만 시간의 법칙

건식 전극 기술은, 테슬라가 멕스웰 인수 등 관련 영상을 공개하면서 원가를 낮추는 기술, 친환경기술로 배터리데이에서 소개하였다.(인수한 멕스웰은 다시 매각했지만, 테슬라와 관련성은 여전해 보인다.) 또 다른 건식 전극 기술을 추구하는 기업은 LG화학, LG에너지솔루션이다. LG에너지 솔루션이 미래 추구하는 기술은 하이티켈, 리튬리치, 코발트 프리, 건식전극이다. 테슬라에 의해 소개되었지만 건식 공정은 이전에도 많이 사용되었고 특히 슈퍼캐패시터에 많이 사용되던 기술이다. 건식 전극 공정은 습식 공정 대비 많은 장점이 있다. 1. 건식이라 - 솔벤트가 필요없다. 바인더에 의해 간단히 만들 수 있다. 2. 두께를 압연을 통해 더 얇게 만들 수 있다. 3. 에너지 밀도를 높이는데 유리하다. -. 하이니켈, 전고..

탐방 note: 22년, 2차전지 장비 전성시대 SK온 파우치형 및 해외 각형 2차전지 조립장비 전문회사 - 엠플러스는 2차전지 조립장비 전문회사로 2021년 1~3분기 누적 매출 비중은 SK온 92%, 해외 기업향 8%. 지역별로는 유럽 57%, 미국 31%, 한국 9% 등 - SK온에 파우치형 2차전지 Tab Welding 및 Packaging 공정용 인라인 장비를 주로 공급. 연산 10GWh 생산능력당 500~600억원 수준의 수주 추정 - 해외 고객사향으로는 각형 2차전지 조립장비를 공급하며 주로 Notching 및 Stacking 장비 공급. 현재는 조립 공정 전체 turn-key 공급 레퍼런스 보유 - 각형 조립장비 라인업을 갖춤으로써 각형 2차전지 양산 체제를 갖추려는 유럽 및 미국 2차전지..

LFP 배터리 투자 현황 테슬라: NCA배터리(롱레인지), LFP배터리(스탠다드 모델) 애플: LFP배터리 LG에너지솔루션: LFP 배터리- 작년 말 SK이노: LFP배터리 개발 착수 현대 모비스 : CATL과 함께 LFP기반 CTP 개발 계획 LFP배터리: 리튬, 철, 인산염을 양극재료로 사용하고 흑연, 탄소, 전극을 음극으로 사용하는 리튬 이온 배터리 유형 - 특징 1. 가격이 싸다. 2. 안정성이 높다. 3. 에너지 밀도가 떨어진다. 최근 LFP배터리의 기술적 개선이 이루어졌다. : CTP(셀투팩), CTC(셀투섀시) 기존 Cell은 양극재, 음극재, 분리막, 전해액으로 이루어지고 Cell을 연결해 모듈을 만든 후 모듈을 어려개 붙여서 팩 상태로 전기차에 사용함. LFP 각형은 안정성이 높아 모듈 ..

배터리 내재화 목표 하향, 삼원계 배터리 위주 탑재 1. 폭스바겐 배터리 자체 생산 CAPA 목표 하향 폭스바겐은 Umicore와의 JV 설립을 발표하면서 해당 JV의 목표는 폭스바겐의 유럽 배터리 공장 양극재 공급이며 해당 배터리 공장은 2025년부터 20GWh 규모로 가동 시작해, 2030년까지 최대 160GWh CAPA에 이를 것이라고 언급했다. 적지 않은 규모이나 2021년 3월 Power day 행사에서 제시된 2025년 80GWh, 2030년 240GWh 목표치에 비하면 크게 낮아진 수치다. 기존 목표치를 하향 조정한다는 명시적인 표현은 없었으나 5년 및 10년 후 내재화 CAPA 목표치가 각각 75%, 33% 낮아졌다는 것은 내재화 추진이 예상보다 더디게 실행되고 있음을 방증한다. 신생 기업..

기존 리튬 이온 배터리에서 음극재는 그라파이트, 흑연을 사용하는데 리튬 이온이 들어가는 방식은 Intercalation이라하고 삽입하는 형태임. 실리콘 입자가 리튬이 삽입됨에 따라 부피팽창이 일어나는데 이것은 리튬이 점점 많이 들어가기 때문에 생기는 현상임. 흑연(그라파이트)의 경우 탄소 6개와 리튬 1개의 결합으로 375mAh/g의 용량을 가질 수 있음. 실리콘은 원자 하나 당 4.4개의 실리콘을 받아들일 수 있어 최대 4000mAh/g까지 용량을 증가시킬 수 있음. 합금화학의 증가된 용량은 상당한 부피 변화를 동반하게 되고 300%의 부피팽창으로 실리콘 음극은 사이클 동안 균열 및 분쇄를 경험하게 되어 SEI층, 전도성 물질 및 집전체와의 접촉 실패를 초래함. 실리콘은 초기 용량 대비 계속적으로 충방..

리튬 이차전지-최신 양극재 기술 설명(LCO, NCM811, NCA) 2019년 1분기 전기차 탑재 양극재 사용 현황. 순위별로 대표적인 양극재 기술 수준을 알 수 있음. NCM523, NCA가 가장 많이 사용되는 양극재이고 최신 양극재는 NCM811인 것을 알 수 있음. 양극재 중요 원소들-니켈, 코발트, 망간 양극재에서 중요하게 사용되는 원소들은 니켈, 망간, 코발트, 알루미늄임. 금속 원소들은 배터리에서 각각의 특징을 가지고 있음. 옆에 숫자 1.0의 의미는 100%라는 의미로 함유된 퍼센티지를 나타냄. Rule of Thumb 니켈: 높은 용량 망간: 낮은 가격, 열안정성 코발트: 좋은 수명 리튬을 사용한 양극재는 대표적으로 6가지 정도가 있음. 리튬이 공통적으로 사용이 되고, 최근에는 니켈을 첨..

차세대 배터리는 리튬황, 리튬에어, 나트륨 배터리 3가지임. 리튬황의 특징은 에너지 밀도가 높은 대신에 원자재 가격이 낮음. 리튬에어는 리튬황 대비 2배의 에너지 밀도를 가지고 있음. 나트륨 배터리는 낮은 에너지 밀도가 문제임. 공통적으로 짧은 수명이 문제인데 이것을 해결하는 것이 중요한 기술임. 특히 황 원소 특성에 기인한 용량 감소 해결이 중요함 과제임. 양극재의 특성 중 중요한 것은 전압. NCM이 3.7볼트, 리튬 에어가 3.2볼트, 리튬 황은 2.2볼트로 다소 전압이 낮음. 하지만 NCM대비 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 차세대 배터리 소재가 될 확률이 높음. 기존 리튬 이온 배터리는 리튬이온을 흑연에 삽입하는 intercalation 원리로 구조적 변형이 최소한으로 유지되는 방식으로 전기적 ..

원형 배터리 구조는 위에서부터 TOP버튼, PTC, Vent, CID, Gasket으로 구분됨. TOP, CID는 신흥SEC, Vent는 상신이디피, Gasket은 삼진엘엔디, Can은 이시자키에서 생산되고 있음(상신이디피가 Can생산 능력을 갖춤). 가지 배터리 제조사의 분해도를 보면 구조적으로 큰 차이는 없고 삼성은 PTC가 없는 상대적으로 간단한 구조를 갖고 있어 원가면에서 경쟁력이 있음. 안전장치들의 동작 방식은 ① PTC는 과전류가 발생하면 High impedance mode, 저항이 높아져 전류량을 줄이게 함. ② 계속 내부 압력이 커지만 CID가 끊어지면서 양극과 CID가 분리되어 전류가 차단됨. ③ 그래도 계속 압력이 증가하면, ③번 그림과 같이 내부가 열리면서 가스를 외부로 방출시키면서 ..

전고체 전지는 전지의 모든 구성요소가 고체인 전지로 고체 전해질은 기존 리튬 이온 전지의 전해액과 분리막의 역할을 대신하게 된다. 고체 전해질은 형태만 고체일 뿐 전해액과 같이 리튬 이온을 이동시켜주는 역할을 하고 유기 용매로 구성된 전해액이나 고분자로 구성된 분리막이 아닌 무기계 고체 전해질이 들어가기 때문에 발화가능성이 낮고 열 안정성이 높은 기술적인 개선이 나타나게 된다. 전해액은 활물질 사이로 스며들어 리튬이온을 쉽게 전달할 수 있지만 고체 전해질은 그렇지 못하기 때문에 활물질과 고체 전해질 간의 접촉을 향상시키는 것이 중요하다. 또한 액체 전해질 방식보다 화재 가능성을 낮출 수 있는 기술이다. 마이크로 실리콘 음극재를 적용하여 성능에서 획기적 개선이 있고 충방전 사이클 500회 이후에도 잔존 용..