미국 기반 리튬인산철 배터리 기술의 혁신: 삼원계 리튬 배터리와 유사한 에너지 밀도

최근 미국 배터리 기업 ONE이 삼원리튬 배터리와 유사한 무게와 에너지 밀도를 갖춘 리튬인산철 배터리를 개발했다는 ​​최신 소식이 전해졌다. 하지만 ONE의 인산철리튬 배터리는 2024년 말까지 생산에 들어가지 않을 예정이다.

이 배터리 제품의 이름은 Aries II이고, 배터리 팩의 충전 용량은 71.5-kWh입니다. 셀의 중량 에너지 밀도는 162Wh/kg에 달하며, 이는 배터리 팩 수준에서 160.7Wh/kg의 중량 에너지 밀도로 해석됩니다.
에너지 밀도는 배터리 성능을 나타내는 중요한 지표로, 배터리에서 방출되는 전기 에너지의 평균 단위 부피 또는 질량입니다.
신에너지 차량의 주행 가능 거리는 주로 사용 가능한 전기 및 전체 차량 에너지 소비량(범위 용량=사용 가능한 전기/에너지 소비량)에 따라 달라지므로 신에너지 차량의 최대 단일 주행 거리는 주로 다음과 같이 결정됩니다. 동일한 에너지 소비가 변하지 않고 배터리 팩의 부피와 무게가 엄격하게 제한되는 경우 배터리의 에너지 밀도.

그렇다면 ONE 배터리 팩의 에너지 밀도에 대한 글로벌 위치는 어떻습니까?

Battery Design이 생산한 최고 및 최저 에너지 밀도를 갖춘 전 세계 배터리 팩 목록에 따르면 선두는 중국 NIO Motors에서 나왔습니다. 곧 설치될 NIO ET7을 위한 배터리 팩의 용량은 150-킬로와트시, 무게는 575kg(1268파운드), 에너지 밀도는 260.9Wh/kg입니다. NIO Automotive의 사용 설명서에 따르면 이 배터리는 고니켈 삼원계 양극과 반고체 전해질을 사용합니다.

다음은 닝더(Ningde) 시대의 기린(Kirin) 배터리로 고니켈 삼원계 양극 소재를 사용해 최대 중량 에너지 밀도가 255Wh/kg이다.
Tesla Model 3 및 Model Y에 탑재된 82kWh 배터리 팩의 중량 에너지 밀도는 171Wh/kg이며, 일본 파나소닉이 공급하는 삼원원통형 리튬이온 배터리를 사용합니다. Porsche Taycan 2019 Turbo S 파생 모델은 93.4-킬로와트시 배터리 팩, 무게 630kg(1389파운드)을 갖추고 있으며 한국의 LG 뉴에너지에서 제공하는 삼원리 리튬 소프트 팩 배터리를 사용합니다. 배터리 팩의 무게와 에너지 밀도는 148.3Wh/kg이다.

BYD의 블레이드 배터리에는 인산철리튬 소재 시스템도 사용됩니다. BYD Han EV는 배터리 팩 용량이 85.4kW, 무게는 592kg(1305파운드)입니다. 배터리 팩 수준에서 중량 에너지 밀도는 144.2Wh/kg이다.
BYD의 Dolphins에는 선택할 수 있는 두 가지 배터리 팩이 있습니다. 최대 충전량은 44.9도, 질량은 308.6kg(680lb), 중량 에너지 밀도는 145.5Wh/kg입니다. 씰의 배터리 팩은 무게와 에너지 밀도가 더 높습니다. CTB 구조를 통해 배터리 팩의 무게는 558kg(1230.2파운드), 용량은 82.{11}}킬로와트시, 중량 에너지 밀도는 148Wh/kg입니다.
BYD의 인산철리튬 블레이드 배터리와 비교하면 ONE의 배터리 제품은 훨씬 더 많은 장점을 갖고 있음을 알 수 있습니다. 또한 한 사람은 3원계 리튬 배터리에 비해 Aries II 배터리가 비용이 25% 저렴하고 배터리 수명이 더 길다고 밝혔습니다.
하지만 ONE이 생산하는 배터리 팩은 2024년 말까지 생산에 들어가지 않을 예정이다. 현재 어느 자동차 회사의 모델에 이 배터리가 탑재될 것인지에 대한 소식은 없다. ONE 제품을 사용한다는 소식을 유일하게 통보받은 회사는 미국의 신생 자동차 강자인 볼린저(Bollinger)인데 이 회사는 에리스 II 대신 에리스 배터리 제품을 사용할 예정이다.

보도에 따르면 Aries 배터리는 배터리 주기가 3000회인 레벨 3~6 트럭에 적합한 반면, Aries II는 승용차 및 경트럭에 적합하지만 2000주기로 내구성이 33.3% 감소했습니다.
그러나 경쟁사 대비 ONE의 장점은 현지화 생산에 있습니다. 이를 통해 해당 제품을 사용하고 인플레이션 감소법(IRA)을 준수하는 모든 자동차는 전액 세금 공제를 받을 수 있습니다. 게다가 미국 내 자체 배터리 회사이기도 하다.
ONE은 이러한 인산철리튬 배터리를 포드, 제너럴 모터스, 스트라투스 자동차 공장 근처 미시간주 밴뷰렌 타운에서 생산할 것으로 알려졌다.

ONE 회사는 무명의 회사처럼 보일 수도 있지만 실제로는 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 2020년 7월, 미국 A123 배터리 회사의 파산한 엔지니어였던 Ijaz가 "Our Next Energy"라는 에너지 회사를 설립했습니다. One의 직원 315명 중 거의 6분의 1은 최고 운영 책임자(COO)를 포함해 A123의 전직 직원입니다.
Ijaz의 목표는 인산철리튬 배터리에 중점을 둔 회사를 운영함으로써 미국에서 전기 자동차의 대규모 사용에 대한 세 가지 주요 장애물인 주행 거리 불안, 배터리 안전 문제, 경쟁할 배터리 거대 기업의 부족을 해결하는 것입니다. 닝더타임즈, LG, 파나소닉.
현재 One은 Bill Gates의 Breakthrough Energy Ventures, BMW Ventures 및 Franklin Templeton을 포함한 투자자로부터 3억 5,500만 달러를 모금했으며 회사 가치는 12억 달러입니다. 지난 가을, 미시간 주 정부는 한 회사에 최소 2억 2천만 달러의 현금 및 세금 감면을 제공하여 디트로이트 교외에 16억 달러 규모의 배터리 제조 공장을 건설하고 2024년에 생산을 시작할 계획입니다.