폭스바겐 지원 퀀텀스케이프, 美 캘리포니아에 배터리셀 시범 생산 공장 건설
폭스바겐 지원 퀀텀스케이프, 美 캘리포니아에 배터리셀 시범 생산 공장 건설
  • 박상우 기자
  • 승인 2021.02.17 16:26
  • 댓글 0
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퀀텀스케이프(QuantumScape)가 캘리포니아에 배터리셀 시범 생산 공장을 건설할 계획이다.

[M오토데일리 박상우 기자] 전고체 배터리를 개발하고 있는 미국의 배터리 스타트업인 퀀텀스케이프(QuantumScape)가 캘리포니아에 배터리셀 시범 생산 공장을 건설할 계획이다.

16일(현지시각) 퀀텀스케이프는 2020년 4분기 및 연간 재무 실적을 발표하면서 최대 2억9천만달러(3,211억원)를 투입해 캘리포니아주 산호세 지역에 배터리셀 시범 생산 공장을 건설하기로 결정했다고 밝혔다.

QS-0이라고 불리는 이 공장의 규모는 약 20만ft2(5,620평)이며 연간 10만개의 배터리셀을 생산할 예정이다. 이를 위해 퀀텀스케이프는 공장으로 사용할 건물을 올해 하반기 안으로 장기 임대를 통해 확보하고 2023년부터 양산할 계획이다.

퀀텀스케이프는 “QS-0는 전고체 배터리 양산 모델과 관련 생산 장비 개발 속도를 높이고 연간 수백대의 전기차에 충분히 공급할 수 있는 배터리를 생산할 예정”이라며 “이를 통해 양산된 초기 물량을 폭스바겐 등에 제공할 계획”이라고 밝혔다.

퀀텀스케이프는 컴퓨터 과학자 겸 주요 통신 부품 공급업체인 인피네라 코퍼레이션의 공동 창업자인 자그딥 싱과 미국 스탠퍼드대 출신 기계 엔지니어 팀 홀비가 지난 2010년에 설립한 배터리 스타트업으로 미국 캘리포니아 산호세에 본사를 두고 있으며 전고체배터리 기술에 대해 약 200개의 특허를 보유하고 있다.

퀀텀스케이프는 현재 전고체 배터리를 개발하고 있다. 전고체 배터리는 양극과 음극, 전해질이 모두 고체로, 현재의 주력 배터리인 리튬이온배터리의 전해액 누출 우려가 없어 안전성이 크게 높은 것으로 알려졌다. 일본 조사기관인 후지경제에 따르면 전고체 배터리 시장은 2035년에는 시장규모가 28조 원에 이를 것으로 추산했다.

퀀텀스케이프가 개발하고 있는 배터리는 양극, 음극, 전해질로 이뤄지는 배터리와 달리 음극과 고체 상태의 세라믹 분리판으로만 이뤄져 있다. 배터리가 충전되면 리튬은 음극에서 나와 세라믹 분리판을 통과해 분리판과 접점 사이에 침전돼 배터리 내 금속 리튬 양극을 형성한다.

이 때문에 전문가들은 세라믹 분리판이 퀀텀스케이프 배터리의 성패를 좌우할 것이라고 전망했다. 퀀텀스케이프는 지난 2015년에 이 신소재를 만들었으며 낮은 불량률로 대규모로 제조할 수 있는 공정을 개발해왔다.

퀀텀스케이프는 이 배터리의 프로토타입을 제작하고 테스트를 진행했다. 그 결과 15분 만에 80%까지 충전할 수 있는 것으로 나타났다. 리튬이온배터리가 80%까지 충전하는데 40분 정도 소요되는 것을 감안하면 상당히 빠른 것이다.

또 800회 충전과 방전을 진행했음에도 80% 이상의 용량을 유지하는 것으로 나타났다. 이는 300마일(483km)을 주행할 수 있는 전기차가 80% 미만으로 떨어지기까지 24만마일(38만6,242km)을 주행할 수 있다고 퀀텀스케이프는 설명했다.

이것이 가능하기 위해선 에너지밀도가 높아야 하는데 퀀텀스케이프는 정확한 에너지밀도를 공개하지 않았으나 체적당 에너지밀도(Wh/L)가 NCA(니켈코발트알루미늄) 등 리튬이온배터리보다 50%에서 최대 100%까지 향상시킬 수 있다고 밝혔다.

일부에서는 퀀텀스케이프 배터리의 에너지밀도가 250Wh/kg인 기존 리튬이온배터리보다 훨씬 높은 400Wh/kg에 달할 것으로 보고 있다.

퀀텀스케이프는 이 배터리를 2024년부터 양산할 계획이지만 대량 생산 공정을 확보하기까지 해결해야 할 문제가 많아 더 늦어질 수 있다.

이 배터리는 제휴를 맺은 폭스바겐그룹에 공급될 예정이다. 폭스바겐그룹은 지난 2018년 퀀텀 스케이프와 제휴를 맺고 1억달러를 투자한 데 이어 지난 9월 2억 달러를 추가 투자해 전고체전지 기술 공동개발 속도를 높이고 있다. 폭스바겐그룹 이외에 콘티넨탈 AG, 빌게이츠, 카타르 투자청 등도 퀀텀 스케이프에 투자했다.

폭스바겐과 퀀텀스케이프는 오는 2024년부터 양산을 개시해 연간 생산규모를 20GWh까지 확대할 계획이다.

 



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