미국 배터리 소재 스타트업이 새로운 방식의 실리콘 배터리를 개발해 벤츠 전기차에 공급한다.
테슬라 초기 엔지니어 중 한 명이 공동 설립하고 벤츠의 투자를 받는 전기차 배터리 소재 스타트업인 실라는 이달 4일 실리콘 기반 양극인 타이탄 실리콘을 대량 생산을 시작했다. 곧 출시될 메르세데스-벤츠 EQG G 왜건에 새로운 배터리 소재를 처음 선보인다.
타이탄 실리콘 배터리는 주행거리를 늘리고 충전 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 나노 복합 실리콘 소재를 사용한다. 실제 실리콘 음극재는 기존 흑연 또는 다른 금속 합금 음극재보다 동일 공간에 10배 더 많은 전하를 저장할 수 있어 전기차 배터리에 적합하다. 실험 보고서에 따르면 실리콘 음극재 기반 LIB(Si-LIB)의 에너지 밀도는 최대 40% 증가한 것으로 나타났다.
타이탄 실리콘 배터리는 기존 배터리보다 주행거리를 20% 늘릴 수 있다. 일부 전기차는 음극재 소재만 실리콘으로 바꿔도 최대 161km까지 증가할 수 있다. 또 20분 만에 10%에서 80%로 충전할 수 있으며 향후 10분 이내로 충전 시간을 단축할 계획이다. 이럴 경우 주유소에서 주유하는 시간과 비슷해진다.
타이탄 실리콘을 사용하면 배터리 무게를 최대 15% 줄이고 공간을 20% 늘릴 수 있다. 효율성이 높아질 뿐 아니라 혁신적인 디자인과 기능을 추가할 수 있다. 더 중요한 것은 타이탄 실리콘 생산 과정 중에 흑연보다 kWh당 CO2가 50~75% 적게 발생해 친환경적이다.
실라는 벤츠 EQG G 왜건을 시작으로 향후 5년 동안 100만 대의 전기차에 음극재 및 양극재 소재를 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 벤츠는 2019년 실라에 투자하면서 미래 전기차 라인업을 위한 첨단 배터리 소재를 확보했다. 벤츠는 지난해 5월 벤츠 EQG G왜건을 시작으로 고급 전기차에 실라의 나노 복합 실리콘을 사용하겠다고 발표한 바 있다.
벤츠의 최고 기술 책임자 마르쿠스 셰퍼는 “실라는 2019년 전략적 파트너십을 구축한 이후 큰 발전을 이루었다. 그들은 최고 수준의 과학적 혁신을 제공할 수 있는 능력뿐만 아니라 고품질의 배터리 소재를 제조할 수 있는 생산 능력을 증명했다"고 말했다.
이어 "우리는 실라가 혁신적인 양극 기술로 미래 고급 전기차 동력 공급에 선도적인 파트너가 된 것을 기쁘게 생각한다. 실라가 제공한 높은 에너지 밀도는 미래의 전기차를 개발할 때 완전히 새로운 방향으로 생각할 수 있게 해 줬다”고 덧붙였다. 벤츠 EQG G 왜건은 실라의 대량 생산 시기에 맞춰 이르면 내년 말 출시될 예정이다.
한편 현대차도 이르면 내년부터 10% 이상 실리콘을 함유한 음극재 배터리를 전기차에 적용한다. 기존 흑연 음극재 대비 배터리 효율을 향상시킬 수 있어서다. 실리콘 음극재를 사용하면 주행거리가 최대 30% 증가하는 걸로 알려져 있다. 아울러 충전 속도도 20% 이상 향상이 가능하다.
국내 배터리 메이커인 LG에너지솔루션과 SK온은 실리콘 음극재 기반 리튬이온 배터리를 개발하고 있다. 우선 내년 현대기아 신형 전기차에 실리콘 10%가 함유된 음극재 배터리를 공급할 가능성이 커 보인다.
송현진 에디터 hj.song@carguy.kr
