낮은 온도에도 효율을 포기할 수 없다.

버리는 열을 재활용하고 추위에 강한 배터리를 개발한다.

스마트폰이 겨울에 실외에 두면 갑자기 꺼지듯이 배터리를 사용하는 모든 전자 제품들은 추위에 취약하다. 대표적인 리튬 이온 배터리의 충방전은 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 통해 이루어지는데 온도가 낮으면 리튬 이온의 이동 속도가 떨어져서 효율도 나빠지게 된다. 전기차와 하이브리드차에 들어가는 배터리도 마찬가지다. 

거기에 겨울철에 반드시 필요한 히터도 겨울철 전기차 주행 거리를 잡아먹는 요인이다. 내연기관 차량은 엔진의 열기로 뜨거워진 냉각수를 히터 코어에 순환시켜 공기를 데우지만 전기차는 배터리의 전기로 전기난로를 사용하는 것과 같다. 

현대차 배터리 히팅 시스템 - 현대차 블로그 참조

이런 약점을 보완하기 위해서 차에서 발생하는 열을 최대한 활용해서 배터리를 따뜻하게 유지해 주고 필요한 실내 난방에도 사용하는 배터리 히팅 펌프 시스템이 개발되었다. 2021년 노르웨이에서 진행된 혹한기 주행 거리 변동 비교 실험에서 이 시스템을 적용한 현대차는 다른 메이커보다 월등한 결과를 보였다. 테슬라 모델 Y와 모델 3 뉴 모델 등 다른 전기차에도 차차 적용되고 있다. 

노르웨이 혹한기 주행 성능 테스트 결과 - 공인 주행 거리 대비 영하 -10도에서의 결과이다.

궁극적으로는 추위에 영향을 받지 않고 전기적 성능을 유지할 수 있는 전고체 배터리가 곧 상용화될 것이다. 대부분의 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 위치하고 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 포함되면서 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신한다.

전고체 배터리팩과 구조 - 더 콤팩트하다 - 삼성 SDI 홈페이지 참조

전고체 배터리는 구조적으로 단단하고 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있다. 별도의 분리막이 필요하지 않아 같은 부피에 더 많은 용량을 충전할 수 있고 충전 속도도 빠르다. 그리고 추위에도 변함없는 성능을 내기 때문에 겨울철에도 평소 주행거리를 확보할 수 있다.