중국 최고의 EV 배터리 제조업체, 획기적인 발전 발표 • The Register

CChatGPT8
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세계 최고의 전기자동차용 배터리 제조사인 중국의 Contemporary Amperex Technology Co. Limited(CATL)는 지난 주 단 10분 충전만으로 400km의 거리를 주행할 수 있는 배터리를 개발했다고 발표했습니다. 그러나 세계에서 가장 존경받는 배터리 기술 과학자 중 한 명인 흑연 양극의 발명가인 Richard Yazami 박사는 이러한 주장에 회의적입니다.

CATL은 Shenxing이라고 불리는 자사 배터리가 세계 최초의 초고속 충전 인산철리튬(LFP) 배터리이며, 완전 충전 시 700km(435마일)의 주행 거리를 제공한다고 주장합니다.

이에 비해 지난 3월 미국의 평균 EV 주행 거리는 블룸버그가 계산한 약 470km(291마일)입니다.

CATL 주장에는 많은 중요한 정보가 누락되어 있습니다.

그리고 미국 교통부에 따르면 일반적인 가정, 직장 및 공공 레벨 2 충전기는 배터리가 방전된 상태에서 완전히 충전되는 데 4~10시간이 소요됩니다. 고속도로 복도와 같은 장소에서 사용되는 직류 급속 충전기는 20분에서 1시간 사이에 80%까지 충전할 수 있습니다.

CATL이 주장하는 사양의 배터리가 중요한 이유는 구매자가 전기 자동차가 가스를 많이 소비하는 자동차보다 덜 편리할 수 있다고 걱정하기 때문입니다.

지난주 소비자 정보 기관인 JD Power가 발표한 연구에서는 충전 인프라 부족과 가격이 구매 결정에 영향을 미치는 요인으로 꼽았습니다.

CATL은 이를 알고 Shenxing 발표에서 “현재 빠른 충전에 대한 불안감이 소비자가 EV로 전환하는 것을 막는 가장 큰 요인이 되었습니다”라고 밝혔습니다.

CATL의 주장의 중요성을 더 잘 이해하려면 이러한 배터리의 작동 방식을 다시 살펴보는 것이 도움이 됩니다.

가장 간단한 형태에서는 전해질을 통해 리튬 이온을 음극에서 양극으로 이동시켜 두 전극 사이에 전위차를 생성하는 것입니다. 저장된 에너지가 사용되면 이온은 음극으로 돌아갑니다. 그리고 반복하세요.

배터리는 변덕스럽다는 점을 기억하는 것도 중요합니다. 완전 충전에 가까워지면 최대 저장 용량으로의 진행 속도가 느려집니다.

Shenxing은 10분 시점에 80%의 충전 상태(SoC)에 도달한다고 주장하며, 이 시점에서 불특정 자동차를 알 수 없는 속도로 400km 동안 추진할 수 있는 충분한 에너지를 저장합니다. 낮은 온도에서는 충전 시간이 더 오래 걸릴 수 있으므로 이러한 성능이 항상 가능하지는 않습니다.

CATL은 남은 배터리를 충전하는 데 시간이 얼마나 걸리는지 밝히지 않았습니다.

Shenxing은 구식 EV 리튬 배터리보다 과충전에 대한 내성이 더 넓은 LFP 배터리입니다. 또한 더 높은 온도에서도 작동할 수 있습니다. 이 과정에서 더 많은 열이 발생하므로 빠르게 충전하려는 경우에 좋습니다.

CATL은 Shenxing이 배터리 엔지니어링 분야를 요약하는 “재료, 전기 화학 및 시스템 구조의 혁신”을 사용한다고 주장했습니다.

구체적으로 배터리 제조사는 ‘초전자네트워크 양극재 기술과 완전 나노결정형 LFP 양극재’를 활용해 리튬이온 추출 속도를 높였다고 밝혔다.

또한 이온이 흐를 수 있는 채널 수를 늘리고 흐르는 데 필요한 거리를 줄이기 위해 배터리의 흑연 표면 특성을 수정하여 “전류 전도를 위한 고속도로”를 만들었다고 주장합니다.

이온이 이동하는 유체인 전해질 공식도 점도가 낮아져 전도성이 분명히 향상되었습니다. 배터리 최초 충방전 시 양극 표면에 형성된 피막도 이온 이동에 방해가 되지 않도록 개선됐다고 주장했다.

전해질과 분리막의 향상된 코팅은 셀 내부 온도를 제어하는 ​​데 도움이 되므로 빠른 연료 보급으로 인해 발생하는 일반적인 문제를 완화하고 일반적으로 안전 한계를 벗어나 작동할 수 있도록 해줍니다.

배터리 시장은 경쟁이 매우 치열하기 때문에 CATL은 자사 기술에 대한 광범위한 정보만 제공함으로써 회피하지 않습니다.

그러나 주목할만한 누락 중 하나는 “높음”이라는 단어 외에 에너지 밀도(무게와 비교하여 저장된 전력의 측정)에 대한 사양입니다.

누구도 무거운 배터리를 원하지 않기 때문에 에너지 밀도가 중요합니다. 이것이 바로 2022년 4월 CATL이 500Wh/kg 비행기 배터리를 발표했을 때 많은 사람들이 흥분한 이유입니다. 그 밀도는 전기 항공기가 날 수 있음을 암시합니다.

대부분의 EV 배터리는 약 260~270Wh/kg의 에너지 밀도를 자랑합니다.

CATL의 Shenxing의 전신인 Qiling은 두 가지 변형이 있습니다. NMC(니켈망간코발트) 기술을 적용한 모델은 에너지밀도가 255wh/kg, LFP 모델은 160wh/kg을 자랑했다. CATL은 1,000km 범위가 가능하다고 주장했습니다.

그러나 회사는 Shenxing이 어떻게 LFP 기술을 사용하여 더 나은 밀도를 암시하는 빠른 충전 및 장거리 품질을 달성하는지에 대해 위에서 광범위한 설명만 제공했습니다.

따라서 리튬 이온 배터리의 핵심 요소인 흑연 양극을 발명한 Rachid Yazami 박사는 의심스럽습니다.

이메일로 그는 말했다. 레지스터 “CATL의 주장이 사실이라면 이는 지난 30년 동안 배터리 에너지 밀도가 전례 없이 향상된 것입니다.”

교수이자 과학자인 그는 CATL이 주장하는 범위와 충전 속도에 맞는 밀도를 달성했다는 주장과 CATL의 500Wh/kg 항공기 배터리에 대해 회의적이라고 말했습니다.

Yazami는 “CATL의 주장에는 EV가 주행하는 총 수명 마일로 변환되는 배터리 수명, 극한의 온도 성능, 안전성 및 비용과 같은 많은 중요한 정보가 누락되어 있습니다.”라고 Yazami는 덧붙였습니다.

또 다른 고려 사항은 배터리 회사가 NMC 배터리의 선두주자인 반면, CATL은 현재 추세인 LFP 배터리와 관련하여 혁신에 의존할 경험이 훨씬 적다는 것입니다.

또 다른 알려지지 않은 점은 CATL이 프로토타입 배터리에서 Shenxing이 주장하는 성능을 달성했는지 아니면 대량 생산할 수 있는 장치에서 달성했는지 여부입니다. 중국 회사는 2023년 말까지 배터리를 대량 생산하고 2024년 1분기까지 EV에 장착할 것이라고 약속했습니다.

“CATL은 극한 제조 분야의 강점 덕분에 실험실에서 시장으로 기술을 신속하게 이전할 수 있는 능력을 확보하여 Shenxing 배터리의 신속한 대량 생산을 가능하게 했습니다”라고 회사는 보도 자료에서 자랑했습니다.

더 레지 최초의 Shenxing 구동 자동차를 시험해 보는 사람이 회사의 주장을 테스트하기 위해 서두르지 않기를 바랍니다. ®

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