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팔일일 배터리
팔일일 배터리(NCM 811)는 리튬이온 배터리 양극재 핵심 소재인 니켈, 코발트, 망가니즈를 8대1대1 비율로 구성한 하이니켈 배터리다. 811 배터리라고도 쓴다. NCM622(6:2:2)와 NCM111(1:1:1)에 비해 니켈 함량이 높고 코발트와 망가니즈의 비중이 낮다. 니켈 함량이 높아질수록 에너지 밀도가 높아져 배터리의 항속거리가 늘어난다. 희소성이 높은 코발트 비중이 줄어 비용 절감에도 유리하다. 그러나 코발트는 니켈의 불안정성을 보완해주는 역할을 하는데 니켈 함량을 늘리기 위해 코발트 비중을 줄일 경우 안전에 취약해질 수 있다. NCA는 일찍이 니켈·코발트·알루미늄 비중이 8:1:1인 구성을 사용해 왔으며, 이미 하이니켈 양극재 중 하나이다.[1]
키움증권에 따르면 NCM811 배터리는 2023년부터 전체 배터리시장의 약 70%를 차지할 것으로 분석되고 있다.
팔일일 배터리는 SK이노베이션, LG화학, 중국 CATL, EVE에너지, 리선(力神), 비커(比克) 등 배터리 기업들이 생산하고 있다.[2]
관련업체[편집]
팔일일 배터리는 니켈 80%, 코발트 10%, 망가니즈 10%가 함유된 양극재를 사용한 하이니켈 삼원계 배터리이다.
- SK이노베이션 : 2018년부터 충남 서산공장에서 양산을 시작했다. 중대형 파우치 타입형으로 혼합방식으로 만들어 전기자동차에 적용한다. 다만 이 배터리는 순수 NCM811이 아닌 NCM811과 NCM111 양극재를 혼합해 NCM622 수준의 성능을 내는 제품이다. 다만 이 배터리는 순수 NCM811이 아닌 NCM811과 NCM111 양극재를 혼합해 NCM622 수준의 성능을 내는 제품이다. 중국 창저우, 헝가리 코마롬 공장에서도 NCM 811을 생산하고 있다. 현재 주로 쓰이는 NCM622 배터리 용량은 180mAh/g이지만 NCM811 용량은 200mAh/g로 늘면서 안정된 출력 성능까지 구현한다. SK이노베이션은 중국 베이징자동차그룹의 프리미엄 전기차 아크폭스(ARCFOX) SUV 마크5와 현대기아차의 유럽판매용 코나EV·니로EV에 공급하고 있다. 차세대 배터리 핵심 기술인 NCM9½½ 역시 세계 최초 조기 상용화를 앞두고 있다.
- LG화학 : LG화학은 2018년 NCM 811을 전기버스용으로 공급한 바 있다. LG화학이 생산하는 팔일일 배터리는 21700 규격(지름 21㎜, 높이 70㎜) 원통형 배터리이다. LG화학 원통형 NCM811 배터리 양극재는 포스코케미칼이 주로 담당한다. NCM523(니켈·코발트·망간 비중 5:2:3) 대신 NCM811 양극재를 사용하면 1킬로와트시(kWh) 당 양극재, 극판, 분리막 면적을 17% 줄일 수 있다. 핵심소재 비용을 약 10% 가량 줄일 수 있다. 포스코케미칼 NCM811은 기존 NCM622과 비교해 에너지 밀도가 180mAh/g에서 205mAh/g로 높아졌다. 가격도 ㎏당 30~40달러(약 3만~4만) 수준으로 NCM622의 20~30달러보다 더 비싸게 팔 수 있다.
- 다만 NCM622은 전기차뿐 아니라 플러그인하이브리드차(PHEV)와 에너지저장장치(ESS)까지 대응할 수 있는 파우치형 배터리에 쓰였다. 이번에 공급에 성공한 NCM811의 경우 원통형 배터리에만 적용이 가능하다. 적용 분야도 전기차, IT만 대상이다. 전기차용 원통형 배터리는 테슬라 모델3 물량을 소화하기 위해서 개발되었으며 LG화학은 2020년 2월부터 테슬라에 모델 3용 원통형 NCM 811 배터리를 공급해 왔다. LG화학은 테슬라의 대항마로 불리는 미국 루시드모터스에도 NCM811을 공급한다.
- CATL : CATL은 그동안 양극재에 인산(P)과 철(F)이 들어가는 LFP 방식을 사용해 왔으나 짧은 주행거리 단점을 보완하기 위해 2019년부터 NCM811 배터리를 생산해 보급하고 있다. CATL이 생산하는 811 배터리는 각형이다. 광저우자동차와 지리자동차, 니오 등에 제품을 공급하며 배터리 시장에서 두각을 나타내는 것처럼 보였지만 NCM811 화재로 자존심을 구겼다. 업계에서는 CATL이 기술적인 한계에 부딪혀 NCM811 개발·생산을 포기했다는 소문이 파다하다.2019년 BMW의 X1 xDrive25Le PHEV를 비롯해 중국 전기 신차인 광저우자동차 Aion S, 지리 지허A, 웨이라이ES6 등에 CATL이 생산한 NCM811 1세대 모델이 장착됐다. CATL은 현재 2세대 모델을 연구개발 하고 있다.
- 비야디 : 2018년 8월 비공식 발언을 통해 올해 하반기부터 NCM811 배터리 양산 돌입 계획을 밝혔으나 공개된 관련 정보가 많지 않다.
- EVE에너지 : 2011년부터 NCM811 배터리 전략을 강화했고, 2012년부터 양산에 돌입했다. 그러다 당시 생산된 배터리는 자동차 탑재용 제품은 아니었다. EVE는 2018년 말부터 원형 배터리 생산 라인을 NCM811 생산 시설로 전환했다.
- 백파워(BAKPOWER, 比克动力) : 중국 기업으로는 가장 먼저 고함량 니켈 NCM811 원형 배터리 양산에 성공한 기업이다. 현재 백파워의 NCM811 배터리는 중국 자동차 기업에 대량 납품되고 있다. 베이징자동차, 상하이-폴크스 바겐, 윈두, 샤오펑 등 기업이 백파워의 NCM811 배터리를 사용한다.
- 그 외에도 리션(力神), 궈쉬안(国轩高科), AESC(远景AESC), S볼트(蜂巢能源), 다페이얼(塔菲尔), 완샹123(万向一二三), 파라시스(孚能科技) 등 기업들이 이미 NCM811에 대한 생산 및 개발을 진행하고 있으며 대다수 기업이 제품을 양산하고 있다.[3][4]
안전성 논란[편집]
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중국 1위 배터리 기업인 CATL의 NCM811 배터리를 탑재한 전기차에서 화재가 발생했다. 2021년 9월 8일, 노르웨이 오슬로 시내에서 충전 중이던 푸조 e-208이 전소되는 사고가 발생했다. 충전 중에 화재가 발생했다는 점에서 배터리 문제일 가능성이 높은 것으로 전해졌다.
CATL의 NCM811 배터리 안전성 논란은 이번이 처음이 아니다. 2020년 해당 제품을 탑재한 전기차에서 잇따라 화재가 나면서 안전성 이슈가 불거진 바 있다. 앞서 CATL의 NCM811 배터리를 적용한 중국 완성차업체 광저우자동차(GAC)의 전기차 아이온 S(Aion S)는 출시 후 3차례 화재가 발생했다. CATL은 자국 시장에서는 LFP(리튬인산철)를 주력 제품으로 삼았으나 보다 높은 에너지밀도의 제품 요구가 커지면서 니켈 함량을 80%까지 늘린 삼원계 NCM 배터리를 시장에 내놨다. [5]
업계는 CATL이 안전성을 충분히 담보할 만한 기술을 확보하지 못한 채 에너지 밀도만 높이려다 이 같은 논란에 휩싸인 것으로 보고 있다. CATL은 밀도는 낮지만 안전성이 담보된 LFP(리튬인산철)를 주력 제품으로 하고 있어 NCM 기술은 아직 수준이 낮다는 지적이다.
CATL 'NCM811' 배터리의 잇따른 화재로 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 배터리 업계가 개발 중인 하이니켈 배터리의 안전성에도 관심이 모이고 있다. 국내 배터리 3사는 현재 한계에 이른 리튬이온 배터리의 주행거리를 늘리기 위해 하이니켈 배터리 개발에 총력을 기울이고 있다. [6]
팔일일 배터리 전망[편집]
중국 전기차 동력 배터리 시장이 2022년 14조원 규모로 성장할 전망이다. 고니켈 배터리 탑재가 늘면서 LG에너지솔루션과 중국 CATL의 수주 확대가 기대된다. 2020년 중국 공업신식화부가 발표한 1차 승용차 추천 목록에서는 전체 전기차 생산량의 약 82%를 삼원계 배터리가 차지했다. 테슬라의 모델3, 광저우기차의 아이온(AION) S, 장성기차의 오라(ORA) R1 등 지난해 출시된 차량에도 대부분 삼원계 배터리가 탑재됐다.
특히 니켈 함량을 높인 배터리 사용이 늘고 있다. 초상은행연구원은 NCM 811(니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10% 비중) 배터리의 생산 비중이 2019년 14.2%에 달했다고 분석했다. 1년 사이 129% 뛰었다. NCM811은 양극재와 분리막, 극판 면적을 기존 대비 17% 줄일 수 있다. 비싼 코발트 사용량이 감소한 만큼 원가 비용도 NCM523보다 약 10% 저렴하다.
고니켈 배터리의 수요가 증가하며 NCM811을 양산하는 LG에너지솔루션과 CATL이 수혜를 입을 전망이 나왔다. 특히 LG에너지솔루션은 테슬라에 NCM811을 공급하고 있어 이를 기반으로 거래선을 늘릴 것으로 예상된다.[7]
한편으로 안정성때문에 NCM 811를 점차 포기하고 다시 NCM523 배터리로 전환하고 있다는 소식도 들려온다. 중국 지리자동차 고급전기차 브랜드 지커001(极氪001)은 최대 100kWh의 NCM523배터리를 탑재하였으며 NEDC항속거리는 712Km에 달한다.[8]
각주[편집]
- ↑ 박민규 기자, 〈(ER궁금증) 이차 전지의 핵심, 양극재는 무엇? 〉, 《이코노믹리뷰》, 2020-10-03
- ↑ 〈NCM811与NCA，谁将成为未来高密度电池的霸主？〉, 《集邦新能源网》, 2019-01-04
- ↑ 张忠岳, 〈NCM811让新能源汽车摔了一跤-新闻-能源资讯〉, 《中国能源网》, 2020-09-15
- ↑ 〈NCM811与NCA，谁将成为未来高密度电池的霸主？〉, 《集邦新能源网》, 2019-01-04
- ↑ 이혜미 기자, 〈CATL, 유럽서 배터리 화재…안전성 논란 재점화〉, 《EBN 산업경제신문》, 2021-09-10
- ↑ 오만학 기자, 〈中 CATL 'NCM811' 배터리서 화재…K-배터리, '하이니켈' 전지 문제없나?〉, 《글로벌이코노믹》, 2020-10-07
- ↑ 오소영 기자, 〈"中 전기차 배터리 시장, 2022년 14조 육박"…고니켈 수요 '쑥쑥'〉, 《더구루》, 2021-01-02
- ↑ 邦老师, 〈为何越来越多的车企从NCM811变为NCM523? 极氪001给你答案〉, 《盖世汽车资讯》, 2021-5-04
참고자료[편집]
- 윤병호 기자, 〈‘리튬이온배터리’ 韓•中 격차‘양극재 특허기술’이 갈랐다〉, 《전기신문》, 2020-09-17
- 이혜미 기자, 〈CATL, 유럽서 배터리 화재…안전성 논란 재점화〉, 《EBN 산업경제신문》, 2021-09-10
- 오만학 기자, 〈中 CATL 'NCM811' 배터리서 화재…K-배터리, '하이니켈' 전지 문제없나?〉, 《글로벌이코노믹》, 2020-10-07
- 박민규 기자, 〈SK이노, 거인의 어깨에 올라타라…'차이나 배터리 플랫폼' 온다〉, 《이코노믹리뷰》, 2021-01-25
- 박민규 기자, 〈CATL 배터리 단 中 전기차 잇따라 화재…안전성 논란〉, 《조선비즈》, 2020-08-26
- 이수환 기자, 〈CATL 배터리 단 中 전기차 잇따라 화재…안전성 논란〉, 《디엘렉》, 2020-10-13
- 오소영 기자, 〈CATL 폭스바겐, 차세대 배터리 'NCM 811' 채택…LG·SK 기대감↑〉, 《더그루》, 2020-03-19
- 오소영 기자, 〈CATL "LG화학, 인니서 NCM811 만든다"…현대차 '전기차 생산' 사실상 확정〉, 《더그루》, 2020-09-16
- 송상현 기자, 〈(단독)차세대 NCM811 배터리, SK이노 전기차에 일단 혼합방식 채택〉, 《더그루》, 2018-07-13
- 이수환 기자, 〈포스코케미칼, 배터리 핵심소재 'NCM811' LG화학에 공급〉, 《디엘렉》, 2019-11-25
- 邦老师, 〈为何越来越多的车企从NCM811变为NCM523? 极氪001给你答案〉, 《盖世汽车资讯》, 2021-5-04
- 〈NCM811与NCA，谁将成为未来高密度电池的霸主？〉, 《集邦新能源网》, 2019-01-04
- 张忠岳, 〈NCM811让新能源汽车摔了一跤-新闻-能源资讯〉, 《中国能源网》, 2020-09-15
- 〈NCM811与NCA，谁将成为未来高密度电池的霸主？〉, 《集邦新能源网》, 2019-01-04
같이 보기[편집]
