Volkswagen, Ford 및 기타 대형 자동차 제조업체는 솔리드 스테이트 배터리를 EV용 차세대 제품으로 만들기 위해 노력

가연성으로 간주되는 리튬 이온 배터리를 대체하기 위한 노력의 장애물이 남아 있습니다.

실리콘 밸리의 신생 기업인 QuantumScape는 12월에 고체 물질을 사용하여 배터리를 성공적으로 테스트하여 획기적인 성과를 달성했다고 밝혔습니다.

사진: 월스트리트 저널의 니콜라스 알브레히트 에 의해 

윌리엄 보스턴  2021년 9월 28일 오후 3시 48분(동부 표준시)

더 저렴하고 장거리 전기 자동차를 만들기 위한 경쟁에서 자동차 회사들은 오랫동안 문샷으로 여겨졌던 기술인 전고체 배터리에 더 많은 돈을 쏟아붓고 있습니다. 오늘날 대부분의 전기 자동차는 리튬 이온 배터리를 사용합니다. 리튬 이온 배터리는 수년에 걸쳐 더욱 강력하고 저렴해졌지만 화재 위험을 포함하여 한계가 있습니다. 이 구성은 리튬 이온 배터리에 사용되는 가연성 전해질 용액을 제거하여 더 빠른 충전 시간을 제공하고 팩을 더 안전하게 만들 수 있다고 자동차 경영진과 분석가는 말합니다.  그럼에도 불구하고 이 기술은 비용이 많이 들고 실제 응용 분야에서 상대적으로 입증되지 않은 상태로 남아 있으며, 대중 시장에서 해결하는 데 몇 년이 걸릴 것으로 예상되는 장애물입니다.

Toyota Motor Corp. 는 전고체 배터리 셀의 자체 개발을 추진하고 있습니다. 이달 초 일본 자동차 제조업체는 현재 하이브리드 자동차에 더 작은 전고체 배터리를 사용할 것이지만 완전 전기 자동차를 위한 기술을 개발하는 데 더 많은 시간이 필요하다고 말했습니다.

Volkswagen AG , Ford Motor Co. 및 Bayerische Motoren Werke AG 와 같은 다른 주요 자동차 회사 는 전고체 배터리 스타트업에 투자하여 기술을 완성하고 대량 생산을 준비할 수 있도록 지원합니다.

컨설팅 회사 AlixPartners LLP에 따르면 많은 주요 배터리 신생 기업이 지금까지 자동차 제조업체와 금융 투자자로부터 약 20억 달러의 투자를 받았으며 이 중 절반이 Bill Gates와 Volkswagen AG를 포함한 투자자인 QuantumScape Corp.에 들어갈 것으로 추정했습니다 .

캘리포니아 산호세에 있는 QuantumScape 연구실의 직원 Volkswagen은 회사의 투자자 중 한 명입니다.

 

최근 몇 년 동안 자동차 회사가 전기 자동차에 크게 투자하면서 더 나은 배터리를 구축해야 한다는 압력이 커졌습니다. 컨설팅 회사 AlixPartners의 자동차 부문 전무이사인 John Loehr는 플러그인 모델에 대한 전 세계 투자가 작년에 비해 40% 증가했다고 말했습니다.

솔리드 스테이트 기술은 장기적인 노력으로 남아 있습니다. Loehr는 그러한 배터리가 대량 생산될 준비가 되기까지는 10년 가까이 될 수 있지만 자동차 제조업체는 전문 지식을 얻고 제조 작업을 준비하기 위해 지금 투자하고 있다고 덧붙였습니다.

Loehr는 "그들은 다른 모든 사람들이 이 기술을 보유하고 있지만 자신은 갖고 있지 않은 곳에서 잡히기를 원하지 않습니다."라고 말했습니다.

1980년대와 1990년대에 리튬 이온 배터리 기술의 발전으로 최초의 상업적으로 성공한 전기 자동차 제조업체인 Tesla Inc. 가 탄생했습니다 . 그 이후로 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 배터리는 충전 사이에 전달할 수 있는 이동 범위가 개선되었으며 처음 등장했을 때보다 훨씬 저렴합니다.

그러나 리튬 이온 배터리에도 단점이 있습니다. 제너럴 모터스 (주)는 최근 142,000 시보레 볼트 전기 자동차에 대한 리콜 배터리 화재에 연결된 제조 결함을 해결하기 위해. 일부 자동차 회사는 배터리와 관련된 화재 우려 때문에 전기 자동차를 리콜 해야 했으며 문제가 해결될 때까지 자동차를 완전히 충전하거나 차고에 주차하지 말라고 경고했습니다.

업계 경영진과 분석가는 반도체 기술을 사용하면 배터리를 더 안전하게 만들 수 있다고 말합니다. 핵심 소재가 가연성 물질일 가능성이 적기 때문입니다.  UBS Research의 배터리 기술 분석가인 Tim Bush는 리튬 이온 배터리의 한 가지 큰 장애물은 에너지 밀도가 증가함에 따라 화재 위험이 증가한다고 말했습니다.  "전해질을 제거하고 고체 물질로 대체한다면 더 이상 안전상의 위험이 없으며 에너지 밀도는 오늘날의 두 배에 이를 수 있습니다."라고 Bush는 말했습니다.

Volkswagen은 미국의 다른 레거시 자동차 제조업체보다 전기 자동차에 더 많은 투자를 하고 있습니다. WSJ는 독일 거대 기업이 이미지를 바꾸고 Tesla와 경쟁자가 되기 위해 배터리 공장으로 전환 중인 엔진 공장 내부에 들어갑니다. 

대량 생산되어 수백만 대의 자동차에 연결될 수 있는 고체 배터리를 만드는 데 성공한 회사는 아직 없습니다. 그러나 일부 신생 기업은 100년 이상의 대량 생산 경험을 보유한 자동차 제조업체와 협력하여 이러한 목표를 달성할 수 있기를 희망합니다.

12월에 실리콘 밸리의 신생 기업인 QuantumScape는 고체 물질을 사용하여 성공적으로 배터리를 테스트하는 돌파구를 달성했다고 말했습니다.  3월에 VW는 배터리 과학자들이 자체 실험실에서 QuantumScape의 테스트를 독립적으로 검증하고 이 스타트업에 추가로 1억 달러를 투자하기로 합의했다고 밝혔습니다. 이로써 회사에 대한 총 투자는 3억 달러가 되었습니다. QuantumScape의 시장 가치는 약 105억 달러입니다.

VW는 또한 QuantumScape 기술을 사용하여 EV용 고체 배터리를 만들기 위한 파일럿 시설을 건설하는 데 원칙적으로 동의했습니다. 파일럿 라인의 최종 승인은 아직 진행 중이며, 프로젝트 재정 지원 여부에 대한 독일 정부의 결정을 기다리고 있습니다.  VW에서 배터리 개발을 이끌고 있는 Frank Blome은 3월에 "고체 기술은 게임 체인저입니다."라고 말했습니다.

QuantumScape 뉴스에 이어 BMW와 Ford는 5월에 솔리드 스테이트 배터리를 개발 중인 Solid Power Inc.에 1억 3천만 달러를 투자한다고 발표했습니다.

솔리드 파워(Solid Power)의 더그 캠벨(Doug Campbell) 최고경영자(CEO)는 회사가 내년에 "자동차 규모" 솔리드 스테이트 배터리 구축을 시작하기 위해 파일럿 라인을 구축할 것이라고 말했다.

BMW 고급차 제조사 올리버 집세(Oliver Zipse) 최고경영자(CEO)는 9월 뮌헨 모터쇼에서 기자들에게 "차기 기술이 오면 솔리드 스테이트가 될 것이라고 믿는다"고 말했다.

Zipse는 이 기술을 신봉하지만 제조 비용과 극한의 덥고 추운 기후에서 안전하게 작동할 수 있는 능력에 대해 알 수 없기 때문에 대량 생산을 위해 얼마나 빨리 준비될 수 있을지 회의적입니다.

그는 “아직 해결되지 않은 것은 비용이다. "전기 자동차와 배터리는 매우 넓은 온도 대역에서 작동해야 합니다."라고 그는 덧붙였습니다.

도요타는 지난해 전고체 배터리를 사용해 프로토타입 차량을 만들고 다양한 테스트를 거쳤다. 마에다 마사히코(Maesahiko Maeda) 도요타 최고기술책임자(CTO)는 이번 달 테스트 결과 이 ​​배터리가 기존 리튬이온 배터리보다 더 높은 출력을 보였다고 말했다. 그러나 그들은 또한 짧은 서비스 수명을 가지고 있음을 발견했습니다.

Maeda는 회사의 기술 행사에서 기자들에게 "이 문제와 기타 문제를 해결하려면 주로 고체 전해질 재료의 개발을 계속해야 합니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.wsj.com/articles/volkswagen-ford-other-big-auto-makers-push-to-make-solid-state-batteries-the-next-big-thing-for-evs-11632858485?cx_testId=3&cx_testVariant=cx_2&cx_artPos=0&mod=WTRN#cxrecs_s