배터리데이 영상에서 몇 가지 챙겨야 할 것 같은 내용들.
1. 건식전극공정
이전부터 계속 언급되던 내용. 배터리데이에서 현재 4번째 공정/장비를 변경해 실험 생산 하는 수준이라고 밝혔으며, 잘 되고 있지만 대량생산에 들어가면 문제가 일어날 수 있다는 것을 언급.
그렇지만 결국 시도하다보면 성공할 것 같긴 하다. 전극을 만들 때 건조공정과 용매 회수 등 시간을 잡아먹는 공정이 줄어드니 공간이나 시간상 크게 단계가 절감되고, 원가도 절감. 해당 영상 부분은 아래 (같은 동영상이지만 시간 표시)
2. 배터리의 탭리스 구조
양극과 음극에서 각각 연결부위가 되는 탭을 제거하고, 양쪽 극판의 일부를 길게 뽑아 전극을 더 넓고 짧게 만드는 것. 열 교환도 잘 되고 면적도 넓어지니 충방전도 잘 될거다. 원리만 보면 엄청난 혁신은 아니지만, 이런 개선이 배터리 용량을 늘리고 공정 생산성을 크게 높인다.
원래 전극을 빼내고 잘라내고 양쪽 뚜껑에 붙이는 작업이 감소하니, 속도도 크게 올라가고 불량률도 크게 감소. 시간이 엄청나게 단축되니 더 빠르게 많이 생산해 낼 수 있다.
정말 보면 이런 재료공학 소재공학... 정말 중요해보인다. 생산성 개선이라는게 사실 대단한게 아니라 이런 간단한 아이디어와 이를 적용하는 것.
처음 보고 나도 잘 이해가 되지 않았는데, 아래 동영상에서 배터리 내부를 뜯는 걸 보면 좀 이해가 된다. 각 극판에서 삐져나오는 전극 탭을 없애고, 전극의 끝을 돌돌돌 겹쳐 말아서 편평하게 만드는 것. 아래에 보이는 저 이상한 그림이 결국은 구리 극판을 정밀하게 안으로 접어 말아서, 넓은 연결 면을 형성.
3. 리튬이 부족한게 아니다.
리튬을 환경 친화적으로 경제적으로 추출하는게 어렵다. 리튬은 사실상 널렸고 미국에 매장된 것이 확인된 양 만으로 미국의 모든 차를 전기로 바꿀 수 있다. 테슬라는 이걸 소금을 이용해 추출하려고 함. 굉장히 흔하게 분포해 있으나 그 농도가 매우 낮은 편. 참고로 남아메리카(특히 칠레) 지역의 리튬이 상대적으로 가장 저렴하며, 암석을 분쇄해 생산하는 중국 및 호주의 리튬은 그 보다는 비싼 편. (가장 높은 칠레 지역 염수의 리튬 농도가 1,000ppm 정도.
4. 높은 니켈 함량을 함유한 배터리 위주의 차량 생산과, 에너지밀도에 상대적으로 덜 민감한 경우에는 리튬인산철, LFP 배터리를 활용.
5. 그 외, 코발트의 함량을 더 낮추고 니켈의 비중을 높인 양극재를 투입. 자체 비법 레시피를 통해 새로운 코팅과 첨가제로 안정성 향상. 실리콘 음극재지만, 별도의 가공을 거치지 않고 표면에 고분자 코팅만을 해서 음극재에 첨가해 용량을 증대. 그리고 뭔지 공개는 안하겠지만 중간 복잡한 공정을 이것 저것 고쳐서 양극재의 제조 공정도 크게 낮추는...
공정 속도를 높이고, 디자인을 개선하고, 소재 활용도를 높이고... 전고체까지 안가도, 원통형 전지를 이용한 배터리팩만 활용해도 충분히 경제성 있는 전기차를 만들 수 있을 것 처럼 보인다.
최종적으로, 전기차 한대의 가격을 2만달러 중반대로 낮춰 내연기관 차량과 가격이 거의 비슷해지게 만드는 것이 목표이며, 배터리데이에서 공개된 내용만 본다면 충분히 가능해 보인다. 이후에는 심지어 리튬의 생산성까지 높이는 기술들이 나온다고 하니.... 유지비를 생각한다면 이후에는 전기차가 더 저렴해지게 될 것.
그냥 배터리데이 자체가, 배터리 가격을 우리가 반 넘게 깎을건데 그걸 어떻게 준비하고 있는지를 보여준 행사. 배터리 가격을 파격적으로 깎아내려서 전기차를 아주 저렴하고, 성능도 좋게 만들어서 전기차 시장을 싹 다 먹겠다는 생각.
기존 공급자인 LG화학, CATL, 소니 쓴다고는 하는데... 배터리 데이를 보면 이러한 배터리 공급사들에게 좋은 뉴스인지는 모르겠다. 결국 가장 성능 좋고 경제성 있는 배터리는 자체적으로 만든다는 것이고, 공정기술은 테슬라가 가지고 있으며, 자체 설계를 통해서 더 효율적인 차를 만든다는 건데...
전기차 밸류체인 상 부가가치가 어디에 가장 더해질 지 생각해 본다면 그냥 테슬라 같다. 전기차의 가격/성능에서 배터리가 차지하는게 얼마나 중요한지 다시 한번 느끼게 된다. 배터리도 가장 효율적으로 만들고 심지어 전기차 까지 같이 만드는 기업이 어디있나.
물론 잠깐 드는 생각이지만, 이러한 공정 혁신은 테슬라만 하고 있는 것은 아닐거고 LG화학, CATL, 파나소닉 모두 다 하고 있을 것이다. 다만 테슬라는 자랑을 아주 효율적으로 잘 하고 있는걸지도...
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