LFP부터 고체 배터리까지…전기차 배터리 화학의 진화

[AI리포터]

리튬인산철(LFP) 배터리 [사진: CATL]

[디지털투데이 AI리포터] 전기차 배터리는 단일 솔루션이 없다. 자동차 제조업체들은 비용, 주행 거리, 성능을 고려해 다양한 화학 조성, 셀 형식, 팩 설계를 사용한다. 관련해 지난 24일(현지시간) 전기차 매체 인사이드EV는 초기 전기차부터 최신 모델까지 어떤 배터리 화학이 사용됐는지 정리했다.

납축전지(Lead Acid) 배터리는 가장 오래된 충전식 배터리로, 저렴하고 신뢰할 수 있으며 재활용이 쉽다. 하지만 무겁고 에너지 밀도가 낮아 현대 전기차에는 적합하지 않다. 니켈-금속 수소 전지(NiMH) 배터리는 리튬이온 이전에 사용됐으며, 하이브리드 차량에서 여전히 사용된다.

리튬이온 망간산화물 배터리(Lithium Manganese Oxide, LMO) 배터리는 저렴하고 열 안정성이 뛰어나지만, 에너지 밀도가 낮아 장거리 전기차에는 적합하지 않다. 반면, 니켈-망간-코발트(NMC) 배터리는 높은 에너지 밀도로 장거리 전기차에 적합하지만, 비용이 높고 저온에서 성능이 저하된다. 테슬라는 알루미늄을 추가한 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(NCA) 배터리를 사용해 안정성을 높였지만, 비용 문제는 여전하다.

리튬인산철(LFP) 배터리는 니켈과 코발트를 제거해 비용을 절감하고 안전성을 높였지만, 에너지 밀도가 낮다. 중국에서는 리튬 인산철(LFP) 개선형인 리튬철망간인산염(LMFP) 배터리가 개발 중이며, CATL은 새로운 'M3P' 배터리를 상용화하고 있다. M3P 배터리는 기존 이원계 LFP 배터리에 삼원계인 NMC 배터리의 장점을 혼합한 것이다.

고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체해 안전성과 성능을 높이는 기술로 주목받고 있지만, 대량 생산이 어려운 상태다. 반면, 나트륨이온 배터리는 저비용 대안으로 연구되고 있으며, CATL이 상용화를 앞두고 있다.

<저작권자 Copyright ⓒ 디지털투데이 (DigitalToday) 무단전재 및 재배포 금지>