타보스가 스마트공장·자동화산업전 2025(Smart Factory+Automation World 2025, 이하 AW 2025)’에서 산업용 전기차 및 무인반송차(AGV) 등 고출력을 요구하는 모터 부하용 리튬이온배터리 솔루션이 선보였다. 스마트공장·자동화산업전 2025은 아시아 최대 규모 스마트공장 및 자동화산업 전문 전시회다. 이번 전시회는 3월 12일부터 14일까지 총 3일간 코엑스 전시장 전관에서 개최되며 올해는 50여 개 기업이 2200여 부스 규모로 참여했다. 타보스가 이번에 선보인 고출력 리튬이온배터리는 순간 최대 2C 방전 이하를 지원하며 산업용 전기차 및 AGV(무인반송차)의 안정적인 전력 공급을 위한 최적의 솔루션으로 설계됐다. 특히, 모터 부하가 큰 응용 환경에서도 안정적인 출력을 유지할 수 있도록 설계되어 자동화 공정, 물류 운송, 전기차, 로봇 등의 다양한 산업군에서 활용 가능하다. 무엇보다 빠른 충·방전 성능과 높은 에너지 밀도를 갖추고 있어 지속적인 전력 공급이 필요한 산업 환경에서의 효율성을 극대화할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)과의 연계를 통해 최적의 전력 관리 및
누보톤 테크놀로지 코퍼레이션(이하 누보톤)이 48V 배터리 시스템을 위한 17셀 배터리 모니터링 IC ‘KA49701A’와 ‘KA49702A’를 개발하고, 2025년 4월부터 양산을 시작한다고 밝혔다. 이 신제품은 배터리 시스템의 안전성을 향상시키는 동시에, 전력 소비를 줄여 배터리 활용도를 극대화할 수 있도록 설계됐다. 재생에너지 확대와 생성형 AI 기반 데이터센터의 증가로 인해 고용량·고출력 배터리에 대한 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 리튬이온 배터리의 활용이 늘어나지만, 높은 가격과 화재 방지 시스템 구축 등의 비용 부담이 여전히 문제로 지적된다. 누보톤은 자동차용 배터리 제어 기술을 바탕으로 산업용 48V 배터리 시스템을 위한 새로운 모니터링 IC를 개발했다. 이 제품은 배터리의 고장 진단 및 페일세이프 기능을 내장해 시스템 안전성을 강화하는 동시에 보드 면적 및 추가 보호 회로 비용을 절감할 수 있도록 설계됐다. KA49701A 및 KA49702A는 ±2.9mV에 이르는 업계 최고 수준의 전압 측정 정확도를 제공하며, 이를 통해 배터리 용량을 최대한 활용하도록 한다. 특히, 중국 배터리 표준(GB/T 34131-2023)의 전압 측정 기준(-20
한 번 충전으로 서울과 부산을 왕복할 수 있는 전기차용 고성능 건식 배터리 전극을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. UNIST는 2일 에너지화학공학과 정경민 교수팀은 건식 공정을 통해 기존보다 5배 두꺼운 배터리 전극을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 전기차 대중화로 대용량 리튬이온배터리의 필요성이 커지면서 용량과 직결되는 전극은 최대한 두껍게 만들고, 용량과 관련 없는 구성 요소의 비율은 줄이는 설계 방식이 주목받고 있다. 그러나 기존 습식 전극 제조 방식은 분말 형태의 전극 원료를 용매에 풀어내 제작하기 때문에 용매가 증발하는 과정에서 뭉침이 발생하기 쉬워 전극을 두껍게 만드는 데 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 건식 배터리 전극의 합제층 밀도(용량과 직결되는 원료 물질의 밀도)는 3.65ｇ/㎤에 달한다. 전극의 면적당 용량도 상용 전극의 5배에 해당하는 20mAh/㎠다. 이 전극을 배터리에 적용하면 전기차의 주행 거리를 약 14% 늘릴 수 있다고 연구팀은 설명했다. 정경민 UNIST 교수는 “기존 전기차 배터리로는 서울과 부산 왕복 주행이 어려웠다”며 “이번 기술을 적용하면 600㎞ 이상의 주행이 가능해져 1회 충전으로 왕복도 가능할 것”이
나인테크가 산업통상자원부가 추진하는 ‘10% 이상 생산성 향상이 가능한 디지털트윈 기반 리튬이온배터리 셀 제조 공정기술 개발’ 과제의 주관기관으로 선정됐다고 11일 밝혔다. 디지털트윈(Digital Twin)이란 현실 세계의 데이터를 기반으로 가상 환경에 모델을 구현해 실시간으로 상태를 모니터링하고 시뮬레이션을 통해 결과를 예측하는 기술이다. 4차 산업혁명의 핵심 기술로 제조업을 포함한 다양한 산업 분야에서 디지털 혁신을 이끄는 데 중요한 역할을 하고 있다. 이번 과제에 참여하는 기관들은 배터리 제조공정의 생산성 향상을 목표로 공정별 데이터 수집체계 개발에서 디지털 트윈 플랫폼 개발, 실증단계인 디지털 제조 운영 및 검증까지 수행할 예정이다. 국내 배터리 산업의 경쟁력을 높이고 글로벌 시장에서의 기술적 우위를 확보하는 데 기여할 것으로 기대된다. 나인테크는 제조공정 장비 데이터의 수집과 센싱 장치 및 SW 기술 개발을 담당하며, 공동연구기관들과 협업을 통해 디지털트윈 기술의 완성도를 높일 계획이다. 이를 통해 배터리 제조 공정의 디지털 혁신을 이끌고, 자원 효율성과 에너지 절감을 극대화한다는 목표다. 글로벌 시장조사기관 포츈 비즈니스 인사이트에 따르면 전 세
아이엘사이언스가 ‘리튬 전이 금속 산화물을 이용한 리튬 덴드라이트 억제 방법 및 효과’에 대한 특허를 출원했다고 밝혔다. 리튬이온배터리는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 네 가지 요소로 구성된다. 양극과 음극 물질 간 전자 이동으로 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치다. 양극의 리튬 이온이 음극으로 이동하면서 배터리가 충전되고, 음극의 리튬 이온이 양극으로 돌아가면서 배터리가 방전되는 원리다. 현재 사용되는 리튬이온 배터리는 리튬이온을 흑연이나 실리콘에 저장하는 특징이 있다. 에너지 밀도면에서 새로운 음극재 개발이 진행되었고 흑연 등 기존 음극재가 대체되고 있으며, 리튬 금속이 이론적으로 최종적인 음극재로 간주되고 있다. 리튬 금속을 음극으로 사용하는 배터리는 기존 흑연에 비해 가벼워 음극재의 무게와 부피를 줄일 수 있으며 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다. 리튬 금속이 이론적으로 최종적인 음극재임에도 불구하고 상용화되지 못한 이유 중 하나는 리튬 금속을 사용할 때 ‘리튬 덴드라이트’가 형성되기 때문이다. ‘리튬 덴트라이트’는 충방전 시 금속 리튬이 성장하면서 미세한 선 모양의 덩어리가 형성되는 현상인데 이 덴드라이트의 불균형 형성이 배터리의 수명과 성
영업이익 237억 원, 당기순이익 198억 원 기록하는 등 ‘실적 턴어라운드’ 이차전지 조립공정 자동화기기 전문 기업 엠플러스가 지난해 창립 이래 최대 실적을 기록하며 흑자 전환(턴어라운드)에 성공했다고 밝혔다. 엠플러스는 ‘매출액 또는 손익구조 30% 이상 변동공시’를 통해 연결 기준 2023년 연간 3401억 원의 매출을 달성했다고 밝혔다. 2022년 전기 1166억 원 대비(YoY) 191.6% 증대됐다. 같은 기간 영업손익은 △99억 원에서 237억 원으로 340.3%, 당기순손익은 △152억 원에서 198억 원으로 230.3% 각각 증가해 흑자 전환하는 등 2003년 창립된 이래 사상 최고 실적을 기록했다. 이 같은 실적은 배터리 셀(Cell) 크기 변동 등 글로벌 이차전지 수요 트렌드에 기민하게 대응하며 고객사 니즈에 맞춘 장비를 안정적으로 적시에 납품한데 따른 것이다. 또한 수주 규모가 확대되며 장비 제조 시 규모의 경제 실현을 통해 제조 원가를 효율적으로 절감한 것 또한 실적 상승을 주요하게 견인했다. 엠플러스는 리튬이온배터리의 국산화 기술력을 바탕으로 지난 2003년 설립된 이차전지 제조장비 조립공정 자동화 장비 전문기업이다. 엠플러스는 전기
지난해 세계 경제 성장률 둔화, 우크라이나 전쟁 장기화, 인플레이션 압박, 통화긴축 기조 등 대내외 여건 불확실성이 확대된 데에 대한 여파로 주요 산업들이 대부분 부진했던 와중에 이차전지 산업은 전반기까지 급격하고 빠른 성장을 이뤘다. 그러나 작년 하반기부터 전기차 수요가 둔화되기 시작했다. 상반기까지만 해도 616만 대의 전기차가 출고되면서 전년 대비 약 40% 이상 상승하는 모습을 보였지만, 하반기 들어 주춤거리기 시작했다. 이번 호에서는 글로벌 이차전지 시장의 현황과 LFP 배터리 등 이슈에 대한 내용을 소개한다. 목차 Market Trend 주춤하는 전기차 시장, 업계 동향에 ‘주목’ Special Report 말 많은 중국산 LFP 배터리, 글로벌 시장 잠식하나 재활용 어려운 LFP의 배신…친환경성 확보 어떻게? ‘트럼프 리스크’ IRA 폐기 가능성…이차전지 업계 영향은? Industry Trend CES 2024 속 이차전지 기술 모아보기 헬로티 이동재 기자 |
올해 리튬이온배터리 에너지저장장치(LIB ESS) 시장 규모가 235GWh로 전년 대비 27% 성장할 것이란 전망이 나왔다. 금액 기준으로는 약 400억 달러(한화 약 53조 원)로 14%의 성장률이다. SNE리서치의 2024 글로벌 ESS 시장 전망(~2035)’ 보고서에 따르면, 2024년 LIB ESS의 시장 규모는 235GWh, 금액으로는 400억 달러 정도가 될 전망이다. 해당 시장은 2035년 618GWh, 800억 달러 규모까지 성장할 것으로 예측된다. ESS는 전력을 보관할 수 있다는 특징을 바탕으로 신재생에너지를 저장했다가 필요할 때 사용하는 스마트그리드 분야에서 크게 주목받고 있다. 특히 에너지밀도가 높은 리튬이온배터리를 사용한 ESS 시장이 크게 성장하는 중이다. 국내도 태양광 연계 ESS 사업이 크게 성장했으나, 2018년 국내 ESS 화재 사건이 연이어 발생하며 시장이 크게 위축됐다. 최근에는 산업자원부 주도의 ESS 산업 발전 전략이 발표되며 시장 회복이 기대되고 있다. 또한 국내 LIB 제조 업체인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온에서는 안전성이 높은 LFP 배터리를 ESS용으로 계획하며 ESS 시장에 대한 의욕을 밝히고 있다.
UNIST·한양대 공동연구팀, 유기 전극의 용출 억제하는 전해질 개발 유기 전극 기반 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 방법이 개발됐다. 유기 전극 기반 배터리의 상용화를 앞당기고 관련 후속 연구에 기초가 될 것으로 기대된다. UNIST 에너지화학공학과 곽원진 교수팀이 한양대 기계공학과 최준명 교수팀과 공동으로 “유기 전극의 장점을 유지하면서 획기적으로 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 전해질”을 개발했다고 밝혔다. 개발된 전해질은 유기 전극 활물질이 전해질로 녹아서 나오는 용출을 효과적으로 억제했다. 전극과 전해질의 계면 안정화를 유도해 전지의 수명 또한 늘렸다. 친환경적인 유기 전극 소재는 현재 리튬이온배터리에 활용되는 전이금속 기반 무기 전극 소재들을 대체하기 위한 차세대 전극으로 연구되고 있다. 하지만 전해질 안에서 발생하는 용출로 인해 전지의 수명이 짧아진다는 치명적 단점을 가진다. 곽원진 교수는 “기존에는 유기 전극 소재의 고분자화를 이용해 용출을 억제했지만 용량이나 출력에서 손해가 있었다”며 “본 연구는 전해질을 통해 제어하기 때문에 고분자화와 달리 용량의 손실이 없고 손쉽게 적용할 수 있는 접근법”이라고 설명했다. 개발된 전해질은 공용매를 첨가해 용
가격과 안정성을 강점으로 해 이륜차, 소형 전기차 및 ESS 산업에 침투할 것 최근 중국에서 상용화 단계에 들어선 나트륨이온배터리(Sodium-ion Batteries)가 향후 LFP 배터리보다 저렴한 가격으로 중저가 시장에 침투할 수 있다는 전망이 나왔다. 24일 SNE리서치의 ‘나트륨이온배터리 기술개발 동향 및 시장 전망(~’35)’ 리포트에 따르면, 나트륨이온배터리와 리튬이온배터리의 가격 차이는 2035년 최대 24%까지 발생할 전망이다. 이 차이는 리튬이온배터리 가운데서도 가격이 저렴한 것으로 알려진 LFP 배터리를 기준으로 한 것으로 NCM 양극재와 대비했을 때의 간극은 이보다 더 클 것으로 예상된다. 나트륨이온배터리는 리튬이온배터리가 주류인 이차전지 시장에서 가격 경쟁력에서 강점을 가지고 있는 차세대 배터리다. 나트륨을 원재료로 사용한 배터리로 에너지 밀도는 낮지만, 전기화학적 안정성이 높고 저온에서의 성능 저하가 심하지 않다. 향후 2025년 본격적인 양산 단계에 들어서며 향후 이륜차, 소형 전기차 및 에너지저장장치(ESS) 등의 산업에 사용될 전망이다. 나트륨이온배터리가 시장에 본격적으로 나서게 된 것은 2021년 중국의 배터리 기업인 CATL
고성능/고안정성 리튬음극 및 실리콘복합재 음극 설계 및 제조 연구 아이엘사이언스가 설립한 ‘차세대 이차전지 R&D 센터’(가천대소재)의 고재환 박사와 송성근 대표이사가 공동저자로 저술한 논문이 최고 권위의 국제 학술지 ‘카본(Carbon)’에 등재됐다. ‘차세대 이차전지 R&D센터’의 고재환 박사, 아이엘사이언스의 송성근 대표, 가천대학교 ‘전지 및 에너지 변환 연구소’(Energy Materials Lab)의 윤영수 교수 및 석사과정 강하은씨가 공동으로 저술해 발표한 논문의 제목은 ‘리튬이온배터리용 실리콘의 부피 팽창을 억제하고 전기 전도도를 높이기 위한 탄소 나노튜브와 그래핀을 활용하는 최근의 진전’이다. 아이엘사이언스와 가천대 연구진은 전고체 전지를 위한 차세대 음극(리튬음극, 실리콘음극)을 개발 중이며, 2019년부터 2023년까지는 실리콘음극 고성능화(부피팽창 억제, 실리콘함량 증대) 연구를 진행했다. 고재환 박사는 “실리콘은 높은 이론 비용량, 낮은 작동전위, 풍부한 자원 등이 장점으로 리튬과 마찬가지로 유망한 음극물질”이라며, “본 논문은 실리콘 음극의 고성능화를 위해 고강도/고전도성 카본나노 소재인 탄소 나노튜브와 그래핀을 활용한
“e-모빌리티 리튬이온배터리와 에너지 저장 시스템 수명 연장하고 안전 확보” NXP 반도체가 배터리 관리 시스템(BMS) 성능과 안전을 최적화하도록 설계된 차세대 배터리 셀 컨트롤러 IC를 출시했다. NXP MC33774 18채널 아날로그 프론트엔드 디바이스는 최소 0.8mV의 셀 측정 정확도와 넓은 온도 범위에서도 최상의 셀 밸런싱 기능을 제공한다. 더불어 안전이 중요한 고전압 리튬 이온(Li-ion) 배터리에 사용할 수 있도록 ASIL D를 지원해 가용 용량을 극대화한다. 리튬이온배터리는 부피와 무게 대비 에너지 밀도가 높고, 자가 방전이 적으며, 유지 관리가 쉽고, 수천 번의 충방전 주기를 견딜 수 있다. 이러한 장점으로 전기차에 주로 사용되며, 전기차 전체 비용의 약 30~40%를 차지한다. 일반적인 800V 리튬이온배터리 시스템은 직렬로 연결된 약 200개의 개별 셀로 구성된다. 수년에 걸친 수명 주기 동안 겪게 될 다양한 온도와 상황 속에서 배터리 팩 충전 상태(SoC)가 어떨지를 정확하게 예측하는 것은 매우 중요하다. NXP MC33774는 영하 40°C에서 영상 125°C까지의 온도 범위에서 수명 주기 전체를 아울러 정확한 셀 측정 데이터를 제
SES AI Corporation(이하 SES)가 13일 열린 ‘SES배터리 월드’ 행사에서 메이저 자동차 OEM과의 B샘플 공동개발협약(JDA) 체결 내용과 함께 리튬메탈 배터리의 상용화, 지상 및 항공 전기 운송의 미래에 대한 주요 이정표를 발표했다. SES는 데이터 투명성 유지라는 신념에 따라, 최근 발표한 100Ah 리튬메탈 셀 테스트 데이터를 소개했다. 리포트에 따르면, SES의 리튬 메탈 셀은 작은 4Ah이 50Ah와 100Ah로 확장할 때에도 그 성능이 매우 일관되게 유지됐다. 100Ah 리튬메탈 셀은 추운 환경에서도 높은 성능을 보였으며, 탁월한 고전력 성능을 발휘했다. 또한 외부 기관에서 실시한 과충전, 못 관통, 외부 단락, 열 안정성 테스트를 통과하였고, UN38.3 인증 또한 획득했다. SES의 설립자 겸 CEO인 치차오 후 대표는 "안전이 곧 품질이다. 대형 셀을 더 많이 생산할수록, 실질적 안전성 보장을 위해 완벽한 추적 기능을 갖춘, 보다 엄격한 품질 제조 시스템을 가동한다”며, “다양한 유형의 데이터를 수집하여 AI 기반의 안전성 소프트웨어인 아바타를 학습시킴으로써, 작년 60%에 불과했던 대형 리튬메탈 셀 상태 모니터링의 예측
저온 건식 재활용 기술 적용 대기 분위기서 CO2 배출 획기적 저감 흑연 함유량 적은 블랙매스와 흑연 분리 회수할 수 있는 단순화된 선별 공정 혁신 한국지질자원연구원 자원활용연구본부 김병수 박사 연구팀이 저온 건식 재활용 기술을 적용한 ‘리튬인산철(LFP) 폐배터리 재활용 기술 개발’에 성공했다고 밝혔다. 연구팀이 개발한 이 기술은 방전된 폐리튬이온배터리를 선별 공정 없이 단순 파쇄 후 1200°C 이하의 온도에서 부분 용융해 블랙매스(리튬 95% 이상 분리, 흑연 함유량 3% 이하)와 흑연을 분리 회수(80% 이상)할 수 있는 세계 최초의 친환경 저온 건식재활용 기술이다. 현재 폐배터리 재활용 기술은 대부분 NCM(니켈/코발트/망간) 또는 NCA(니켈/코발트/알루미늄) 배터리 계열에 적용된다. 특히 기계적 파분쇄→건조→물리적 선별→열 처리후 습식공정을 거치거나 질소 또는 대기분위기에서 1400°C 이상의 건식공정 처리 후 습식공정을 통해 재활용하고 있다. 2030년 전 세계에서 전기차에 사용되는 배터리 중 LFP 배터리가 55% 이상일 것으로 예상됨에 따라 환경․자원적 측면에서 LFP 배터리의 재활용 기술에 대한 연구개발이 필요한 시점이라는 지적이 있어 왔
마스크 폐기물을 첨단 물질로 가공해 배터리 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다. UNIST 에너지화학공학과 안광진 교수팀은 마스크 폐기물로부터 탄소나노튜브를 생산하고, 리튬이온배터리의 양극 도전재로 적용하는 공정을 개발했다. 제 1저자 남언우 연구원은 “마스크 폐기물로부터 탄소나노튜브를 생산하고 배터리 성능을 연구한 것은 플라스틱 업사이클링의 좋은 개발 사례”라며 “공정은 마스크 폐기물에만 한정되는 것이 아니라 유사한 구조를 가진 다른 폐플라스틱도 적용이 가능하다”고 전했다. 열분해는 대표적인 화학적 재활용 방식 중 하나로, 폐플라스틱으로부터 열분해유와 탄화수소 가스를 생산하는 기술이다. 이 과정에서 생성된 메탄, 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소 가스는 고부가가치 탄소 소재인 탄소나노튜브(CNT) 합성을 위한 원료로 이용된다. 탄소나노튜브는 우수한 열·전기 전도성 및 기계적 강도로 인해 다양한 산업 분야에 응용된다. 안광진 에너지화학공학과 교수는 “‘열분해’와 고온에서 탄화수소를 분해하는 ‘화학기상증착’ 두 가지 기술을 순차적으로 활용하면 폐플라스틱을 업사이클링해 첨단 소재인 탄소나노튜브를 생산할 수 있다”고 언급했다. 탄소나노튜브는 리튬이온 배터리의
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