나를 위한 기록

 요즘 내게 묻는 사람도 많고 의견이 분분한 애플의 모노셀 배터리에 대해 기록한다. 애플이 모노셀 전지에 대한 개념을 내놓은 후, 테슬라의 엘론 머스크가 전기화학적으로 불가능 하다고 바로 반박했다. 테슬라가 자신의 기술이 최고인 것처럼 광고효과로 보이기 위해 한말인지 정말 불가능하다고 생각해서 한말인지 모르지만 불가능하지는 않다. 모노셀은 가능하다. 어려운걸 불가능하다고 이야기하지는 않았으리라. 테슬라가 인산철전지(LFP 혹은 Lithium Iron Phosphate)를 마치 최신 전지 소재인냥 광고할 때부터, 진짜 기술보다는 대중에게 좋은 이미지를 심어주기 위한 언론 플레이에 노력을 많이 한다는걸 깨달았다. 앞서 기록 했듯이 LFP는 고용량 저코발트 미래형 양극이 아니고, 옛날에 중국에서 전기 버스를 시행히기 위해 사용했던 오래된 양극인데 다시 가져다 쓰는 것 뿐이다. LFP를 사용한다고 해서 테슬라가 다른 전지 회사들보다 좋은 전지 기술을 가진 회사라고 할 수는 없다. 지금도 테슬라가 LFP를 사용하는 이유가 중국 시장 진출일 위한 정치적 행보라고 생각되는 부분이 있다. 애플이 전고체전지에 수많은 노력을 오랫동안 쏟아온건 공공연한 사실이다. 증착 기술이 앞서 있는 분야에서 진입하는 것이기에 전고체전지로 오는 길이 다른 경쟁자들 보다는 수월했을 것이다. 소재를 LFP를 썼는지 NMC를 썼는지는 모노셀을 이야기할 때 중요하지 않다. 어느 소재를 쓰든 모노셀을 달성할 수 있다.  기존 리튬이온전지는 액체 전해질을 쓰기 때문에 전기차용 전지팩을 만드는데 모노셀이 불가능하다. 하지만 고체전해질을 사용해 전고체전지로 전지를 설계하면 단일셀로 높은 전압의 전지팩을 만들 수 있다. 즉, 애플의 모노셀은 전고체전지를 암시한 것으로 나는 이해했다. 이게 애플의 혁신 포인트다.  트윗 에 보면 2018년 엘론이 테슬라를 애플에 팔려고 제안했는데, 애플이 거절했다는 내용이 있다. 지금 애플의 기술 수준을 보면 애플이 기술적으로 우위에 있기 때문에 테슬라를 살 필요가 없었는지도

자동차 배터리 시장은 아주 큰 시장이다. 그래서인지 지금까지는 자동차 메이커들이 배터리를 사서 쓰지만 자신이 자체적으로 생산하고 싶어 하는 경우가 많다. 배터리를 사서 쓰면 마진이 별로 남지 않기 때문이다. 테슬라는 원래 파나소닉 (Panasonic)과 배터리를 만들어왔다. 이를 위해 네바다(Nevada)에 기가 팩토리(Gigafactory)를 함께 지었다. 소재는 BASF Toda에서 사서 쓰는 것으로 알고 있다. 그리고 이제 어느정도 기술적 노하우가 쌓였는지 직접 만들고자 하는 것이다. 배터리 생산 기술이 오랬동안 상용화와 대량 생산이 되어왔고, 그 과정이 크게 비밀도 아니어서 사실 돈과 의지가 있으면 Gigafactory같은 배터리 생산 라인은 누구나 만들 수 있다. 물론 노하우가 필요하겠지만 기술 제휴와 투자가 함께 이루어지기 때문에 가능하다. 예를 들어 우후죽순 생기고 있는 유럽의 Gigafactory들이 그런 것들이다. 테슬라에 주목하고자 하는 것은 그들이 $100/kWh급으로 만들겠다고 하는 것이고, 그리고 250 Wh/kg 이상을 이야기 하고 있다는 것이다. 역시 이들은 항상 뭔가 매력적인 숫자들과 이야기를 만드는 것을 좋아하는 듯 싶다. 이들이 이야기하는 이런 무리한 숫자들이 하청 업체들을 압박하고, 파트너들을 압박하고, 경쟁사를 압박하고, 산업 전반을 압박한다. 이런 무리한 성능의 배터리를 요구하고 그 가격을 심하게 후려치는 일을 자주 일삼아 지금 배터리 메이커 중에 제대로 큰 수익을 얻는 회사들이 거의 없다. 거의 순이익이 0에서 약간 플러스 약간 마이너스를 왔다갔다 하는 것 같다. 뭔가 이상함을 느낀다. 분석이 필요하다. 다시 본론으로 들어가 아래 그림을 보자. https://electrek.co/2020/02/26/tesla-secret-roadrunner-project-battery-production-massive-scale/ 보면 지금 >300 Wh/kg이라고 되어 있고, 2021년 쯤 385 Wh/kg

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 더 나은 점들이 있지만