자체 개발한 배터리가 자동차 업체들 사이에서 인기를 끌고 있다. '파워 배터리'의 다음 단계는 무엇일까?
2024-09-23
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에너지 혁명과 자동차 산업 변혁의 물결 속에서 신에너지 자동차의 핵심 부품인 전력 배터리가 업계의 주목을 받고 있습니다. 현재 시중의 주류인 인산철리튬전지와 3원계 리튬전지는 기술의 지속적인 혁신으로 각각의 장점을 보이고 있으며, 전고체전지, 리튬공기전지, 수소연료전지 등 차세대 기술도 점차 발전하고 있다. 실험실에서 상업화로의 전환은 배터리 산업이 미래에 더 넓은 개발 전망을 열 것이라는 것을 의미합니다.
중국 자동차 전력 배터리 산업 혁신 연합(china automotive power battery industry innovation alliance)의 최신 데이터에 따르면, 중국은 2023년 1월부터 8월까지 전력 배터리 설치량이 292.1gwh에 달해 전년 대비 33.2% 증가했습니다. 이 데이터는 글로벌 전력 배터리 시장에서 중국의 선도적 위치를 보여줄 뿐만 아니라 국내 신에너지 자동차 시장의 활동도 반영합니다.
앞으로 신에너지 자동차에 대한 전 세계적 수요가 증가함에 따라 전력 배터리의 기술 혁신, 시장 동향 및 미래 과제가 전 세계의 관심의 초점이 될 것입니다.
오리엔탈ic
배터리 기술은 여전히 필요소재와 구조의 이중 혁신
사용자 관점에서 볼 때 신에너지 배터리와 기존 배터리의 차이점은 주로 에너지 밀도에 있습니다. 에너지밀도란 일정한 부피나 무게 안에 저장할 수 있는 에너지를 말한다. 예를 들어, 현재 널리 사용되는 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 기존 납축 배터리의 에너지 밀도의 약 7배입니다. 상업용 응용 분야에서 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 280wh/kg에 달할 수 있으며 이는 건식 배터리보다 훨씬 높습니다.
"신에너지 차량에 대한 소비자의 기대가 높아짐에 따라 그들은 장거리, 빠른 충전, 긴 수명 및 안전성을 갖춘 차량을 원합니다. 이러한 요구는 배터리 기술의 혁신을 주도했으며, 배터리에는 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 기능이 필요합니다. 안전한 성관계를 보장하세요." 중국 자동차 기술 연구 센터의 수석 과학자이자 신에너지 수석 엔지니어인 wang fang은 말했습니다.
지난 20년 동안 배터리 기술은 철-리튬 및 삼원계 소재에서 현재에 이르기까지 발전해 왔으며, 신에너지 자동차에 대한 소비자의 요구를 충족시키기 위해 에너지 밀도는 지속적으로 향상되었습니다. 동시에 충전 속도와 배터리 수명을 향상시키기 위해 배터리의 구조와 프로세스도 지속적으로 최적화됩니다.
"배터리의 비에너지 밀도를 높이기 위해 연구진은 금속 리튬, 실리콘-탄소 음극 등 고에너지 밀도 소재를 사용하려고 노력하고 있습니다. 이러한 소재를 사용하려면 액체 배터리의 한계를 극복해야 하기 때문에 응고 과정이 연구 주제가 됐다”고 중국공정원 학자이자 칭화대 화학공학과 김용 교수는 “전고체 배터리는 차세대 배터리 기술의 대표주자”라고 말했다. , 또한 연구 핫스팟이되었습니다.
진용 대표는 전고체 배터리 기술의 혁신은 소재 혁신과 구조 혁신 모두에서 돌파구를 모색해야 한다고 믿습니다. 예를 들어, 음극에 고체 전해질층, 3차원 고속전도 사다리형 리튬 증착, 골격 등 다층 구조를 설계해 배터리 성능을 최적화한다. 이러한 구조 설계는 불균일한 고체-고체 계면 접촉 및 리튬 손실 문제를 해결하는 데 도움이 되어 배터리의 사이클 안정성과 안전성을 향상시킵니다.
한편, 전고체 배터리는 리튬 수지상 결정 형성 방지, 계면 안정성 향상 등의 물질적 과제도 제시합니다. 이러한 과제는 새로운 고체 전해질 소재 개발 등 재료과학의 발전을 통해 해결해야 합니다. , 그리고 인터페이스 엔지니어링을 통해 "전극과 전해질 사이의 접촉을 향상시킵니다"라고 jin yong은 말했습니다.
화타이증권 조사보고서에 따르면 2030년까지 세계 전고체전지 시장 규모는 3000억 위안을 넘어설 것으로 예상된다. 기술이 발전하고 비용이 감소함에 따라 전고체 배터리는 미래 에너지 저장 및 전원 공급 장치 시장에서 중요한 위치를 차지할 것으로 예상됩니다.
자동차 회사들, 자체 개발 배터리 종료
"파워 배터리 기술은 전기차의 심장과도 같아서 자동차 발전을 위한 '힘'을 꾸준히 공급해 줍니다. 전기차의 '높음'과 '낮음' 품질은 파워 배터리 기술과 떼려야 뗄 수 없습니다. " 중국 전기자동차 100(china electric vehicles 100) 부사무총장 shi jianhua가 말했습니다.
자동차 회사에게 배터리는 전체 에너지 공급 시스템의 핵심 부분이 되었습니다. ledo l60 출시에 협력하기 위해 baas 솔루션과 배터리 스왑 모델이 세간의 이목을 끌었으며, 주요 도시의 초기 배치부터 고속도로 및 도로를 따라 배치하는 군-군 전력 공급 계획을 구현했습니다. 명승지, 그리고 카운티에 침투하여 완전한 "포인트-라인-지역" 범위를 달성하고 nio의 에너지 보충 네트워크를 더욱 밀도화합니다.
최근 몇 년 동안 많은 자동차 회사들도 파워 배터리 기술의 연구 개발과 혁신에 많은 자원을 투자했습니다. “동력배터리의 다음 트렌드는 자동차 회사가 배터리를 제조하는 것입니다. 자동차 회사가 배터리를 제조하지 않으면 세계적인 자동차 회사가 될 수 없습니다. 배터리는 수익성이 높고 배터리가 전체 시장에서 차지하는 비중이 높기 때문입니다. 중국자동차딜러협회 cui dongshu 자동차 시장 조사 분과 사무총장은 이렇게 말했습니다. 원자재 가격 상승, 전원 배터리 가격 변동, 공급망 등의 요인에 의해 영향을 받는 것은 신에너지 자동차 시장에 영향을 미치는 중요한 요인이 되었습니다.
불완전한 통계에 따르면 현재 10개 이상의 중국 자동차 제조업체가 배터리 기술에 대한 독립적인 연구 및 개발을 시작했습니다. 이들 기업 중 레오파오(leopao), 란투(lantu) 등 배터리 셀을 외부에서 조달해 독자적인 연구개발을 진행하는 일부 자동차 기업을 제외하면 byd, gac, 지리(geely), 그레이트 월(great wall) 등 대부분의 자동차 기업은 독자적인 연구개발을 선택했다. 전체 산업 체인에 걸친 전략.
얼마 전 geely automobile은 최신 고성능 배터리인 geely aegis dagger battery를 출시했습니다. 이 배터리는 ctb 구성과 "샌드위치" 구조 하단 가드를 포함한 다중 보호 설계를 채택하여 배터리의 안전 수준을 효과적으로 향상시킵니다. 8핀 찌르기 및 실제 총알 침투 테스트를 포함한 여러 가지 엄격한 테스트를 포함하여 인증을 통과했습니다. 배터리 디자인은 3,500사이클의 사이클 수명을 가지며 차량이 100만 킬로미터 이상 이동할 수 있도록 지원하며 에너지 밀도도 우수합니다. 192wh/kg까지 높아 배터리 수명이 길어집니다.
geely 자동차 연구소 신에너지 개발 센터 배터리 시스템 부서장 jiang yunqi는 geely가 1980년에 사업을 시작한 이래 지금까지 "기초를 마련하고 내부 기술을 실천하는 것"이라는 말이 혈액이자 유전자라고 말했습니다. 가장 낮은 수준의 기술에서 소비자가 편안함을 느끼고 산업이 안정되도록 하는 것이 geely의 핵심 매력입니다.
자체 개발 배터리는 순탄한 길이 아니다
사실 자동차 제조사가 독자적인 배터리 기술을 개발하는 것은 쉽지 않은 일이다.
배터리 셀 개발 및 제조 측면에서만 보면 지속적인 기술 연구개발과 경험 축적이 필요합니다. 현재 byd, gac, great wall, geely 등 자체 배터리 셀을 생산할 수 있는 자동차 회사들은 약 10년 전부터 독립적인 연구 단계를 거쳐 배터리 기술 분야에서 전략적인 레이아웃을 시작했습니다. 배터리 팩의 개발 및 자체 생산을 거쳐 점차적으로 배터리 셀의 자체 연구 개발 및 생산으로 전환되었습니다.
상업용 애플리케이션 역시 일련의 과제에 직면해 있습니다. 안전은 전력 배터리 산업에서 가장 중요한 숨겨진 위험으로 남아 있습니다. 안전사고는 단일 기업의 평판에 영향을 미칠 뿐만 아니라 전체 시장에 대한 소비자의 신뢰를 훼손하게 됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기업은 재료, 설계, 모니터링 시스템 측면에서 포괄적인 안전 시스템을 구축해야 합니다.
또한, 배터리 가격은 시장 침투를 방해하는 중요한 요소이다. 동력 배터리의 비용은 전체 차량의 거의 절반을 차지할 정도로 전체 차량에 중요한 영향을 미칩니다. 비록 새로운 재료의 도입과 공정 개선으로 리튬 배터리의 생산 비용을 낮추는 데 도움이 되었지만 내부와의 경제적 경쟁을 달성하기 위해 노력했습니다. 내연기관 차량, 배터리 산업은 여전히 대규모 생산 및 공급망 최적화에서 더 많은 혁신을 달성해야 합니다.
지적해야 할 점은 현재 국내 전력 배터리 시장에는 명백한 모순이 있다는 점이다. 즉, 저가형 제품의 생산 능력이 과잉이고, 고급 제품의 생산 능력이 수요를 따라가지 못한다는 것이다. 이런 상황에서 자동차 업체들이 제품 품질과 기술 지표를 업계 최고 수준으로 개선하지 않고 자체 배터리만 개발한다면 저가 시장에서 계속 경쟁하기는 어려울 것이다.
출처: 글로벌 네트워크
