K 배터리가 반도체에 이어 한국 경제의 새로운 동력이 될 수밖에 없는 이유는 싸고 가볍고 부피가 적은 배터리를 만들어내는 K 배터리의 초격차 기술 때문이다. 두 가지 기술 무기가 있는데, 하나는 하이니켈high-nickel 양극재 기술이고, 또 다른 하나는 파우치형 폼팩터form factor 기술이다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
https://www.millie.co.kr/v3/bookDetail/179593066 - P76
리튬이온 배터리 중 니켈, 망간, 코발트 등 세 가지 물질을 섞어 양극재를 만드는 배터리를 삼원계 배터리라고 한다. 각 재료의 이니셜을 따서 NCM(N:니켈, C:코발트, M:망간) 배터리라 한다. 여기에 망간이 아닌 알루미늄 Al을 사용하여 양극재를 만들 경우 NCA 배터리라 한다. NCA 양극재는 원통형 배터리 등 소형전지에 주로 사용된다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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이 NCM 양극재는 LCO(리튬+산화코발트) 양극재에서 유래된 것이다. 값이 비싼 금속인 코발트의 비중을 줄이고, 대신 높은 에너지밀도와 안정성을 담보하는 니켈과 망간으로 대체한 것이 NCM이고, 니켈과 알루미늄을 추가한 것이 NCA이다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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이 삼원계 배터리를 구성하는 세 가지 원소 중 니켈의 함량을 높일수록 에너지밀도가 높아져 더 가볍고 더 싼 배터리를 만들 수 있게 된다. 니켈의 함량이 높아지면 안정성과 수명, 출력을 담당하는 코발트, 망간, 알루미늄의 함량은 그만큼 줄어들게 된다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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안정성을 확보하면서 니켈 함량을 높여서 에너지밀도가 높은(=싸고 가벼운) 양극재를 만드는 것이 바로 하이니켈 기술이다. 그리고 니켈 함량을 90% 수준까지 높인 것을 울트라 하이니켈 기술이라 한다. 이 하이니켈 기술을 사용하면 그렇지 않은 것에 비해 20% 이상 더 싸면서 20% 이상 더 가볍고 20% 이상 더 멀리 가는 배터리를 만들 수 있다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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이 기술을 구현해낸 양극재 회사는 전 세계에 오직 네 군데가 있는데 바로 에코프로비엠, LG화학, 엘앤에프, 포스코케미칼이 그들이다. 이들 기업의 니켈 함량 80% 이상의 하이니켈 기술은 ‘국가핵심기술’로 지정되어 외국으로의 기술 유출이 엄격히 금지되어 있다. 이들 회사를 이른바 ‘양극재 4대 천왕’이라고 부르는데 그만큼 글로벌 이차전지 산업계에서 핵심적인 지위를 차지하고 있다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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또한 차세대 표준으로 각광받는 ‘단결정 양극재’ 기술 분야에서도 한국 기업이 가장 앞서 있다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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이렇듯 한 번 벌어진 기술 격차가 좁혀지지 않고 갈수록 더 넓혀지는 것을 ‘기술 초격차 전략’이라 하는데 대한민국 양극재 4대 천왕의 경우가 이렇다 할 것이다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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전기차용 배터리의 형태, 폼팩터에는 크게 세 가지 종류가 있다. 원통형, 각형, 파우치형이 바로 그것이다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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원통형은 구조상 내부의 열이 중심으로 모이게 되는데 이렇게 중심으로 모인 열이 외부로 원활하게 빠져나가지 못하면 결국 폭발하게 된다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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LG에너지솔루션이 창안한 파우치형은 배터리를 감싸는 캔을 아주 얇고 가벼운, 그러면서도 견고한 비닐 재질의 파우치로 대체함으로써 부피와 무게에서 탁월한 장점을 가진 폼팩터다. 앞서 싸고 가볍고 부피가 적은 배터리가 가장 좋은 배터리라고 했다. 이런 조건에 딱 맞는 배터리 형태가 바로 파우치형 배터리다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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파우치형 기술은 LG에너지솔루션과 SK온, 두 회사만 채택하고 있다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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각형과 원통형은 튼튼한 캔이 내부 배터리 구조를 보호하고 있기에 화재와 충격에 상대적으로 안전하다는 장점이 있다. 파우치형은 이런 외부 보호 구조 없이 오로지 순수 기술력으로만 화재와 충격에서의 안정성을 확보해야 하기에 대단히 구현하기 어려운 고난도의 기술이다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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배터리 구성 요소 중 분리막의 표면을 세라믹 소재로 얇게 코팅해 안전성과 성능을 대폭 향상시킨 ‘안정성 강화 분리막’, 내부 공간 활용을 극대화해 최고의 에너지밀도를 구현할 수 있도록 하는 원천 특허 라미네이션＆스택킹Lamination ＆ Stacking 제조 기술 등의 특허는 LG에너지솔루션만이 갖고 있다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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내연기관차의 경우 동력계와 구동계가 가장 큰 비중을 차지하는 데 비해, 전기차의 구조는 배터리와 모터가 핵심이 되는 아주 단순화된 구조라는 결정적 차이가 있다. 이렇듯 전기차는 구조 자체가 내연기관차와는 전혀 다르기 때문에 설계 단계에서부터 전기차의 특성을 온전히 반영된 전기차 전용 플랫폼이 필수다. - <K 배터리 레볼루션> 중에서
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