나를 위한 기록

일이년 정도 전부터 저 코발트 (Low Cobalt) 배터리 를 개발한다 비중을 확대한다 등 코발트 함량을 줄인 심지어 아예 없앤 배터리를 개발하는거에 많은 기업들이 힘쓴다는 것을 알 수 있다. 그런데 정작 저 코발트 배터리가 뭔지에 대해 제대로된 설명이 없고, 보기에 따라 잘못된 방향으로 가는 경우가 있어 기록한다. 먼저 리튬이온전지가 처음 상용화가 된것은 코발트 배터리 였다. 즉, LiCoO2라는 양극소재를 사용한 배터리다. 그리고 다른 소재들이 많이 연구가 되었고 그중에 지금까지도 의미를 가지고 있는 소재로 LiMn2O4, LiFePO4와 같은 소재들이 있다. 하지만 결정적으로 에너지가 높지 않아 사용화는 되었지만 시장을 주름잡지는 못하고 있다. 시장을 주름 잡은 소재는 LiCoO2에 Mn과 Ni을 넣어 Co와 섞은 소재로 LiNixCoyMn1-x-yO2라고 부른다. 그리고 우리는 NMC 또는 NCM 이라고 부르곤 한다.   그리고 에너지와 가격을 떠나서 인권문제가 크게 발생하는데 그게 바로 콩고에서의 아동인권 이다. 관련 링크 콩고에서 심각한 인권문제가 발생하고 이와 관련된 회사들이 소송이 걸리기 시작하면서 급하게 코발트를 없애면서 저 코발트 배터리가 더욱 강하게 강조되고 있다. 여기서 배터리를 발전시키는 방향에서의 저 코발트 배터리는 NMC에서 Co를 거의 없애고, Ni과 Mn으로만 사용한 소재를 일컷는다. 즉, LiNixMn1-xO2의 화학식을 가지고 층상구조를 이루는 소재를 말하는 것 이다. 이것이 미래형 고에너지 고용량의 저가형 양극 소재이다. 그리고 인권문제가 적은 배터리이다. 굉장히 어렵고 현재 전세계 관련 연구자들이 목매달고 있는 중요한 문제이다. 그러면 오해를 일으키기 쉬운 저 코발트 배터리는 LiMn2O4, LiFePO4, 그리고 LiNi0.5Mn1.5O4가 있다. 이 소재들은 이미 오래전에 연구와 개발이 많이 되었고 상용화가 된 소재들이다. 저 코발트 배터리의 정의만 놓고 보면 이들 배터리도 분명...

최근 테슬라(Tesla Motors)가 LFP (LiFePO4)를 사용하기로 했다는 이야기가 있다. 배터리를 연구하다 보니 지인들이 신문기사를 전해주기도 하고, 의견을 묻기도 한다. 이 것에 대한 내 생각을 기록한다. LFP는 오래된 양극 소재다. 이미 오래전에 상용화가 되었고, 전세계에서 모두 쓰지 않았지만 중국이 사용해왔다. 중국 정부에서 LFP를 채택하고 중국의 전기 버스에 반 강제로 사용하게끔 했기 때문에 가능한 일이다. 중국을 제외한 다른 모든 곳에서는 층상계 양극 소재 LCO (LiCoO2)와 NMC (LiNixCoyMnzO2)를 사용해왔다. 에너지면에서 층상계 양극 소재들이 더 우수하고, 전압이 높기 때문에 적용히 수월했다.  CATL은 예로부터 중국에서 LFP 배터리를 만들어 오던 회사다. 당연히 LFP 기술이 뛰어날 수 밖에. 그래도 뛰어나도 LFP는 LFP다. 기존 양극재를 뛰어 넘을 수 없다는 것이다. 간혹 신문 기사나 분석글 중에 LFP를 보고 Cobalt-free 소재라는 식으로 마치 좋은 소재가 나온 것 처럼 기술된 것들이 있는데, 틀린 것이다 . LFP가 Cobalt-free는 맞으나 우리가 부르는 미래형 소재인 Cobalt-free 양극이 LFP를 의미하는 건 아니다. 앞서 말했다시피 LFP는 전압이 낮고 용량이 작아 에너지도 작고 팩을 만들어 높은 전압을 만들기에 어려움이 있는 소재다. 다른 소재들에 비해 장점이라고 하자면, 수명이 좋고 온도변화에 강한 장점이 있다 . 그리고 저렴하고 만들기 수월하고 이미 최적화가 되어 있어 구매하여 쓰기 수월한 소재이다.  (소재에 대한 설명 - 2020년 3월 1일 - 리튬인산철 LFP 양극의 소재 특성 - https://joseph-forest.blogspot.com/2020/03/lfp-tesla-catl-lfp.html ) 테슬라의 원래 소재는 NCA (LiNi0.8Co0.1Al0.1O2)다. 내 생각에 모든 면에서 LFP보다 우수하고 LFP가 좀...