집에서 EV 배터리를 구축하려는 미국의 인치

그레고리 바버

배터리 과학의 역사는 단락, 폭발, 때로는 구원의 이야기로 가득 차 있습니다. 그 중 하나가 리튬-인산철 배터리 이야기다.

알려진 대로 LFP("F"는 철의 라틴어 이름을 나타냄)는 John Goodenough의 텍사스 대학 연구실에서 우수한 배터리 재료로 발견되었습니다. 그는 99세의 전설적인 배터리 과학자였으며, 1991년 최초의 상업용 리튬 이온 배터리를 탄생시킨 음극(배터리가 충전되고 사용될 때 리튬 이온을 포착하고 방출하는 결정 구조)을 설계한 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 그로부터 몇 년 뒤에 나온 LFP는 이전 제품에 비해 장점이 많은 것 같았습니다. 음극은 안정적이고 오래 지속되었으며 잠재적으로 전기 자동차에 전력을 공급하는 데 적합했습니다. 그리고 Goodenough의 이전 음극과 달리 상대적으로 값비싼 금속인 코발트가 아닌 평범한 철을 사용했습니다.

그러나 Venkat Srinivasan이 2000년대 초에 박사후 연구원으로 LFP 작업을 시작했을 때 그의 고문은 그에게 다른 일을 생각해 보라고 제안했습니다. “그들은 '왜 이런 일로 귀찮게 합니까?'라고 말했습니다."라고 그는 회상합니다. 모든 약속에도 불구하고 LFP의 미래는 밝지 않은 것 같습니다. 정부는 전기차 신시장과 함께 LFP 배터리 산업 육성에 힘쓰며 자금을 쏟아부었다. 그러나 전기 자동차는 기대만큼 빨리 출시되지 않았기 때문에 전기 자동차에 동력을 공급할 배터리 시장이 거의 없었습니다. 한편, LFP는 더 많은 에너지를 충전하기 위해 코발트와 니켈을 결합한 새로운 배터리 제조법으로 인해 추월당했습니다.

20년이 지난 지금 LFP가 어디에나 있다는 것은 얼마나 이상한 일인가. 엘론 머스크에게 감사드립니다. 지난 1년 동안 Tesla CEO는 기존 배터리 화학으로의 대대적인 전환을 발표했습니다. 이는 대부분 배터리 수요가 너무 높아 업계가 주로 니켈과 코발트로 구성된 재료 공급 절벽으로 향하고 있기 때문에 필요한 부분입니다. . 이러한 노력에 Tesla의 파트너는 중국의 대규모 배터리 제조업체인 CATL입니다. 이 곳에서는 이 기술이 수년에 걸쳐 조용히 발전하여 이제 LFP 배터리가 가족용 세단에 적합하게 전력을 공급할 수 있을 정도로 향상되었습니다. 오늘날 여전히 사용되고 있는 대부분의 주요 음극 화학 물질과 마찬가지로 이 배터리는 미국이나 유럽 연구소에서 개발되었지만 Benchmark Minerals에 따르면 현재 LFP 배터리 셀의 90%를 생산하는 중국이 미래의 미래입니다. 미국의 경우 "LFP는 놓친 기회입니다"라고 Srinivasan은 말합니다.

현재 아르곤 국립 연구소의 에너지 저장 과학 협력 센터 소장인 Srinivasan은 유사한 실수를 방지하기 위한 미국 정부 계획을 이끌고 있습니다. Li-Bridge라고 불리는 이 프로그램은 Biden 행정부가 신차 판매의 50%를 전기 자동차로 만들겠다는 목표를 세운 후 올 가을에 형성되었습니다. 미 행정부는 미국이 해외, 특히 중국에서만 나올 수 있는 배터리 기술에 너무 많은 지분을 투자하고 있다고 말했습니다. 자동차 제조업체들은 또한 현재의 마이크로칩 공급 위기와 유사한 상황을 두려워하고 있습니다. 이로 인해 새로운 칩이 출시될 때 필사적으로 선두에 서기 위해 필사적으로 다투게 됩니다. “내가 하고 싶은 마지막 일은 공급을 보장하기 위해 아시아 국가들과 협상하는 것입니다.” 포드의 전기 자동차 구매 담당 이사인 로버트 쉴프(Robert Schilp)는 지난 달 한 컨퍼런스에서 경고했습니다. “여기서 가져와야 해요.” 그렇지 않다면 이는 미국 자동차 제조업체가 결국 고객이 원하는 것보다 적은 수의 EV를 판매하게 될 수 있음을 의미합니다.

배터리 업계가 자체 경고에 귀를 기울이고 있다는 조짐이 나타나고 있다. 지난달 GM과 국내 양극재 기업인 포스코케미칼은 미국 공장에서 양극재를 생산한다는 계획을 발표했다. 배터리 산업이 그리 앞서지 않은 유럽에서는 폭스바겐이 벨기에 소재 기업 유미코아(Umicore)와 파트너십을 맺었다. 지난 9월, 배터리 재료 재활용으로 가장 잘 알려진 회사인 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials)는 2030년까지 500만 대의 전기 자동차에 충분한 음극을 생산할 미국 공장을 건설할 계획으로 음극 제조 사업에도 진출할 것이라고 발표했습니다. Srinivasan은 이렇게 말합니다. “발표할 때마다 정말 환상적입니다. 이제 20개만 더 있으면 됩니다.”