영국 가전업체 다이슨도 전기차
영국 가전업체 다이슨도 전기차 도전장
0억파운드 투자 2020년 출시
"전기차 사업, 가전사업 곧 추월" 무선청소기와 선풍기 등 고급 가전제품 제조회사인 영국 다이슨이 2020년 전기자동차를 판매하겠다고 발표했다. 전기차업계의 영역 파괴 현상을 단적으로 보여주는 사례다.
이 회사 창업자인 제임스 다이슨 회장은 26일(현지시간) 직원에게 보낸 이메일에서 “(가전)시장의 경쟁이 치열하다”며 앞으로 20억파운드(약 3조500억원)를 투자해 전기차 사업을 하겠다고 밝혔다.
그는 “이미 개발을 시작했으며 400여 명의 인재를 충원했고 공격적으로 인재를 확보하는 중”이라고 설명했다.
영국 파이낸셜타임스(FT)는 지난 2년간 다이슨이 BMW, 애스턴마틴, 테슬라 등에서 인재를 끌어모았다고 전했다. 투자 예상금액 20억파운드 중 10억파운드는 배터리 개발에, 10억파운드는 전기차 디자인과 제작에 투입한다. 타이어 등은 외부에서 공급받겠지만 디자인과 생산은 직접 담당할 계획이다.
다이슨 회장은 “전기차 사업부가 빠르게 성장해 곧 가전 사업부를 추월할 것”이라고 예상했다.
어디서 전기차를 생산할지는 정해지지 않았다. 본사가 있는 영국 또는 아시아가 유력하다. 수개월 동안 공급업체와 협상을 거쳐 생산 방식을 결정할 방침이다. 영국 BBC는 다이슨이 보급형 시장이 아니라 고급 시장을 겨냥하고 있다며 가격이 저렴하지는 않을 것이라고 전망했다.
다이슨 회장은 이메일에서 1990년 디젤차용 사이클로닉 필터 개발에 착수했으나 시장의 관심을 얻지 못해 중단한 경험을 소개하며, 이후 자동차 배기가스 문제 해결에 관심을 가져왔다고 했다. 이어 “무선 청소기와 슈퍼소닉 헤어드라이어 등에 적용된 디지털 모터, 에너지 저장시스템 등의 기술을 전기차 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
다이슨은 대부분 전기차 업체가 주력하고 있는 리튬이온 배터리보다 자신들이 개발한 고체 상태 배터리가 충전 시간이 짧으면서도 고출력이 가능해 우수하다고 주장하고 있다. 다이슨처럼 고체 상태 배터리를 이용한 전기차를 개발하고 있는 기존 자동차 업체는 도요타 정도다. 도요타는 2020년대 초반에 관련 기술을 적용한 차량을 판매할 예정이다.
컨설팅업체 알릭스파트너스의 앤드루 버그바움 자동차부문 국장은 FT에 2020년까지 전기차 생산공장을 완성해 판매한다는 다이슨의 구상이 “매우 야심차다”고 평가했다.
이상은 기자 selee@hankyung.com
http://news.hankyung.com/article/2017092719891
뛰어드는 것은 자유이다.
이제 시작인 전기차이니 개나 소나 뛰어 드는 것은 당연하다.
다이슨도 언제까지 청소기만 만들 수는 없지 않나?
전기차도 만들고 나중에 우주선도 만들기 바란다.
다이슨은 대부분 전기차 업체가 주력하고 있는 리튬이온 배터리보다 자신들이 개발한 고체 상태 배터리가 충전 시간이 짧으면서도 고출력이 가능해 우수하다고 주장하고 있다. 다이슨처럼 고체 상태 배터리를 이용한 전기차를 개발하고 있는 기존 자동차 업체는 도요타 정도다. 도요타는 2020년대 초반에 관련 기술을 적용한 차량을 판매할 예정이다.
흥미로운 대목이다.
리튬이온배터리보다 자신들이 개발한 고체 상태의 배터리가 충전시간이 짧으면서도 고출력이 가능하다고 하고 있다.
그럼 고체상태의 배터리라는 것이 무엇인가?
고체상태의 배터리가 아니라 이름이 따로 있다.
전고체 배터리다.
전고체 배터리를 만드는 이유는 무엇인가?
현재 리튬이온배터리가 액체상태라 발화할 가능성이 크기 때문에 위험하다는 것이다.
그래서 액체상태가 아닌 고체상태로 바꾸면 배터리액이 누수할 염려도 없고 충격을 받아도 고체상태라 발화할 위험도 현저히 떨어진다는 것이다.
그렇다면 왜 액체상태로 만드나 현재는 그것이 양극과 음극을 오가며 활발한 작용을 할 수 있기 때문이다.
그럼 무엇으로 만드나?
현재의 리튬이온배터리와 똑같이 만든다.
다만 전해질을 액체상태가 아닌 고체상태로 만드는 것이다.
안전한 배터리 전기자동차를 꿈꾸다
전고체 배터리는 불에 타지 않는 무기계 고체전해질을 사용하기 때문에 안전성 문제를 획기적으로 해결할 수 있다. 100℃ 이상의 고온에서도 안전한 것은 물론, 오히려 고온에서 빠른 충전이 가능하다. 전고체 배터리는 극저온에서도 작동이 가능해, 저온에서 액체전해질이 얼어서 성능이 떨어지거나 사용할 수 없게 되는 리튬이온 배터리의 단점도 극복할 수 있다.
장점이 많은 전고체 배터리지만 상용화되지 못하고 있는 큰 이유 중 하나는 바로 성능이다. 분말 형태의 고체전해질은 액체전해질처럼 전극으로 고루 스며들지 않는다. 전해질과 전극의 접촉이 원활하지 않으면 리튬이온의 이동이 어려워서 성능이 떨어진다.
정윤석 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수는 이런 문제를 해결할 방법을 화학공학에서 찾았다. 용액에 잘 녹는 새로운 고체전해질을 개발해 전극의 활물질(에너지를 저장하는 물질)에 코팅했다. 고체전해질을 녹인 용액에 분말 형태의 활물질을 넣은 뒤 용매를 증발시키면, 활물질에 고체전해질 층이 균일하게 코팅되면서 접촉 면적이 늘어나 이온이 잘 이동하게 된다.
http://news.unist.ac.kr/kor/challenge-unist_27/
이것이 카이스트 교수가 개발하고 있는 리튬황전고체 배터리다.
그러나 이것도 한계는 있다.
발화위험은 없는데 충방전을 계속해서 하면 배터리 성능이 떨어지고 황을 양극재로 쓰는만큼 유독개스가 나올 수도 있다.
그래서 기술개발을 하는 것이다.
그리고 리튬을 쓰는 것은 마찬가지다.
다만 이 배터리를 전고체 배터리라고 하지 리튬이온배터리라고 하지 않는다.
그러나 전고체도 여러가지가 있다.
[배터리 기술 어디까지 왔나] 리튬이온 전지 후계자는 나요 나~
배터리 업계 관계자는 “아직 리튬이온 전지를 대신할 차세대 표준은 눈에 띄지 않지만 주요 배터기 업체들은 리튬폴리머·리튬황·리튬에어·나트륨 이온 등을 두루 연구하며 상용화 가능성을 탐색하고 있다”고 설명했다. 박진수 LG화학 부회장은 “학계에서 포스트 리튬이온 전지로 지목하고 있는 리튬에어·리튬황 전지 등 모든 형태의 혁신 전지를 연구 중”이라며 “보급형 전기차가 한 번 충전하면 갈 수 있는 거리도 기존 150~200㎞에서 이르면 2019년부터 600㎞ 이상으로 늘릴 수 있을 것”이라고 말했다. 한국 정부도 리튬이온보다 에너지 효율이 높은 리튬황·리튬에어 전지 연구개발(R&D)을 적극 지원하고 있다.
http://news.joins.com/article/20797275
즉 개발중인 것은
리튬폴리머,
리튬황,
리튬에어,
나트륨이온 등을 개발중이다.
위에 세가지는 모두 리튬을 쓰는데 나트륨이온 배터리는 나트륨 즉 리튬을 쓰지 않는다.
그리고 중간에 다시 전고체배터리가 나오는데
최근 주목도가 높아진 리튬이온 전지의 대안은 전고체를 사용하는 방식의 리튬 전지다.
중국 기업 ATL이 생산·공급해온 리튬폴리머 전지가 대표적인 제품이다. 고체를 리튬이온의 이동 경로인 전해질로 사용하면 배터리에 구멍이 뚫리거나 구겨져도 화재 등의 위험 없이 정상적인 작동이 가능하다. 액체 전해질을 사용하지 않는 덕에 두께를 1mm로 줄일 수 있어 고용량 확보에도 유리하다.
리튬폴리머 전지 개발에 가장 적극적인 움직임을 보이는 기업은 삼성전자다. 갤럭시 노트7 발화 문제로 몸살을 앓았지만 이미 충분한 기술력을 확보한 상태다. 삼성종합기술원은 지난해 미국 MIT와 손잡고 반영구적으로 충전할 수 있는 전고체 배터리를 공개했다. 삼성SDI도 2013년 전고체 배터리를 공개하며 상용화를 준비 중이다.
업계에선 삼성SDI가 이르면 오는 2018년께 리튬폴리머 전지 상용화에 돌입할 것으로 예상하고 있다. LG화학을 포함해 SK이노베이션·코캄 등도 전고체 배터리를 연구 중이다. 해외에서는 구글·애플이 전고체 배터리 투자를 늘리는 중이다. 업계 관계자는 “안전이 화두로 떠오른 이상 차세대 삼성 스마트폰엔 리튬폴리머전지가 사용될 가능성이 크다”고 전망했다.
이 내용이다.
전고체를 사용하는 방식인데 이것도 리튬방식의 전지다.
이름이 리튬이온이 아닌 리튬폴리머 전지이다.
즉 리튬이 들어간다.
다만 전해질을 고체상태로 만드는 것이 핵심이다.
아마도 삼성SDI가 적극적인 것은 갤럭시노트7의 발화사건이 계기가 되었을 것이다.
차세대 배터리 군에선 양극 소재로 황, 음극 소재로 리튬을 이용하는 리튬황 전지도 유력한 대안 중 하나다. 황은 전력 효율이 좋은 소재다. 여기에 자원이 풍부하다. 제조 방법도 간단해 생산 단가도 낮은 편이다. 아직 상용화하지 못한 이유는 낮은 내구성에 있다. 충전과 방전을 거듭할수록 성능이 급격히 떨어진다. 황이 유기 전해액에 녹아내려 사용할수록 저장 용량이 줄어드는 문제점도 있다. 글로벌 연구기관과 기업들이 아직 리튬황 전지를 내놓지 못한 이유다. 지난해 한국에선 리툼황 관련 의미있는 연구 결과가 하나 나왔다. 포스텍 화학과 박문정 교수 연구팀은 기존 리튬이온 전지에 비해 용량은 4배, 가격은 5분의 1, 충전 시간은 10분으로 줄인 고성능 리튬황 전지 제작 기술을 발표했다. 박 교수팀이 개발한 전지는 차세대 2차전지의 가장 큰 문제점 중 하나인 충·방전 때의 용량 감소 문제를 해결했다. 아직 풀어야 할 문제도 있다. 충·방전을 거듭할수록 떨어지는 성능이다. 현재 기술로는 충·방전 50회가 한계다. 김도경 KAIST 신소재공학과 교수가 개발한 리튬황 전지가 300회 충·방전이 가능한 수준이다. 업계에서는 이런 문제가 해결돼 리튬황 전지가 상용화될 시기를 향후 5년 이내로 내다보고 있다.
리튬황에 대한 단점도 나오는데 충전 시간이나 여러가지 다 좋다.
그러나 중요한것은 300회 충전밖에 못한다는 것이다.
현재의 기술로는 말이다.
그래서 5년 후가 되면 어느정도 가능하다. 혹은 가능한 성과가 나올 수 있다는 얘기다.
이런 가운데 학계는 바닷물에서 거의 무한정 얻을 수 있는 나트륨(Na) 원소를 이용한 나트륨이온 배터리에 대한 연구도 진행하고 있다. 한국에선 정윤석 울산과학기술대(UNIST) 교수의 연구가 주목받았다. 정 교수 연구팀은 고성능 나트륨이온 전지 소재를 개발해 권위 있는 응용화학 학술지인 ‘앙게반테케미’에 실리기도 했다.
중간에 나트륨이온 전지 즉 리튬을 안 쓰는 배터리 얘기도 나오고 있지만 현재 상용화는 아니고 대학에서 연구용으로 개발중이라는 얘기다.
그리고 나트륨 에다가 이온이 붙으니 이것도 액체상태가 된다.
아무래도 발화위험도 있을 것이고 거기에다 다시 고체를 만들면 고체의 전해질문제 등을 풀어야 한다.
그리고 리튬이 아닌 나트륨을 쓰면 싸지만 출력문제에서 떨어질 수밖에 없다.
결론은 전고체 배터리라는 것이 새로운 배터리는 아니고 기존에 리튬이온배터리에서 이온이라는 것이 액체 상태라 위험하니 전해액을 고체로 바꿔 전고체 배터리라는 이름으로 리튬폴리머, 리튬황 등으로 개발 중이라는 얘기다.
리튬광산에 투자한 분들은 아직은 안심해도 된다.
아직은 개발중인 것도 리튬이니 말이다.
JD 부자연구소
소장 조던
http://cafe.daum.net/jordan777
