NCM(LiNiMnCoO2)은 일명 K-배터리라고 불리는 리튬 하이니켈 배터리의 일종으로 니켈, 코발트에 망간을 추가한 양극재를 사용하는 삼원계 배터리이다.
NCM(니켈·코발트·망간)은 현재 중대형 2차전지에 가장 많이 쓰이는 양극재로, 서구권에서는 구성 요소의 순서를 바꿔 NMC으로 부르기도 한다. NCM에 대한 정확한 표현은 LNCMO인데, 즉 NCM은 LCO에 니켈과 망간을 추가한 양극재다. LCO 내 코발트 비중을 쪼개 니켈·코발트·망간 등으로 재구성한 것이다. 최초의 NCM은 니켈·코발트·망간 비중이 1:1:1이었으나, 최근에는 에너지 밀도를 높이는 니켈의 함량을 극대화하고 값비싼 코발트는 줄여 원료 가격 변동에 따른 충격을 최소화하는 쪽으로 개선되고 있다. 이를 통해 니켈 비율이 60% 이상으로 구현된 양극재를 이른바 하이니켈(high-nickel)'이라 일컫는다. 즉 'NCM 811' 배터리는 니켈 80%·코발트 10%·망간 10% 비율로 구성된, 하이니켈의 대표적 사례인 셈이다.
LG화학·삼성SDI·SK이노베이션 등 국내 배터리 업체들이 NCM과 하이니켈에 주력하고 있다. 앞서 LG화학은 2020년 2월부터 테슬라에 모델 3용 원통형 NCM 811 배터리를 공급해 왔으며, 폴란드 공장에서 니켈 함량을 높인 파우치형 차세대 배터리를 양산하기 시작한 것으로 알려졌다. NCM 622를 NCM 712로 개선했다는 설명이다.
SK이노베이션도 최근 니켈 비율을 90%까지 확대한 'NCM 구반반(9½½)' 배터리 개발 소식을 알린 바 있다. 해당 배터리는 미국 포드에 공급될 예정으로, 오는 2023년부터 양산된다. [1]
종류
NCM111
NCM622
NCM622 배터리는 니켈 60% 코발트 20% 망간 20% 조합이다. NCM622 배터리를 두고 LG화학과 SK이노베이션이 배터리 소송에 이어 세계 최초를 두고 서로 거짓말을 하고 있다고 다투고 있다.
NCM712
NCM811
NCM 구반반(9½½)
SK이노베이션이 개발한 니켈과 코발트, 망간 비중이 각각 90%, 5%, 5%인 NCM 배터리로 2022년 양산할 계획이다. 양극재 전문업체로부터 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.
미국 자동차 업체 포드가 오는 2023년 출시 예정인 전기 픽업트럭 F-150에 SK이노베이션의 NCM구반반 배터리를 탑재한다. 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. 미국 전기차 배터리 공장은 일자리 6,000여개를 만드는 최대 50억 달러 규모의 투자 프로젝트이다.[2]
각주
참고자료
같이 보기
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