자동차 제조업체들은 새로운 배터리 화학의 발전을 주의 깊게 관찰하고 있습니다. 기존 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 비용 감소로 인해 향후 10년간 배터리 시장을 지배할 것으로 보이지만 이론적 성능에는 한계가 있습니다.
리튬 이온 배터리의 성능은 더 복잡한 음극 또는 양극 재료(예: 니오븀, 실리콘)로 향상될 수 있습니다. 고체 및 반고체 배터리는 대안이 될 수 있으며 성능상의 이점을 제공합니다.
SBD Explores 의 에디션 에서는 이 두 가지 새로운 배터리 기술에 대해 자세히 알아보고 자동차 산업에 미칠 잠재적 영향에 대해 논의합니다.
무슨 일이 일어나고 있나요?
OEM은 전기차 주행거리를 늘리기 위한 새로운 기술을 찾고 있습니다. 현재의 전통적인 리튬 이온 배터리는 액체 전해질을 사용하여 리튬 이온을 전극을 가로질러 전달합니다. 이제 OEM은 고체 전해질 인터페이스를 갖춘 새로운 형태의 리튬 이온 배터리에 투자하고 있습니다.
OEM과 공급업체는 두 가지 셀 디자인을 개발 중입니다. 반고체 및 고체 배터리는 액체 전해질의 일부 또는 전부를 고체 인터페이스로 대체합니다.
반고체 배터리는 고체 전도성 물질과 액체 전해질을 혼합하여 전극을 가로질러 이온을 전도합니다. 기존 리튬 이온 배터리에 비해 액체 전해질의 양이 훨씬 적습니다.
전고체 배터리는 액체가 전혀 없고 순수한 고체 물질을 전해질로 사용합니다.
왜 중요한가요?
반고체 및 전고체 배터리가 기존 리튬 이온 배터리에 비해 유리한 몇 가지 주요 장점이 있습니다. 이러한 장점은 액체 전해질의 양이 줄어들거나 부족하기 때문에 발생합니다.
액체 전해질은 전극 사이에 이온이 쉽게 흐르지 않기 때문에 저온에서 성능 문제를 일으킬 수 있습니다.
인화성 액체 전해질이 있으면 안전 문제가 발생할 수 있습니다. 반고체 배터리는 이러한 위험을 줄이고, 전고체 배터리는 이러한 위험을 제거합니다.
일반적으로 반고체 배터리는 리튬 이온 배터리보다 성능이 좋지만, 전고체 배터리의 기대 성능에는 미치지 못합니다.
솔리드 스테이트 배터리의 향상된 성능과 기대되는 신뢰성에는 새로운 제조에 대한 막대한 투자 비용이 수반됩니다.
주의해야 할 대상은 누구인가요?
반고체 배터리와 전고체 배터리가 함께 개발되고 있으며, 자동차 및 비자동차 애플리케이션에서는 반고체 배터리가 전고체 배터리보다 더 성숙해졌습니다. 전고체 배터리는 설계 및 검증 과정에서 기술적, 상업적 어려움이 지속되어 오랫동안 '5년 후'의 일로 여겨져 왔습니다.
비자동차 애플리케이션을 위한 에너지 저장 솔루션과 배터리가 활발하게 배포되고 있습니다. 현장에서 얻은 학습은 기술적으로 까다로운 자동차 분야를 위한 기술 개선에 도움이 될 것입니다.
반고체 배터리가 중국 내 차량에 설치되고 있습니다. 전고체 배터리가 시장에 출시되기 전까지 더 많은 차량에 설치될 것으로 예상됩니다. NIO의 스와핑 기술은 새로운 화학 물질의 현장 테스트와 샘플링을 지원합니다.
솔리드 스테이트 배터리는 아직 양산 차량에 적용하기에는 다소 거리가 있습니다.
다음은 어디인가요?
몇몇 자동차 제조업체는 반고체 및 전고체 배터리의 가치를 보고 있습니다. 반고체 배터리의 생산은 대부분의 OEM에서 전고체 배터리보다 더 빨리 이루어질 가능성이 높습니다.
반고체 및 전고체 배터리의 시장 채택에 기여하는 주요 요인은 다음과 같습니다:
소비자들이 주행거리가 더 긴 전기차를 계속 요구한다면 OEM과 공급업체는 기술을 더욱 개발하게 될 것입니다.
그러나 소비자는 더 긴 주행거리를 가진 차량을 원하지만, 여기에는 대가가 따릅니다. 새로운 배터리 기술이 적용된 차량은 제조 공정이 발전함에 따라 가격이 비쌀 가능성이 높습니다.
제조 공정이 더욱 발전하면 비용을 절감하여 더 많은 차량에 이 배터리 기술을 장착할 수 있습니다.
NMC와 LFP는 자동차 EV 배터리의 주요 화학 물질입니다. NIO는 대량 생산용 반고체 배터리를 최초로 출시한 기업입니다.
더 많은 OEM이 차량 라인업에 반고체 배터리 사용을 고려하고 있습니다. 반고체 배터리 차량은 리튬 이온 배터리 차량보다 더 비싸지만, 주행 거리가 늘어난다는 점을 감안해야 합니다.
마침내 전고체 배터리가 프리미엄 차량부터 대규모로 채택되었습니다. 기존의 리튬 이온 배터리는 저가형 전기차에 여전히 사용되고 있습니다.
반고체 배터리가 저가형 전기차에 사용되기 시작했습니다. 솔리드 스테이트 배터리가 더 널리 보급됩니다.
어떻게 대응해야 하나요?
빌드
확장 가능한 새로운 모델을 개발하기 위해 OEM 및 배터리 공급업체와 지속적으로 제휴 및 합작 투자를 구축합니다.
이해
다양한 배터리 기술이 현재/근거리/원거리 전기차 가격에 미치는 영향을 이해하고 그에 따라 모델 사양과 가격대를 계획하세요.
투자
전기차 분야의 리더가 되고 싶다면 반고체 및 전고체 배터리에 국한하지 말고 새로운 형태의 배터리 기술에 투자하세요. 대체 양극 및 음극 재료도 가치가 있습니다.
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