GM, 차세대 얼티움 배터리 될 리튬메탈배터리 프로토타입 공개
GM, 차세대 얼티움 배터리 될 리튬메탈배터리 프로토타입 공개
  • 박상우 기자
  • 승인 2021.03.12 10:26
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미국 제네럴모터스가 현재 개발 중인 리튬메탈배터리의 프로토타입 모델을 공개했다.

[M오토데일리 박상우 기자] 미국 제네럴모터스가 현재 개발 중인 리튬메탈배터리의 프로토타입 모델을 공개했다.

차세대 배터리로 꼽히는 리튬메탈배터리는 배터리의 4대 소재 중 하나인 음극재에 흑연 대신 금속을 사용해 에너지 밀도를 크게 높인 배터리다. 리튬이온배터리의 경우 에너지 밀도를 최대 800Wh/L까지 높일 수 있으나 리튬메탈배터리는 1천Wh/L 이상으로 높일 수 있다.

에너지 밀도가 높아지면 부피를 적게 차지하기 때문에 전기차에 더 많은 배터리를 넣어 주행거리를 크게 늘리거나 차체를 가볍게 만들 수 있다. 여기에 어떤 금속을 사용하느냐에 따라 배터리의 가격을 낮출 수 있어 전기차의 가격을 저렴하게 책정할 수 있다.

이런 이유로 GM은 지난 2015년 리튬메탈배터리 기술력을 보유한 미국의 배터리 개발업체 솔리드 에너지 시스템즈(Solid Energy Systems, SES)에 투자를 단행, 리튬메탈배터리를 공동 개발해왔으며 이번에 협력을 더욱 강화하는 계약을 맺었다.

이를 통해 GM과 SES는 리튬메탈배터리 관련 특허 49개를 획득하고 45개의 특허를 추가 출원했다. 또 SES는 리튬메탈배터리 관련 지적 재산권을 보유하고 있다.

이렇게 탄생한 GM-SES의 리튬메탈배터리 프로토타입은 미국 미시건 주 워렌에 있는 GM의 글로벌 기술 센터에서 15만마일(24만km) 이상의 시뮬레이션 테스트를 받았다. 그러나 여전히 해결해야 할 과제가 많아 정확한 상용화 시기를 가늠하기가 어렵다.

11일(현지시각) GM의 마크 로이스 사장은 이날 열린 워싱턴 포스트 라이브 가상 컨퍼런스에서 “가격과 범위는 전기차를 대량으로 판매하기 위해 극복해야할 장벽”이라며 “이번 프로토타입 출시로 에너지 밀도와 비용적인 측면에서 또 한 번의 개선을 이뤘지만 여전히 더 많은 개선이 필요하다”고 설명했다.

GM은 2023년까지 미국 메사추세츠주 워번에 배터리셀 시범 생산 공장을 구축할 계획이다. 또 리튬메탈배터리의 에너지 밀도를 현재 리튬이온배터리보다 2배 이상 높이고 가격을 60% 가량 낮춘다는 계획이다. 이를 통해 차세대 얼티움 배터리의 주행가능거리를 최대 600마일(약 965km)까지 확대할 수 있다.

GM은 이 배터리의 기술을 LG에너지솔루션과 공동 개발 중인 얼티움 배터리의 차세대 모델에 적용할 가능성이 있다.

지난해 3월에 처음 공개된 얼티움 배터리는 유연하게 장착할 수 있는 파우치형 배터리로, 모듈식 추진시스템과 차량의 레이아웃에 따라 수직 또는 수평으로 적용할 수 있어 적은 무게로 적은 공간에 많은 용량을 적재할 수 있다.

또 이 배터리는 알루미늄을 음극재로 사용함으로써 희토류인 코발트의 양을 70%가량 줄이는 새로운 NCMA(니켈, 코발트, 망간, 알루미늄) 조합을 사용하기 때문에 배터리 가격을 크게 낮출 수 있다.

이 배터리는 최소 50kWh급에서 최대 200kWh급까지 지원할 수 있으며, 주행거리는 최대 450마일(724km)까지 늘어난다. 생산은 현재 미국 오하이오주 북동부에 위치한 GM 로즈타운 조립공장 인근에 세워지고 있는 얼티움 셀즈의 배터리셀 생산공장에서 이뤄진다. 가동은 내년 1월부터 시작된다.

이 배터리는 올해 가을에 출시되는 초대형 전기 픽업트럭인 GMC 허머 EV에 처음 적용된다.

리튬메탈배터리의 프로토타입 모델

 


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