EV 시장 : 전기차 배터리 개념부터 이슈까지

 

0. 전기차 배터리 개념

https://www.samsungsdi.co.kr/column/all/detail/54229.html

 

'셀 → 모듈 → 팩'

 

배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만든다. 전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 들어가게 된다. 최대한의 성능을 발현할 수 있도록 셀은 단위 부피당 높은 용량을 지녀야 하고, 긴 수명이 필요하다. 또한, 주행 중에 전달되는 충격을 견디고, 저온/고온에서도 끄덕 없을 만큼 높은 신뢰성과 안정성을 지녀야 한다.
 
여러 개의 셀은 열과 진동 등 외부 충격에서 좀 더 보호될 수 있도록 하나로 묶어 프레임에 넣게 되는데 이를 모듈이라고 부른다. 그리고 모듈 여러 개를 모아 배터리의 온도나 전압 등을 관리해 주는 배터리 관리시스템(BMS, Battery Management System)과 냉각장치 등을 추가한 것이 배터리 팩이다. 이런 방식으로 전기차에는 배터리 셀 여러 개가 하나의 팩 형태로 들어간다.

  

-https://www.samsungsdi.co.kr/column/all/detail/54229.html-

 

1. 어떻게 만드나?

 

전기차에 들어가는 배터리는 리튬이온 2차전지라고 부릅니다. 쉽게 말해 금속 물질인 리튬의 화학 반응을 이용해 충전해서 다시 쓸 수 있는 배터리라는 겁니다. 리튬은 자기가 가진 전자를 잘 버리는 변덕스럽고 불안정한 물질인데요. 전기차에 충전기를 꽂으면 배터리 양극(+)에 있던 리튬이온이 전자와 분리돼 음극(-)의 흑연으로 이동하면서 배터리가 충전됩니다. 차가 달릴 땐 다시 리튬이온이 액체 전해질을 통과해 양극으로 넘어오며 배터리는 방전됩니다. 이때 리튬에서 분리됐던 전자도 전선을 타고 다시 양극으로 이동하는데요. 이 전자의 이동 과정에서 전기가 발생합니다.

 

https://www.hani.co.kr/arti/economy/marketing/998233.html

 

2. 전기차 배터리의 핵심 기술력은?

 

많은 소비자들이 전기차 구매를 고려할 때 가장 큰 요인으로 '1회 충전 주행거리'를 꼽고 있습니다. 이를 위해 배터리 제조사들은 같은 부피나 무게에 더 많은 에너지를 넣을 수 있도록 높은 에너지 밀도 '셀'을 개발하는 데 박차를 가하고 있습니다. '셀' 핵심 소재인 양극 니켈 함량을 올리는 '하이니켈(High Ni)' 양극을 개발하고 있고 음극 소재도 기존 흑연에서 실리콘을 추가하거나 함량을 높이고 있습니다. 이렇게 에너지 밀도를 올리면 상대적으로 안전성은 취약해지게 되는데요.

 

이렇게 전기차 산업 성장성으로 인해 배터리 '셀'의 지속적인 발전과 더불어 '모듈'과 '팩' 기술 부피를 줄이는 등 함께 향상되고 있습니다. 지금까지는 '셀' 성능에 좀 더 많은 기술 개발에 집중했다면 이제는 '모듈'과 '팩'을 얼마나 더 효율적으로 설계하고 부피를 줄이냐까지도 고민을 하고 있는 상황입니다.

 

https://m.etnews.com/20210625000169

[대한민국 희망 프로젝트]〈714〉전기차 배터리 '셀·모듈·팩'

 

3. 누가 잘하고 있나?

https://biz.chosun.com/industry/company/2021/06/01/J2L4DONRHRAKVI5OTF3EXR23VY/

4. 변수는?

 

1) EU·美의 역내 공급망(RVC) 구축 강화

- 미·중 무역분쟁과 코로나19 계기로 EU와 미국은 미래 핵심 소재에 대한 기술 패권과 공급 안정성에 초점 맞춘 전략 필요성을 인지
- 전기차 핵심부품인 배터리 시장을 韓·中·日3국이 독점했을 때 향후 부품 수급과 시장 우위 확보에 문제를 우려한 움직임으로 분석
- EU·美는 자국산 우대정책과 친환경 규제 등 비관세장벽을 활용해 공급망 재편을 시도

 

 (1) (EU : 新배터리 규제* 발표) 생산-재활용 전 주기의 탄소발자국 공개 및 재활용 원료 사용 의무화 등을 EU시장 진출 조건으로 규정
- EU에 유통되는 전기차 배터리는 CO2 배출, RE100 등 환경지표 준수와 배터리 재활용 여부 등 조건 부합해야 해 비관세장벽으로 작용 가능

 

 (2) (美: Buy American* 강화) 전기차 배터리를 핵심 인프라로 규정, 미래차 핵심부품에 대한 시장보호 및 GVC 재편 노력 가시화
- 美 Buy American 행정명령(`21.1) : 미국 중심의 제조 공급망 재편
① 미국산 조달 우대정책을 위한 전 부처의 조달규정·절차 재검토
② 백악관 예산관리실 내 Made-in-America국 신설. 컨트롤 타워 구축
③ 외산제품 조달 시 전면 감사 실시

 

2) 완성 업체 자체 개발

 

https://news.kotra.or.kr/common/extra/kotranews/globalBbs/464/fileDownLoad/82468.do