주행거리 1609km EV 괴물 배터리 나온다

지속가능성 미디어 그리드서브(Gridserve)에 의하면, 지난해 전기차의 평균 주행거리는 219마일(약 352킬로미터)이다.

그런데 이제 곧 1000마일(약 1609킬로미터)를 주행할 수 있는 전기차 배터리가 등장할지도 모른다고 클린테크니카가 15일(현지시각) 소개했다.

이런 괴물 배터리를 개발하는 회사는 미국의 24M이다. 2015년부터 이 회사를 주목해 온 클린테크니카에 의하면, 24M은 자사가 1000마일(약 1609킬로미터) 주행 가능한 전기차 배터리가 거의 완성했다고 주장한다.

24M은 전기를 사용하여 실온에서 저탄소 시멘트를 생성하는 서브라임 시스템즈(Sublime Systems)와 같은 혁신을 이룬 MIT 교수 예트밍 치앙(Yet-Ming Chiang)의 아이디어를 상업화하기 위해 설립한 회사 중 하나다.

24M은 오늘날의 배터리 제품과 제조 방법을 재창조해서 에너지 저장 제품 및 기술과 관련된 오랜 과제를 해결하고, 고비용을 줄이면서 성능, 안전성 및 재활용성을 향상시켰다.

이미 5년 전, 24M은 최초의 배터리를 상용 고객에게 납품했다. 당시 이 회사는 보도 자료에서 "이러한 납품은 첨단 리튬 이온 배터리 제조에 대해 자본 효율적이며 저비용 접근 방식을 확장하려는 24M의 중요한 이정표"라고 말했다.

그러다 지난해 말 24M은 전극-팩(Electrode To Pack)이라는 배터리 제조의 획기적인 새로운 방식을 설계했다고 발표했다. “24M 전극-팩(ETOP) 시스템은 전극을 배터리 팩에 직접 포장하는 간소화된 배터리 팩 시스템이다. 따라서, 개별 셀과 모듈이 필요하지 않다”고 24M은 밝혔다.

24M의 사장 겸 CEO인 오타 나오키(Naoki Ota)는 "24M ETOP™은 엄청난 에너지 밀도를 제공하기 때문에 전기 이동성 및 에너지 저장 시스템의 판도를 바꿀 것”이라며, “우리는 핵심 기술인 24M SemiSolid™ 제조 플랫폼을 넘어 더 나은 에너지 미래를 위한 진정으로 혁신적인 솔루션을 제공할 혁신적인 기술 세트를 갖춘 회사로 나아가고 있다”고 말했다.

24M, 새로운 전해질 기술과 배터리 분리막 등 신기술 보유

2024년 2월 12일, 24M은 획기적인 배터리 기술 포트폴리오에 리튬 금속 배터리용으로 특별히 개발된 혁신적인 새 전해질인 Eternalyte™를 추가했다고 발표했다. 이 액체 전해질은 전기차, 에너지 저장 및 소비자 응용 분야용 리튬 금속 배터리의 사이클 수명과 속도 성능을 크게 향상시킬 것이라고 회사는 주장한다.

이 새로운 혁신은 전극-팩 배터리 기술인 24M ETOP™과 새로운 배터리 분리막인 24M Impervio™를 포함하여 24M의 최근 기술인 Eternalyte™과 결합하면 세 가지 신기술은 지속 가능한 에너지 미래를 가능하게 할 것이라고 한다.

지금까지 고체 전해질(SSE) 기술은 리튬 또는 기타 금속 수지상 결정으로 인한 안전 문제와 짧고 일관되지 않은 사이클 수명이 문제였다. 즉, 확장성, 비용, 취약성 및 사이클링에 따른 전기 저항 변화와 관련된 과제는 해결해야 문제였다.

그러나, 24M의 고유한 액체 전해질인 Eternalyte™와 Impervio™가 결합되어 이러한 문제를 해결한다. 이 조합은 모든 금속 수지상 결정을 방지하고 음극 활성 물질에 대한 일관되고 낮은 전기 저항으로 우수한 사이클 수명을 달성할 수 있는 저렴한 방법이라고 한다.

역사적으로 리튬 금속 양극에 사용되는 액체 전해질은 특히 급속 충전 시 사이클 수명이 좋지 않았다. 그러나 Eternalyte™는 급속 충전 조건에서도 뛰어난 사이클 수명을 입증하여 새로운 리튬 금속 솔루션의 길을 열었다.

테스트 결과 1609킬로미터 주행 가능할 듯, EV제조사 테스트 남아

초기 테스트 결과에 따르면 Eternalyte™는 탁월한 사이클 안정성으로 리튬 금속 배터리의 사이클 수명과 속도 성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 1C방전/1C충전 시 리튬-금속 셀 사이클링의 경우 24M Eternalyte™를 사용하면 셀이 500+ 사이클 동안 83% 용량을 유지할 수 있으며 이는 총 주행 거리가 50만마일(약 80만4672킬로미터) 이상이다. 새로운 배터리 기술은 1회 충전으로 최대 1000마일(약 1609킬로미터)까지 주행할 수 있을 것으로 예상된다.

리튬-금속 베이스 셀에 대한 테스트 결과는 단락이나 저항 증가 없이 4C 연속 사이클링으로 3000+ 사이클에 해당하는 것으로 나타났다. 24M은 Eternalyte™가 20mA/cm2 도금/박리 전류 하에서 액체 전해질 시스템 중에서 가장 높은 사이클 안정성을 달성했다고 주장한다. 새로운 배터리의 단위 셀 밀도가 391Wh/kg 및 887Wh/L다. 팩 수준의 수치는 350Wh/kg 및 665Wh/L다.

클린테크니카에 의하면, 24M 배터리는 추운 날씨와 더운 날씨의 작동을 포함한 성능을 검증하기 위해 자동차 제조업체에서 현장 테스트를 거쳐야 한다.