구반반 배터리

에스케이이노베이션㈜(SK Innovation)

구반반(9½½) 배터리는 SK이노베이션이 개발한 NCM 배터리의 일종이다. 니켈이 90%, 코발트가 5%, 망가니즈가 5% 함유된 양극재를 사용한 삼원계 배터리로 2021년 12월부터 양산할 계획이다. NCM 구반반 배터리는 미국소비자기술협회(CTA) CES 2022 혁신상 '차량 엔터테인먼트 및 안전(In Vehicle Entertainment & Safety)' 분야와 '내장기술(Embedded Technologies)' 분야를 수상했다.

SK이노베이션은 양극재 전문업체인 에코프로비엠으로부터 NCM 양극재를 공급받아 배터리 제조 원가를 절감하고, 안정적 수익구조를 구축한다. 이 배터리는 국내 유일 파우치형 NCM 배터리가 될 전망이다. 코발트 사용량을 5%로 줄여 제조단가를 낮추고, 니켈 비중을 90% 이상 높여 주행거리를 끌어올렸다. 전 세계 배터리 업체들은 에너지 밀도 향상을 위해 니켈 비중을 높이는 것이 최대 과제다. 그러나 니켈 비중이 높아지면 배터리 안정성이 훼손되는 단점이 있다. SK이노베이션은 독자적인 분리막 기술로 니켈 함량을 높이면서 안정성을 강화하는 데 성공했다. 특히 니켈 비중이 90%에 이르는 고밀도 배터리를 상용화하는 것은 SK이노베이션이 처음이다. 이 배터리가 탑재되면 전기차 주행거리가 700㎞까지 늘고 충전 시간도 대폭 단축할 수 있을 것으로 기대된다.

상세

구반반 배터리는 양극재의 삼원계인 니켈·코발트·망가니즈(NCM) 비율을 9:½:½(구반반)으로 설계한 것이다. 기존 8:1:1 또는 6:2:2 제품보다 에너지 밀도가 높은 니켈을 늘리는 대신 값비싼 코발트를 줄였다. 성능은 높이고 원가는 낮춰 '꿈의 배터리'로 불리지만 기술 장벽이 높아 상용화가 어려웠다.

니켈 함량을 높이면 에너지밀도를 높일 수 있어 1회 충전 시 주행가능거리가 늘어나는 효과가 있다. 이에 따라 다양한 전기차 모델이 시장에 나올 수 있다. 특히 소형 전기차 위주인 시장에 대형 전기차가 속속 등장할 전망이다. 내연기관차와 마찬가지로 전기차도 가벼울수록 주행 효율도 올라가기 때문이다.

니켈 함량을 높이는 또 다른 이유는 배터리 제조원가를 낮추기 위해서다. 코발트는 배터리 원재료 가운데 가장 값이 비싸다. 생산지역도 절반 가량이 콩고일 정도로 수급이 비싸다. 니켈 함량을 늘리면 코발트 의존도를 줄일 수 있다. 하지만 니켈은 열이 많고 화학적으로 불안정하다. 니켈 함량을 높이면서도 안정적인 상태를 유지하는 것이 양극재의 경쟁력이다.

적용 모델

포드 F-150 라이트닝. 제공=포드.

미국내-SK이노베이션-배터리공장

SK이노베이션이 개발한 구반반 배터리는 2022년 출시될 포드 전기 픽업트럭 'F-150 라이트닝'에 공급할 예정이다. SK이노베이션은 포드의 신차 출시 일정에 맞춰 NCM구반반 배터리 양산을 준비하고 있다. 이를 위해 미국에 하이니켈 NCM 배터리 전용 생산시설을 짓고 있다. SK이노베이션의 전기차 배터리 자회사 SK배터리아메리카(SKBA)가 총 25억달러를 투자해 미국 조지아주에 21.5GWh 규모의 배터리 1, 2공장을 짓고 있다.

포드 F-150은 미국을 대표하는 풀사이즈(한국기준 초대형) 픽업트럭이다. 포드에 따르면 F-150 전기차 버전인 '라이트닝'은 최대 주행거리가 미국(EPA) 인증방식 기준으로 482km에 이른다.

참고자료

• 에스케이이노베이션 공식 홈페이지 - http://www.skinnovation.com/
• SK이노베이션 환경과학기술원 공식 홈페이지 - http://www.skrnd.com/kor/index.asp
• 박태준 김지웅 기자, 〈SK온, '꿈의 배터리' 세계 첫 생산, '구반반 배터리' 시대 개막〉, 《전자신문》, 2021-11-10
• 곽호룡 기자, 〈포드가 선택한 '구반반' SK 배터리가 뭘까〉, 《한국금융》, 2021-05-21
• 박태준 기자, 〈SK이노베이션 '구반반 배터리', CES 혁신상 2개 수상〉, 《전자신문》, 2021-11-11

같이 보기

• NCM
• 하이니켈 배터리
• 양극재
• SK이노베이션

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