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4680 배터리
4680 배터리(4680 Battery)는 미국의 전기자동차 회사인 테슬라(Tesla)가 개발중인 차세대 배터리이다. 46800 배터리라고도 하는데, 추가되는 숫자 영(0)은 자동차 배터리용으로 사용되는 파우치형, 각형, 원통형 배터리 중 원형이라는 뜻이다.[1] 2020년 9월 22일 일론 머스크(Elon Musk)가 4680 배터리 개발계획을 발표했다. 4680 배터리는 새롭고 큰 원통형 배터리셀로, 기존 대비 에너지 용량을 5배, 출력을 6배, 주행거리를 16% 각각 개선했다.[2][3] 앞의 숫자 2개는 지름을, 뒤의 숫자 2개는 길이를 뜻한다. 즉 4680 배터리는 지름 46mm, 길이 80mm인 원통형 배터리란 뜻이다.[4][5] 이는 기존에 사용됐던 2170 배터리(직경 21mm, 길이 70mm) 원형 배터리보다 커진 것이다.
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개요[편집]
4680 배터리는 차세대 배터리로, 전고체 제품 이전에 나올 수 있는 가장 개선된 형태다. 기존 배터리보다 에너지 용량을 높여 비용을 절감할 수 있다. 양산중인 2170 배터리에 비해 크기를 키우면서 에너지 용량은 5배, 출력은 6배 개선돼 전기자동차 주행거리도 16% 늘어난다. 4680 배터리에는 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재를 적용해 니켈 함량을 85~90%로 높이고, 알루미늄을 첨가한다.[6] 통상 배터리팩 가격이 킬로와트(kWh)당 100 달러 미만으로 떨어지면 전기자동차가 내연기관 자동차가 가격 경쟁력이 생기는 시점으로 판단하는데, 4680 배터리로 이를 달성할 수 있을 것이라는 전망이 많다.[7] 2022년 6월 기준 비용은 킬로와트당 105 달러 수준이다. 전고체 배터리는 2028년 양산 예정인 데다 넘어야 할 기술 장벽이 많지만, 4680 배터리는 단기간 내 효율성을 크게 높일 수 있다. 원통형 배터리는 2차전지 중에서 가장 오래된 기술이지만, 크기를 늘리는 혁신으로 파우치형과 각형에 비해 더 앞선 것으로 꼽힌다. 업계는 테슬라 전기차가 4680 배터리를 탑재하면 가격 경쟁력이 높아질 것으로 예상한다.[8]
비교[편집]
2170 배터리[편집]
2170 배터리는 지름 21mm, 길이 70mm의 원통형 배터리이다. 2세대 격으로 개발된 2170 배터리는 기존의 1865 배터리보다 50% 큰 용량을 확보하고 성능을 개선하여, 보다 적은 수의 배터리를 연결해 원하는 용량의 전기자동차 배터리를 구성할 수 있다. 2022년 6월 기준, 양산되고 있는 전기자동차에 탑재되는 배터리가 바로 2170 배터리이다. 출시 이후 2170 배터리는 용량, 수명과 출력을 동시에 극대화할 수 있는 최적 사이즈로 원가 경쟁력을 갖췄다는 평가를 받으며 원통형 배터리의 새로운 표준이 되었으나,[9] 2170 배터리보다 용량 및 성능이 개선된 4680 배터리가 개발되며 배터리 업체들의 무게 중심이 4680 배터리로 옮겨가고 있다.[10] 다만 2170 배터리는 개발 안정화가 이뤄졌으나, 아직 4680 배터리는 개발 안정화가 이뤄지지 않아 양산차에 탑재되지는 않는다.[11] 4680 배터리는 2170 배터리에 비해 크기를 키우면서 에너지 용량은 5배, 출력은 6배 개선돼 전기자동차 주행거리도 16% 늘어난다. 실제로 테슬라(Tesla) 모델3 및 모델Y에 탑재된 2170 배터리와 4680 배터리를 비교 분석한 결과, 4680 배터리를 사용하면 충전시간이 줄어들었다. 섭시 29.4℃의 환경에서 4680 배터리를 10%에서 80%까지 충전하는 데 걸리는 시간은 2170 배터리의 25분에서 15분으로 단축될 것으로 예상된다. 만약 50%까지만 충전할 경우 7분 이내에 가능할 것으로 보이며, 이는 내연기관 자동차를 주유하는 것과 비슷한 수준이라는 점에서 큰 차이를 보인다. 예상 최대 충전 출력은 2170 배터리의 250kW에서 4680 배터리의 275kW로 증가했다 275kW 충전 출력은 10~50% 충전 상태에서 일정하게 유지되며 이후 속도가 점점 줄어들기 시작한다.[12]
개발사 및 제조사[편집]
테슬라는 일본 파나소닉, LG에너지솔루션(중국형 모델3·모델Y)으로부터 원통형 배터리를 공급받고 있다.[8] 테슬라는 2020년 9월 배터리데이에서 신형 4680 배터리를 소개하며 미래 표준으로 원통형 배터리를 채택하겠다고 밝혔다.[13] 이에 2022년 6월 13일, LG에너지솔루션은 5,800억원을 투자해 충북 오창 2공장에 테슬라 납품용 4680 배터리 라인 신설계획을 밝혔다. 2023년 하반기 양산에 들어갈 계획으로, 이렇게 되면 글로벌 배터리 업계의 게임체인저로 불리는 4680 배터리를 세계에서 가장 빨리 양산하게 된다.[14] LG에너지솔루션은 4680 배터리 양산을 위한 글로벌 배터리 업체 간 기술 경쟁에서 승기를 잡은 것으로 평가받는다. 테슬라를 고객사로 둔 파나소닉은 미국에 4680 배터리 전용 공장을 2028년 완공할 계획이다. 일본에서는 2024년 중 양산이 목표다. 파나소닉은 LG에너지솔루션보다 먼저 테슬라에 4680 배터리 시제품을 전달했다고 발표했으나 양산 시기는 LG에너지솔루션보다 늦다. 테슬라에 각형 리튬·인산·철(LFP) 배터리만 공급하는 중국 CATL과도 점유율 격차를 줄일 수 있을 것으로 전망된다. CATL은 원통형 배터리 시장에 진출할 계획이지만, 기술력은 LG에너지솔루션보다 현저히 부족하다는 게 업계 분석이다. 삼성SDI는 4680 배터리 개발 단계에 있고, SK온은 파우치형 배터리만 생산하고 있다.[15] 테슬라도 미국 공장에서 자체적으로 4680 배터리를 양산 중이지만 수율(완성품 중 양품 비율)이 50% 미만인 것으로 전해졌다.[8]
각주[편집]
- ↑ 엄형준 기자, 〈전기차 배터리, 다시 뜨는 원통형〉, 《세계일보》, 2016-12-08
- ↑ 오아름 기자, 〈테슬라, "3년 내 배터리 가격 절반으로 낮출 것"〉, 《오토타임즈》, 2020-09-23
- ↑ 전소연 기자, 〈"4680·4695 배터리가 뭐길래?"…韓中日' 배터리 삼국지〉, 《아시아타임즈》, 2022-06-09
- ↑ 김성은 기자, 〈'빅뉴스' 없었던 테슬라 배터리데이…'2900만원 반값 전기차'는 솔깃〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
- ↑ 김성은, 안정준 기자, 〈"기대 이하" "무섭다"…테슬라 배터리데이, 엇갈린 시선〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
- ↑ 최태인 기자, 〈"주도권 선점하나?" LG엔솔, 오창공장 생산 '4680 원통형 배터리' 테슬라에 공급〉, 《엠투데이》, 2022-06-14
- ↑ 김형규, 박한신 기자, 〈LG엔솔, 배터리大戰 승기 잡았다…'테슬라용 4680' 업계 최초 양산〉, 《한국경제》, 2022-06-13
- ↑ 8.0 8.1 8.2 최만수 기자, 〈파우치·원통·각형…불붙는 '배터리 표준' 경쟁〉, 《한국경제신문》, 2021-03-16
- ↑ 권영석 기자, 〈삼성SDI, 인터배터리 전시회서 '21700 배터리' 공개〉, 《EBN산업경제》, 2017-09-27
- ↑ 김혜영 기자, 〈(BIZ&CEO)금양, 국내 세 번째로 2170 원통형 배터리 개발 성공〉, 《서울경제TV》, 2022-06-23
- ↑ 이수환 기자, 〈한물갔다고 여겨진 원통형 배터리의 부활〉, 《디일렉》, 2022-05-18
- ↑ 뉴에너지 모빌리티, 〈테슬라의 4680 배터리는 2170 배터리보다 얼마나 더 뛰어날까〉, 《네이버 포스트》, 2020-10-19
- ↑ 〈4680〉, 《한경 경제용어사전》
- ↑ 〈LG에너지솔루션 오창 원통형 배터리 신·증설에 7300억 원 투자〉, 《LG에너지솔루션 공식 블로그》, 2022-06-13
- ↑ 〈4680 배터리〉, 《한경 경제용어사전》
참고자료[편집]
- 〈4680〉, 《한경 경제용어사전》
- 〈4680 배터리〉, 《한경 경제용어사전》
- 엄형준 기자, 〈전기차 배터리, 다시 뜨는 원통형〉, 《세계일보》, 2016-12-08
- 권영석 기자, 〈삼성SDI, 인터배터리 전시회서 '21700 배터리' 공개〉, 《EBN산업경제》, 2017-09-27
- 김성은 기자, 〈'빅뉴스' 없었던 테슬라 배터리데이…'2900만원 반값 전기차'는 솔깃〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
- 김성은, 안정준 기자, 〈"기대 이하" "무섭다"…테슬라 배터리데이, 엇갈린 시선〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
- 오아름 기자, 〈테슬라, "3년 내 배터리 가격 절반으로 낮출 것"〉, 《오토타임즈》, 2020-09-23
- 전소연 기자, 〈"4680·4695 배터리가 뭐길래?"…韓中日' 배터리 삼국지〉, 《아시아타임즈》, 2022-06-09
- 최만수 기자, 〈파우치·원통·각형…불붙는 '배터리 표준' 경쟁〉, 《한국경제신문》, 2021-03-16
- 이수환 기자, 〈한물갔다고 여겨진 원통형 배터리의 부활〉, 《디일렉》, 2022-05-18
- 〈LG에너지솔루션 오창 원통형 배터리 신·증설에 7300억 원 투자〉, 《LG에너지솔루션 공식 블로그》, 2022-06-13
- 뉴에너지 모빌리티, 〈테슬라의 4680 배터리는 2170 배터리보다 얼마나 더 뛰어날까〉, 《네이버 포스트》, 2020-10-19
- 김형규, 박한신 기자, 〈LG엔솔, 배터리大戰 승기 잡았다…'테슬라용 4680' 업계 최초 양산〉, 《한국경제》, 2022-06-13
- 최태인 기자, 〈"주도권 선점하나?" LG엔솔, 오창공장 생산 '4680 원통형 배터리' 테슬라에 공급〉, 《엠투데이》, 2022-06-14
- 김혜영 기자, 〈(BIZ&CEO)금양, 국내 세 번째로 2170 원통형 배터리 개발 성공〉, 《서울경제TV》, 2022-06-23
같이 보기[편집]
