오늘날 좋은 전기 자동차는 이미 대부분의 사람들에게 충분한 주행 거리를 제공하지만 여전히 ICE(내연 기관) 차량보다 훨씬 비쌉니다. 이것이 LFP(LiFePO4)와 CTP(cell-to-pack)가 전기 자동차를 주류로 만드는 매우 중요한 기술인 이유입니다. 이 두 기술을 최대한 빨리 사용할 계획이 없는 자동차 제조사들은 전기차 양산에 대해 진지하지 않다. 예를 들어 Stellantis는 2024년까지만 LFP 셀이 있는 CTP 팩을 사용할 계획입니다…
LFP는 단순한 CTP 배터리와 결합된 코발트가 없는 배터리 화학 물질로 마침내 전기 자동차가 가격 및 가용성 면에서 ICE 자동차와 경쟁하게 만들 수 있습니다.
셀 수준에서 에너지 밀도는 크지 않지만 배터리 팩 수준에서 LFP는 다른 화학 물질과 경쟁할 수 있습니다. LFP는 매우 안전한 배터리 화학 물질이며 구멍이 뚫려도 셀이 타거나 폭발하지 않기 때문에 배터리 팩에는 많은 보호 장비가 필요하지 않습니다. 따라서 LFP 배터리 팩은 조립이 매우 간단하고 모듈이 없는 CTP 구성을 채택할 수 있습니다.
일반적인 NCA 및 NCM 셀의 경우 에너지 밀도가 더 높지만 그다지 안전하지 않습니다. 이러한 셀로 만든 배터리 팩에는 셀이 타거나 폭발할 경우 방화벽 역할을 하는 모듈과 금속판이 필요합니다.
요약하면, 매우 안전한 LFP 배터리 팩을 사용하면 VCTP(체적 셀 대 팩) 및 GCTP(중량 측정 셀 대 팩) 비율이 훨씬 더 높습니다. 평균 수치를 살펴보겠습니다.
LFP 배터리 팩
NCM/NCA 배터리 팩
VCTP 비율은 배터리 팩의 부피 중 실제로 에너지(셀)를 저장하는 활물질에 해당하는 양을 알려줍니다. 나머지 볼륨은 셀(케이스, 모듈, 케이블, 센서, BMS, TMS 등)을 조립하고 보호하는 데 사용되는 수동 재료입니다.
GCTP 비율은 배터리 팩의 무게가 실제로 에너지(셀)를 저장하는 활물질에 해당하는지 알려줍니다. 나머지 무게는 셀(케이스, 모듈, 케이블, 센서, BMS, TMS 등)을 조립하고 보호하는 데 사용되는 수동 재료입니다.
보시다시피 NCA 및 NCM 셀은 그 자체로 LFP보다 더 비쌀 뿐만 아니라 배터리 팩도 훨씬 더 복잡하고 이를 다소 안전하게 만들기 위해 값비싼 재료가 필요합니다. 부피의 약 45%만 활성 물질(셀)이 사용하므로 셀을 조립하고 보호하는 데 필요한 수동 물질이 대부분의 공간을 차지합니다.
아래에서 BYD가 CTP 구성을 따르는 블레이드 배터리를 도입하여 모듈을 제거하여 2020년에 달성한 단순성을 확인할 수 있습니다.
BYD 배터리 팩 진화
계속해서 중요한 배터리 셀 제조업체가 LFP 배터리 셀을 사용하여 곧 달성할 것으로 기대하는 에너지 밀도의 종류를 살펴보겠습니다.
SVOLT
SVOLT는 흑연 양극에 더 많은 실리콘을 추가하여 LFP 전지의 에너지 밀도를 높일 것으로 기대하고 있습니다.
궈셴
Guoxuan은 양극에서 흑연을 실리콘으로 대체하여 LFP 전지의 에너지 밀도를 높일 것으로 기대하고 있습니다.
CATL
CATL은 2023년까지 LxFP 배터리 화학을 도입할 것으로 기대하고 있습니다. 이는 아마도 제가 몇 년 동안 작성해 온 LFP(LMFP/LFMP)의 고전압 버전일 것입니다.
CATL 배터리 로드맵
지금쯤이면 BYD 블레이드 배터리가 내가 가장 좋아하는 배터리 팩 디자인이라는 것을 알고 있을 것입니다. 나는 Sandy Munro가 레거시 자동차 제조업체의 배터리 팩을 분해하는 비디오를 볼 때마다 움츠러듭니다. LFP 셀로 만든 간단한 CTP 배터리로 피할 수 있는 쓰레기가 너무 많습니다. CTP 배터리를 조립하는 생산 라인이 얼마나 간단하고 빠를 수 있는지 상상해 보십시오.
2020년에 처음 출시된 BYD 블레이드 배터리는 셀 수준에서 166Wh/kg, 팩 수준에서 140Wh/kg의 에너지 밀도를 달성했습니다. 그런데 그 이후로 LFP 화학이 좋아지고 있어서 2세대가 얼마나 에너지 밀도가 높을지 궁금합니다. BYD가 셀 수준에서 200Wh/kg에 도달하면 블레이드 배터리 팩은 170-180Wh/kg에 도달할 수 있습니다.
내년까지 BYD가 더 빠른 충전을 위해 실리콘을 양극으로 사용하지 않고 팩 수준에서 최소 170Wh/kg에 도달하면 실망할 것입니다.
BYD e-platform 3.0의 임박한 도래는 2세대 Blade 배터리를 소개할 좋은 기회입니다. 앞으로 나올 비야디 돌핀에 사용될 배터리 팩의 에너지 밀도가 궁금합니다.
BYD e-플랫폼 3.0
