검색 - IT세상을 바꾸는 힘 지디넷코리아

ZDNet 검색 페이지

'급속충전'통합검색 결과 입니다. (6건)

태그
기간
- 3개월
- 1년
- 1년 이전

재검색

전기차 배터리, 200초만에 충전할 수 있게 되나

국내 연구진이 전기차 배터리 충전을 200초 만에 완충하는 혁신적인 기술을 개발했다. 전기차 충전 시스템뿐만 아니라, 초저온 냉각 케이블, 고속열차, 모노레일, 송전선 등 고전류를 전송하는 다양한 분야에 활용할 수 있다. 또 원자로, 석유 및 천연가스 시추시설 등 고온의 중심축이 통과하는 환형관 구조를 가진 장치에도 응용 가능하다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 기계로봇공학부 이승현 교수 연구팀이 고성능 전기차 배터리 충전 시간을 내연기관 차량의 주유 시간인 3분 20초(200초) 이내로 단축할 수 있는 혁신적인 충전 케이블 냉각 기술을 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 200초는 100kWh 전기차 배터리(테슬라 모델S, 기아 EV9 급 고성능 전기차 배터리)를 80%까지 충전하는 데 소요되는 시간이다. 연구진은 급속 충전시 통상 30분이상 걸리는 이유부터 분석했다. 이 분석에 따르면 △열전도도가 낮은 충전 케이블과 △발열을 효과적으로 냉각하지 못하는 것이 주 원인으로 봤다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 급속 충전 조건에서의 냉각 루프를 활용했다. 또 수평 환형관 구조에서 절연유체 사용으로 발열 케이블을 효율적으로 냉각하는 방법을 찾았다. 연구팀은 냉각 실험 데이터를 기반으로 7m 상용 충전기 케이블에 대한 예측 결과, 800Vdc 전기차 배터리 기준으로 1천440㎾(1800A)급 충전이 가능하다는 결론을 도출했다. 이는 세계에서 가장 빠른 640㎾(800A)급 급속 충전기보다 2배 이상 빠른 충전 속도다. 이승현 교수는 “이번 연구 성과는 전기차 충전 시간을 크게 단축할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 전기차 사용의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것"으로 기대했다. 이번 연구는 GIST 기계공학부 이승현 교수의 지도아래 정해인 박사과정생과 노현석 석사과정생이 수행했다. 연구는 한국전력공사 전력연구원과 과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 열전달 분야의 국제학술지(International Communications in Heat and Mass Transfer)에 9월 19일 온라인으로 게재됐다.

2024.10.15 15:38박희범

배터리 전극 단순 코팅했더니…전기차 급속충전 500회해도 성능 83.4% 유지

전기차 급속 충전을 1~2년 이상하면 성능이 뚝 떨어지는 문제를 국내 연구진이 음극재에 간단한 코팅만으로 해결했다. 한국전기연구원(KERI)은 전기소재공정연구센터 최정희 박사 연구팀이 한양대 이종원 교수팀, 경희대 박민식 교수팀과 공동으로 500회 급속 충전에도 83.4% 성능을 유지하는 공정 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 현재 500㎃h급 파우치 셀까지 성능을 검증했다. 향후 용량을 늘려 대면적 중대형 전지에도 적용할 계획이다. 이종원 교수는 "전기차 보급을 확대하는 데 가장 큰 걸림돌은 주행거리 향상과 안전성 확보, 급속 충전"이라며 "특히, 급속 충전을 위해 배터리 내부에 들어가는 전극 두께를 두껍게 만들면 열화 현상이 발생해 성능이 뚝 떨어진다"고 말했다. 연구팀은 이들 걸림돌 가운데 열화 문제를 리튬이온전지 음극(-) 극판 표면에 1㎛이하의 아주 작은 '산화알루미늄(Al₂O₃)' 입자를 부분 코팅하는 방법으로 해결했다. 산화알루미늄 장점은 가격이 저렴하다. 우수한 전기 절연성, 내열성, 화학적 안정성, 기계적 특성을 보유하고 있다. 이종원 교수는 "산화알루미늄 입자가 리튬이온전지 음극과 전해질 간 계면을 효과적으로 제어하고, 리튬 이온의 빠른 이동을 유도했다"며 "급속충전 시에도 리튬의 전착(충·방전이 불가능한 비가역적 리튬)을 막고, 리튬이온전지의 안정적인 충·방전 수명을 확보했다"고 설명했다. 이 교수는 "흑연 음극 표면을 처리하기 때문에 가역적인 리튬의 양 감소 없이, 고에너지밀도의 후막 전극에 대해 급속충전을 적용해도 안정적인 성능 구현이 가능하다"고 부연설명했다. 연구팀이 흑연 음극재에 산화알루미늄을 코팅한 뒤 성능을 검증한 결과 고에너지밀도의 음극 전극(4.4 ㎃h/㎠)이 500회 급속충전에도 83.4% 이상 잔류 용량비를 유지했다. 반면 기존 배터리는 용량 유지율이 500회 급속 충전시 55.9%로 떨어진다. 이종원 교수는 "그동안 국내외 연구진들은 열화 문제 해결 방법으로 전극 내부 활물질 소재에 집중해 왔다"며 "우린 간단한 코팅만으로 이문제를 해결하고 우리나라와 미국 특허도 확보했다"고 덧붙였다. 연구는 삼성미래기술육성사업 및 산업부 산업기술혁신사업(전기차 고출력 배터리 및 충전시스템 기술 개발)의 예산을 지원받아 수행했다.

2024.05.27 09:00박희범

전기차 캐즘에도 충전 시장은 '후끈'

세계 전기차 시장 성장세가 둔화하고 있지만, 충전기 시장은 오히려 호황기를 맞고 있다는 분석이 나온다. 전기차 진입장벽 중 하나로 꼽히는 '충전 시간'을 무너뜨릴 만한 급속충전 기술 고도화 덕분이다. 국내외 기업들은 장기적으로는 내연차가 주유를 하는 속도와 유사한 수준까지 배터리 충전 속도를 높이는 기술을 개발 중이다. 13일 업계에 따르면 최근 북미 급속 충전기 운영업체 EV고의 지난해 4분기 충전 전력량은 50.2GW다. 북미 전기차 판매 성장세 둔화에도 불구하고 전기차 충전 전력량은 리테일, 상업용 차량 중심으로 빠르게 증가하며 가파른 성장세를 기록했다. 다만, EV고 해당 분기 영업이익은 적자를 기록하며 수익성은 좋지 않다. 하지만 충전 전력 수요 증가세로 내년 흑자전환에 성공할 것이란 관측이 지배적이다. 앞서 지난해 4분기 실적을 발표한 블링크차징 역시 시장의 예상치를 웃도는 실적을 기록했다고 밝혔다. 블링크차징은 공격적인 투자를 이어나간다. 메릴랜드에 3만평방피트 규모 새로운 공장을 건설해 충전기 생산량을 3배 늘릴 계획이다. 하늘 NH투자증권 연구원은 "급속충전 시장은 현재 충전인프라 시장에서 가장 빠르게 성장하고 있다"며 "전기차의 주요 소비층이 얼리어답터에서 대중화 단계로 넘어가면서 공공 급속 충전에 대한 수요 증가, 공유 차량(일반 차량 대비 충전량 3~4배) 전동화 확대로 급속 충전기 수요 증가와 충전기 가동률 상승이 이어지고 있다"고 분석했다. ■ 5분이면 충전 OK…배터리3사, 에너지 밀도↑ 충전시간↓ 최근 열린 국내 최대 배터리 전시회 '인터배러티 2024'에서도 배터리 급속충전 기술이 주목받았다. 국내 주요 배터리사들이 관련 기술 성과를 공개했기 때문이다. SK온은 '스피드 온'을 주제로 부스를 꾸리고 충전 시간을 줄인 어드밴스드 SF배터리를 전면에 내세웠다. 2021년 선보인 기존 SF 배터리보다 에너지 밀도를 9% 높이고 급속충전 시간은 유지했다. SK온은 리튬이온 이동 거리를 줄여 급속충전 시간을 18분에서 15분으로 단축한 SF+ 배터리도 선보였다. SK온은 5분 충전으로 300㎞를 주행할 수 있는 하이니켈 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리를 2030년까지 개발하겠다는 계획도 밝혔다. 삼성SDI는 이번 인터배터리에서 업계 최초로 9분 만에 8%에서 80%까지 셀 충전이 가능한 초급속 충전 기술을 발표했다. 배터리를 9분간 충전하면 600㎞가량, 주유 시간과 비슷한 5분간 충전하면 약 300㎞ 주행이 가능하다는 게 회사 측의 설명이다. LG에너지솔루션은 충전 시간을 급속도로 줄이기보다는 에너지 밀도를 손해 보지 않고 성능을 강화하는 방향으로 기술 개발 방향을 잡았다. 충전 시간이 80% 기준 20∼30분, 주행거리는 500∼600㎞를 메인스트림(주류) 시장으로 보고 있다. 최근 열린 'EV트렌드코리아 2024' 에서도 전기차 충전기 부스가 꽤 많은 비중을 차지했다. 현대차 임원들은 전기차 충전기 업체 모던텍과 볼트업, 이비시스 등 부스를 주의 깊게 살피기도 했다. ■ 대기업도 탐내는 충전기 사업 국내 전기차 충전기 인프라 시장은 대기업 주도로 시장이 재편되는 분위기다. 정부 보조금을 받은 충전소를 설치한 후 관리에 소홀한 일부 중소기업 사례가 대두되면서 대기업 진출을 환영하는 분위기도 조성됐다. 가장 공격적인 움직임을 보이는 곳은 LG전자다. LG전자는 2022년 6월 전기차 충전업체 애플망고를 인수한 이후 북미 시장을 노리고 있다. 최근 EV트렌드코리아 행사장에서 업계 1위 ABB를 내년에 넘어서겠다는 자신감을 내비쳤다. SK그룹은 LG전자보다 앞선 2021년 충전기 제조업체 시그넷EV를 인수하며 충전기 사업에 뛰어들었다. SK시그넷 역시 미국 시장을 노리고 있다. 시장조사업체들은 충전기 시장이 계속 성장할 것으로 전망한다. SNE리서치는 국내 전기차 충전 시장이 2022년 6천만원에서 2030년 6조3천원까지 10배 이상 성장할 것으로 내다봤다. 트렌드포스는 2026년 세계 전기차 충전소 수가 2023년보다 3배 증가한 1천600만개로 급증할 것으로 예상했다.

2024.03.13 13:48류은주

미래기술 선점 둘러싼 K-배터리社 묘한 신경전

국내 최대규모 배터리 전시회 '인터배터리 2024'에서 신기술 경쟁을 펼친 국내 주요 배터리3사 (LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온)간 묘한 신경전에 관심이 모아지고 있다. 8일 업계에 따르면 국내 배터리 3사는 '꿈의 배터리'로 불리는 차세대 전고체 배터리 양산과 급속 충전 기술 등 업계 주요 트렌드 기술과 관련해 조금씩 다른 전략을 드러냈다. 삼성SDI는 2027년까지 전고체 배터리를 양산하겠다는 로드맵을 처음으로 밝혀 주목받았다. 배터리 3사 중에서 가장 빠른 일정이다. 삼성SDI는 지난해 말 전고체 배터리 사업화 추진팀을 꾸렸다. 올해부터 2026년까지 샘플을 제작해 납품하고, 2027년 본격 양산에 나선다는 계획이다. 반면 LG에너지솔루션은 시간이 조금 더 걸리더라도 완성도 높은 제품을 선보이기 위해 서두르지 않겠다는 입장이다. LG에너지솔루션은 양산 시점을 2030년 이후로 보고 있다. 김동명 LG에너지솔루션 사장은 6일 개막식 행사에서 취재진의 전고체 배터리 관련 질문에 "미래 기술이다 보니 완성도가 높고 실제 적용할 수 있는 제품을 준비하고 있다"며 "시간이 좀 걸리더라도 제대로 된 제품을 내놓으려 한다"고 강조했다. 전일 열린 더 배터리 콘퍼런스 기조연설에서 김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO)도 "제대로 된 연구와 개발을 하고자 하는 니즈가 있기 때문에 경쟁사보다 양산 시점이 조금 늦다"며 "그만큼 난이도가 높다고 이해하면 될 것 같다"고 언급했다. 한 배터리 업체 임원은 "(삼성SDI)가 실제 판매할 수 있는 제품을 양산할지는 두고 보면 알 것"이라며 의미심장한 말을 남기기도 했다. ■ 급속충전 기술 뽐낸 삼성SDI·SK온…LG엔솔 "우리도 다 하고 있다" 전일 콘퍼런스에서는 3사 모두 '급속 충전' 기술과 관련한 발표도 있었는데 3사마다 같은 듯 다른 시각으로 접근했다. 먼저 LG에너지솔루션 측은 급속충전 기술을 너무 빨리하면 에너지 밀도가 떨어지는 만큼 '메인스트림(주류제품)'은 20~30분 충전에 주행거리 500~600km라고 강조했다. 김 CTO는 "충전 시간이 짧으면 짧을수록 좋겠지만, 중요한 것은 급속충전을 하면서도 에너지 밀도를 손해 보지 않는 것"이라고 강조했다. 경쟁사들이 초급속 충전 기술을 강조한 것과 대비되는 모습이다. 올해 인터배터리 행사에서 삼성SDI는 9분 만에 8%에서 80%까지 셀 충전이 가능한 초급속 충전 기술을, SK온은 18분 만에 10%에서 80%까지 충전할 수 있는 '어드밴스드 SF 배터리'를 선보였다. 삼성SDI는 2026년까지 초급속 충전 배터리를, 2029년까지 초장수명 배터리를 내놓을 계획이다. 고주영 삼성SDI 부사장은 "9분 충전에 600㎞를 가는 배터리는 내연기관과 동등하다고 볼 수는 없지만 통계를 내봤더니 한번 충전에 200㎞ 이상을 주행하는 소비자는 극소수"라며 "5분 충전에 300㎞ 주행거리를 확보하면 소비자 99.6%를 커버할 수 있는 수준"이라고 말했다. SK온 역시 초급속 충전 기술 개발에 열을 올리고 있다. 이존하 SK온 연구위원(부사장)은 "오는 2030년에 10분 만에 급속 충전이 가능한 제품을 내놓는 게 목표다"며 "충전 시간이 9분보다 줄면 에너지 밀도가 감소해 10분을 기술적 천장으로 보고 있다"고 설명했다. SK온은 니켈 함량과 음극 내 실리콘 첨가량을 각각 늘려 2026년 700㎞, 2030년 800㎞(1회 충전 기준) 주행을 가능하게 하겠다는 계획이다. 이 부사장은 "5분 충전으로 300㎞ 주행이 가능한 수준이면 충분할 것으로 예상한다"며 "7분 급속 충전 기술은 SK온도 2년 전 개발을 완료했다"고 언급했다. 삼성SDI와 SK온이 급속충전 기술을 강조한 만큼 개막식날 김동명 사장은 해당 기술에 대한 질의를 받았다. 김 사장은 "더블레이어라든지 실리콘 음극재 활용 등 업계에서 많이 논의되는 기술은 모두 검토 중"이라며 "다 (타사에)뒤처지지 않게 하고 있다"고 말했다. ■ 경쟁사 부스 둘러 본 CEO들 '긴장 모드' 앞서 6일 개막식 후 VIP 투어에서 배터리 업계 CEO들은 경쟁사 부스를 방문할 때 고개를 끄덕이며 집중해서 설명을 들었다. 부스 투어가 끝나고 난 후 경쟁 제품을 둘러본 소감을 묻자, 김동명 LG에너지솔루션 사장은 “마음속으로 '긴장해야겠다'하는 부분도 있었다”고 답했다. 최윤호 삼성SDI 사장도 부스를 둘러본 후 "더욱 긴장해야겠다"는 소감을 밝혔다. 부스를 찾은 구자은 LS그룹 회장은 임직원들에게 "전기차 소재부터 부품, 충전까지 수많은 기업이 지난해보다 더욱 더 첨단 기술로 무장한 것을 보면서 우리 LS 또한 EV 생태계에 정진하며 그룹 내 사업 역량을 결집하고 시너지를 창출해 다가오는 미래에 대비하자"고 즉석에서 주문했다.

2024.03.08 15:30류은주

SK시그넷, 美 오하이오주에 급속 충전기 공급

미국 전기차 초급속 충전시장 점유율 1위 SK시그넷이 미국 내 4위 급속 충전 사업자 프란시스 에너지가 건설하는 미국 오하이오주 NEVI 프로그램에 선정된 전기차 충전소 부지에 급속 충전기를 공급한다고 7일 발표했다. 양사는 SK시그넷 아메리카의 휴버트 김 미주영업팀장과 프란시스 에너지의 세스 크리스트 최고 프로젝트 및 실행 책임자(CPIO)와 AEP, 암텍 등 다수 기업 관계자들이 참석한 가운데, 지난달 29일(현지시간) 미 오하이오주 전기차 충전소 건립 부지에서 착공식을 열고 주내 최초의 NEVI 정책으로 건설되는 전기차 충전소 구축을 위한 기념 이벤트를 가졌다. 미국 전기차 충전 인프라 확대 정책(NEVI) 프로그램 보조금이 투입되는 본 충전소에는 SK시그넷의 첫 번째 NEVI 기준 충족 급속 충전기가 설치될 예정이다. NEVI 프로그램 보조금 수령을 위해서는 미국 내 생산이 필수 조건으로, SK시그넷 텍사스 공장은 작년 7월부터 양산 체제에 돌입해 현재 연간 1만기의 초급속 충전기를 생산할 수 있다. 이번 오하이오 충전소에 공급될 SK시그넷의 급속 충전기는 엄격한 NEVI 기준에 부합하는 효율적인 구성과 18분 내에 완충이 가능한 400kW급 제품이다. 작년 7월, SK시그넷은 프란시스 에너지와 2027년까지 최소 1천기 이상의 400kW급 초급속 충전기를 5년간 공급하는 장기계약을 체결한 바 있으며, 양사는 이번 오하이오주 프로젝트를 비롯해 향후에도 장기적인 파트너십을 이어갈 계획이다. 데이비드 얀코스키 프란시스 에너지 회장 겸 CEO는 "SK시그넷과 협력해 오하이오주 최초의 NEVI 선정 부지에 전기차 충전소를 착공하고 인프라 접근성을 향상할 수 있게 돼 기쁘다”며 “이번 오하이오 프로젝트를 시작으로 우리는 미국 내 다른 지역에서도 충전인프라 확대를 위한 장기적인 계획을 갖고 있다”고 말했다. 신정호 SK시그넷 대표는 “프란시스 에너지와의 협력을 통해 오하이오에 첫 NEVI 선정 초급속 충전기를 설치해 뜻깊다”라며 “고품질의 초급속 충전기 제공을 통해 미국 전동화 확산 및 글로벌 넷제로를 위해 지속적으로 기여할 것”이라고 밝혔다.

2024.03.07 09:50류은주

[CES 2023] "18분만에 80퍼센트 충전"…SK온 SF배터리 호평

SK온의 급속충전 기술이 녹아 있는 SF배터리가 CES2023 관람객들에게 호평을 받았다. 박기수 SK온 Cell개발2 담당은 5일(현지시각) “전기차의 완성은 얼마나 더 멀리, 더 빨리 가느냐, 얼마나 더 빨리 충전할 수 있느냐에 달려 있다”며 “SK온은 그런 미래를 내다보고 선제적으로 기술 개발에 이미 착수한 상황이었고, 완성차 업체의 니즈가 맞아 떨어졌다”고 밝혔다. 급속충전 기술의 핵심은 충전시 리튬이 삽입될 때 음극의 저항을 얼마나 낮추느냐에 있다. SK온은 저항을 획기적으로 낮추는 특수 코팅 공법과 함께 충전 속도를 올려줄 수 있는 새로운 소재를 개발했다. 코팅에서 셀 저항을 발생시키는 접착제(SBR) 사용을 최소화하는 공정도 새롭게 적용했다. 이런 기술 개발에 힘입어 SK온과 해당 완성차 업체 간 협의체가 가동됐다. 배터리를 차량에 탑재했을 때 예상하지 못했던 문제점이 발생하는지 살펴보는 성능 및 안전성 검증을 위해서였다. SK온 관계자는 “협의체 간 긴밀한 업무 협업을 통해 주요 문제를 해결할 수 있었다”며 “공동 연구의 원동력은 서로에 대한 신뢰였다”고 말했다. SK온이 자체적으로 TF를 꾸린 지는 약 3년, SF배터리 개발을 요청한 완성체 업체와 공동 연구를 시작한 지는 1년여 만이었다. 2021년 SF배터리를 탑재한 전기차가 출시되자 시장에선 폭발적으로 반응했다. SF배터리는 독자적인 기록으로 다시 한번 세계를 놀라게 했다. 세계 최대 가전 박람회인 CES 2023에서 국내 업계 최초로 '최고 혁신상'(내장기술 분야)을 받으면서다. 실제 5~8일 미국 라스베이거스에서 열리는 CES에서 관람객들은 SF배터리에 큰 관심을 보이며 SK온의 기술력에 긍정적 반응을 보였다. 미국 자동차부품 회사에 근무한다는 무타즈 시쿠카니씨는 “18분만에 80퍼센트까지 충전된다는 점이 매우 놀랍다”라며 “SK온이 대단한 기술을 개발한 것 같다”라고 말했다. 라스베이거스에 거주한다는 아리엘 와그너씨는 “배터리 디자인도 매끄럽고 충전속도도 대단하다”라며 전기차를 사게 된다면 이처럼 급속충전 배터리가 장착된 차를 사고 싶다”라고 말했다. SK온 관계자는 “업계 최초 CES 최고혁신상 수상은 기쁜 일이지만, 그보다 더 성능이 좋은 배터리 개발에 대한 부담감도 더 커졌다”라며 “끊임없는 혁신으로 K배터리의 위상을 높이겠다”라고 말했다.

2023.01.06 14:11이한얼