동차기 때문에 배기가스가 나올 일이 없죠. 차가 만들어지기 전과 후의 문제는 논외로 한다고 치면 이는 자동차 메이커에게 매우 중요합니다. 일단은 연비 좋은 차를 만들어야 하는 숙제가 있기 때문이죠. 전기차의 경우 배기가스가 없기 때문에 출시하고 어느 정도의 볼륨만 유지된다면 전체 CO2 배출량을 확 낮출 수 있습니다. 아주 매력적이죠. 하이브리드에 한 발 늦은 르노-닛산은 일치감치 전기차로 방향을 틀었고 현재는 가장 앞선 행보를 보이고 있기도 합니다.
한국의 대통령께서도 전기차 계획을 발표할 정도로 세계 각국이 떠들썩합니다. 하지만 전기차가 화두가 된 것은 불과 1년 남짓입니다. 글로벌 경기 침체가 본격화되면서부터죠. 궁해야 기술이 나오는 것이니까요. 그리고 전기차가 주목을 받으면서는 자연스럽게 리튬-이온 배터리가 최고의 현안으로 떠오릅니다. 아시다시피 전기차의 핵심은 배터리. 배터리의 성능이 곧 전기차의 성능이라고 할 수 있을 정도로 대단히 중요한 부분입니다.
전기차가 뜨다 보니 어지간한 배터리 제조사들은 죄다 리튬-이온 만든다고 나섭니다. 다른 기술과 달리 배터리는 자동차 회사가 쉽게 손을 대기 힘듭니다. 그래서 배터리 전문 회사의 역할도 부각되죠. 심지어는 세계 리튬 매장량의 절반 이상을 보유하고 있다는 볼리비아도 주목 받네요. 이미 여러 회사들이 볼리비아에 리튬 개발권 의사를 타진했습니다.
그럼 왜 리튬-이온 배터리가 중요한 것일까요. 자동차에 사용할 수 있는 배터리 중에서는 리튬-이온이 가장 많은 장점을 갖고 있기 때문입니다. 리튬-이온은 현재의 하이브리드에 사용되고 있는 니켈-메탈 보다 무게도 가벼울 뿐만 아니라 에너지 집적도도 더 높습니다. 다른 2차 전지 보다도 더 많은 에너지를 담을 수 있죠. 에너지 저장 능력을 보면 리튬-이온은 니켈 베이스의 2배, 납 베이스의 4배에 달합니다. 거기다 기술의 발전으로 인해 리튬-이온의 에너지 저장 능력은 연간 8~10%씩 늘어나고 있습니다.
도시바의 SCiB입니다. 스펙 상으로는 근래 나온 리튬-이온 중에서는 가장 뛰어납니다.
혹시 리튬-이온이 갑자기 튀어나온 기술인 것처럼 생각하실 분이 있겠지만, 사실 우리에겐 가장 친숙한 배터리입니다. 우리가 일상적으로 사용하는 휴대폰, MP3 플레이어, 노트북의 배터리는 모두 리튬-이온입니다. 무게와 휴대성이 생명인 소형 전자 기기에도 리튬-이온이 가장 좋은 대안인 것이죠.
물론 안정성의 문제가 간헐적으로 터져나옵니다. 리튬-이온이 상대적으로 열에 취약해 노트북 컴퓨터에서 종종 화재가 일어납니다. 용량이 작으니까 큰 사고로 이어지지 않았지 이게 만약 자동차라면 어떻게 될까요. 거기다 자동차는 사람을 태우고 빠르게 움직이는 물건입니다. 충돌 사고도 생각을 해야죠. 그래서 쉽사리 적용을 못하고 있습니다. 물론 미쓰비시 아이미브와 벤츠 S 400 하이브리드에 적용기도 했죠. 참고로 전체 리튬-이온 배터리 중 리콜이 되는 사례는 1% 내외라고 하네요. 그리고 또 하나의 단점은 비싸다는 것입니다. 원래 좋은 건 비싸죠. 리튬-이온의 가격은 니켈-메탈 보다 평균 2배가 비싸고 수명도 짧다고 하네요.
베터 플레이스의 배터리 교촨소입니다. 일단은 좋은 아이디어로 보입니다.
그럼에도 전기차의 정답은 리튬-이온인 것이 확실합니다. 이에 따라서 리튬-이온 시장은 급격히 커질 게 분명하죠. 맥킨지 컨설팅의 조사를 보면 지난 2003년만 해도 리튬-이온 개발에 투자된 금액은 1억 5,300만 달러였는데 2007년에는 11억 5천만 달러로 껑충 뛰었죠. 또 프로스트 앤 설리번은 자동차용 리튬-이온 배터리 시장이 연간 18.4%씩 성장할 것이라고 전망하고 있습니다.
배터리 개발은 지역과 메이커에 따라 조금 다른 양상을 보입니다. 유럽은 배터리 회사에게 주로 공급을 받는 형식이지만 GM은 자체 개발한다는 입장입니다. GM은 LG화학에게 전지를 공급받긴 하지만 자체적으로도 생산합니다. 한국도 공급을 받는 형식이지요. 물론 독일의 다임러는 리튬-이온 배터리 회사를 인수하기도 했습니다.
일본은 모두 자동차 메이커와 배터리 회사가 합작하는 방법을 택하고 있습니다. 일본 회사의 합작 법인을 살펴보면 토요타와 마쓰시타 전기의 파나소닉 EV, 닛산과 NEC의 AESC(Automotive Energy Supply Corporation), 미쓰비시와 GS 유아사의 LEJ(Lithium Energy Japan), 혼다와 GS 유아사의 블루 에너지, 그리고 스바루도 히타치, NIAIST(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), 나카사키 대학과 함께 리튬-이온을 공동 개발합니다.
닛산의 리프 EV는 지금껏 나온 양산 전기차 중에서는 가장 현실적인 패키징입니다.
최근 들려오는 소식을 듣자면 금방이라고 전기차가 튀어나올 것 같지만 현실은 그렇지 못한 게 안타깝죠. 막 말로 나와야 나오는 것입니다. 그리고 내가 사지 못하는 가격이라면 전기차 할아버지라도 그냥 ‘좋은 소리’일 뿐이죠.
전기차의 가격 역시 리튬-이온이 차지하는 비중이 높은데요, 아직 넘어야 할 산이 엄청 많습니다. 좋은 것은 그렇게 금방 나오지 않습니다. 개인적인 의견으로는 리튬-이온 전지의 가격이 지금보다 절반 이하로 떨어져야 하는 것은 물론 완충으로 가능한 항속 거리 2배 향상이라는 조건이 충족되어야 진정으로 우리에게 필요한 탈 것이 나온다고 봅니다.
'카매니아' 카테고리의 다른 글
| N/A 교주 페라리 터보로 개종 할 뜻을 밝히다? (2) | 2009/11/23 |
|---|---|
| 리튬-이온 배터리, 전기차 시대의 키포인트 (4) | 2009/11/20 |
| 자동차의 능동형 안전장치에 대하여. (1) | 2009/11/16 |
| 겨울철 교통사고 필승전략 (3) | 2009/11/12 |
댓글을 달아 주세요
ㅎㅎㅎ 2009/11/20 20:08 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
가격도 가격이지만 가격이 비싸더라도 유지비가 안드니 구매의향이 생길겁니다.
다만! 완충에 4시간 1회충전에 100km 주행이면 아무리 차가 싸지더라도 아무도 안살듯..
핵심은 가격보다는 완충시간단축과 주행거리일듯합니다......
적어도 완충에 30분 1회충전에 400km 주행정도는 되야할듯...
redgundam 2009/11/21 02:54 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
공기 아연 전지 라는게 있는걸로 알고 있습니다 현재 도청기에서 사용되는 기술인데 국내 전기 자동차 회사인 레오 모터스가 일단 아연전지를 개발하고 있죠
공기 아연 전지는 아직 까지 전기차 용으로 연구 되고 있지는 않지만 공기를 투과 시키는? 이런 방식으로 아연전지의 성능을 이론상 5 배 까지 늘릴수 있다고 하더라구요
아연은 한국이 세계 2 번째의 매장량을 자랑하고 있습니다
해외에서는 이 방식을 응용해 공기 리튬 이온 전지도 연구 중이라고 합니다 이 연구가 성공할 경우 예산 이론적 성능은 현 배터리의 10배 라고 합니다
물런 연구가 성공 해야 겠지만 이미 상용화된 공기 아연 전지를 보면 충분히 설례게 합니다.
5000만분의1 2009/11/21 13:07 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
물을 수소, 산소 분리해서 화학발전하는 기술도 있던데요. 그래도 대세가 배터리 차량이니 장점이 훨씬 많은거겠죠. 획기적으로 축전량이 증가하지 않아도 도심용 차량으로는 그만이네요.
리튬이온 2011/02/09 23:09 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
좋은글 잘읽었습니다.^^