8월 16일 테슬라 전기자동차에서 또 다른 자연 발화 사고가 발생했다. Tesla는 최근 몇 년 동안 자연 발화 사고가 자주 발생했으며 업계에서는 일반적으로 배터리 안전성이 너무 낮다는 것이 문제라고 생각합니다.
테슬라 전기차는 Ternary polymer lithium battery 적용의 대표적인 대표주자로 안전성 면에서 돌파구를 마련할 수 있을지 의문이다. 테슬라 전기 자동차는 순항 범위가 넓지만 배터리 용량이 크다는 것은 종종 안전 계수가 낮다는 것을 의미한다. 지난 8월 21일 중국자동차제조업협회 부회장 Dong Yang은 전기차 100인 포럼에 참석해 “전기차의 항속거리는 400킬로미터가 한계”라고 말했다.
국내 동력 배터리에 대해 Lithium iron phosphate Battery와 3Ternary polymer lithium battery의 다툼이 있어 논란의 핵심은 사실 항속거리냐 안전성이냐를 최우선으로 삼거나 둘 사이에 더 좋은 접점이 있는지 여부다.Dong Yang은 "전기차 기술 노선을 어떻게 선택할지에 대해 여러 가지 논쟁이 있지만 시장 발전과 수요를 지켜봐야 한다"고 말했다.
산업정보통신부 통계에 따르면 2009년 이후 중국 신에너지 자동차 안전사고는 총 31건으로 2015년 이후 17건 중 4건은 배터리 시스템 사고, 6건은 관련 부품 사고, 2건은 충전 시스템 결함, 5건은 물론 불법 개조 또는 부적절한 사용으로 인한 것이다.2015년 말까지 사고율은 0.17‰로 세계 평균의 두 배 이상입니다.
Chilwee그룹 연구원 부원장 Ke Ke은 "테슬라는 파나소닉 리튬배터리를 채택해 업계 관계자들이 배터리를 대표하는 벤치마크를 거의 인정하지만 중국 시장은 다른 나라와 달리 초기 비용을 낮추기 위해 최대한 작은 배터리를 사용했고 배터리 수명을 과도하게 소모한다"고 말했다.이 때문에 동력 배터리 업체들에게 중국 시장은 세계에서 가장 도전적인 시장이다."
배터리 관리 시스템 표준이 나온다
중국 배터리 시스템에서 Lithium iron phosphate Battery은 상대적으로 안전하지만 에너지 밀도가 낮고 최근 몇 년 동안 점차 에너지 밀도가 높은 Ternary polymer lithium battery로 대체되었지만 Ternary polymer lithium battery의 안전성은 테스트해야 한다.
테스트 기관의 데이터에 따르면 기존 동력 배터리 시스템에서 배터리의 위험은 일반적으로 존재하며 저위험에는 누액, 변형, 배기가스가 포함되며, 고위험에는 폭발 등이 포함된다.배터리에 열폭주가 발생하면 Ternary polymer lithium battery가 리튬인산철 소재보다 스파크가 발생하기 쉽다.
Ternary polymer lithium battery의 안전 문제도 해결 방법이 없는 것은 아니다.중국공정원 학술위원 Chen Liquan은 "고체 배터리에는 가연성 액체 전해질이 들어 있지 않아 배터리의 안전성을 크게 개선할 수 있다"며 "이는 중국 리튬배터리의 유일한 기회"라고 말했다.
현재 세계적으로 4000여 대의 프랑스회사 Bellore가 생산한 전기자동차가 탑재된 배터리는 인산철리튬을 양극으로, 금속리튬을 음극으로, 중간에 폴리머가 있는 고체전지는 PEO라고 한다.그러나 중국은 이미 2014년 관련 연구를 추진했지만 획기적인 진전을 이루지 못했다.
Chen Liquan은 "고체전지의 연구·개발과 산업화를 적극 지원할 것을 제안한다.5년 안에 산업화를 이루고 싶다"고 말했다.
배터리 셀은 전기차의 안전성에 영향을 미치는 요소 중 하나이며, 다른 한쪽은 배터리 시스템으로 전체 설계의 합리성이 부족하고 각 부품의 설계 공간이 통일된 계획이 없기 때문에 사고 위험 확률이 증가할 수 있다.
관련 기관의 조사에 따르면 국내 신에너지 부품 시스템 분야 상위 10개 제조업체는 배터리의 템플릿과 배터리 팩 사이의 간격 크기에 대한 통일된 표준과 요구 사항이 없으며 커넥터, 케이블 등 고압 전기 부품 및 모터 제어기 등 전체 시스템 안전 보호 측면에서 합리적이고 통일된 계획이 부족한다.
공업정보화부 장비산업국장 Li Dong은 "국가는 전기 자동차에 대한 원격 모니터링 표준 제정을 조직했으며 전기 버스에 대한 안전 조건이 곧 발표되고 시행될 것"이라고 말했다. 배터리 관리 시스템 기술 조건, 전원 배터리 코드, 사양 등이 편집 및 개정되고 있으며 가능한 한 빨리 시행 될 예정이다.동시에 신 에너지 자동차 제조업체 및 제품 액세스 규칙의 개정은 회사의 연구 개발 능력과 생산 조건을 크게 개선하고 성능 및 안전 요구 사항을 개선할 계획이다."
다노선 병진은 더 안전하다?
대중교통체계와 신에너지버스는 시종 정부가 신에너지자동차제품을 추진하는 중요한 접점이다.2015년말까지 전국의 신에너지버스는 8만 6000대에 달하여 동기대비 136% 성장하였는데 그중 전동차는 3만 6000대로 동기대비 3.9% 성장하였고 전국적으로 7000여대의 전동택시가 있어 동기대비 72% 성장하여 증가폭이 비교적 컸다.이 중 인산철 리튬과 삼원 리튬이온 배터리가 주요 배터리 노선이다.
올해 1월 14일 공업정보화부가 발표한 <신에너지차 보급·활용 추천차종 목록>에는 Ternary polymer lithium 전기버스가 없었다, <목록>에 포함되지 않은 차종은 정부 보조금과 취득세 면제 정책 혜택을 받을 수 없다.업계에서는 이것이 공장 생산 의욕에 큰 영향을 미친 것으로 분석하고 있다.
고에너지 밀도 동력 배터리 시스템의 개발은 이미 국제 주류 트렌드가 되었있다.통계에 따르면 Ternary polymer lithium battery는 현재 세계 리튬이온배터리 시장의 80% 이상을 차지하고 있으며, 고에너지 밀도는 중국 13차 5년 계획 동력 배터리의 핵심 기술 지표 중 하나이다.이는 현재 산업화된 전기차 주행거리가 시장 수요를 충족시키지 못한 데 불가피한 결과이기도 하다.
이에 대해 Ke Ke는 "여러 가지 기술 노선을 병행하고 있는데 여기에는 재료 체계도 포함되어 있고 제품 사양과 모델도 포함되어 있다"고 말했다.
안전성 확보에 더해 주행거리 향상은 동력 배터리의 핵심 추구 목표다.삼성SDI는 잠재적인 차세대 소재를 모색해 800km의 주행거리를 충족시킬 수 있는 차세대 배터리 클래스를 개발하고 있다고 정세웅 삼성SDI 부사장이 밝혔다.
사실상 삼성SDI와 LG 등 동력 배터리 제조업체를 포함해 Ternary polymer lithium battery소재의 배터리 노선을 걷는 셈이다.그러나 이것은 미래에 반드시 Ternary polymer lithium battery가 천하를 통솔할 것이라는 것을 의미하지는 않으며, 배터리 업계는 줄곧 한 세대 재료는 한 세대 기술를 사용하며, 업계 전체가 줄곧 신소재와 신기술의 발굴을 멈추지 않고 있으며, 더 높은 에너지 밀도와 더 안전한 성능은 영원히 기업이 균형을 이루려는 양대 생명이다.
