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Nikkei X-TECH_2021.3.22

폭스바겐, 총 240GWh의 배터리공장 건설
배터리 비용 반감을 목표

독일 폭스바겐은 2021년 3월 15일에 ‘Power Day’라의 타이틀의 온라인 발표회를 개최했다. 발표회에서는 전동차용 배터리 생산과 충전 성능 등에 관한 2030년까지의 로드맵을 발표했다. 전기자동차(EV)를 많은 사람이 쉽게 사용할 수 있는 매력적인 자동차로 만들기 위해 로드맵의 목표는 ‘배터리 제조의 복잡성을 해소하고, 비용을 반으로 줄인다’로 했다.

기술부문은 배터리와 전력이라는 2개의 기둥을 중심으로 연구개발을 하고 있다. EV를 전세계에 보급시키기 위해서는 대량의 배터리가 필요하다. 첫 번째 과제는 한정적인 자원으로 규모를 어떻게 확대해 나갈까? 두 번째 과제는 규모 확대를 실현하기 위해 어느 기술을 사용할 것인가? 그리고 최종 과제는 배터리의 비용을 어떻게 낮출 것인가가 된다.

이러한 과제를 해결하기 위해 폭스바겐은 배터리 생산의 폐쇄 루프를 완성시키는 것을 목표하고 있다. 배터리 셀을 내제화하고, 셀에서 배터리시스템을 만들고, 1차 이용처로서 EV에 탑재한다. 용량이 저하되면 2차 이용처로서 정치 배터리로 재이용하고, 수명을 다하면 완전 리사이클해서 새로운 배터리 셀의 재료로 사용한다. 이 방법으로 환경에 대한 부담도 줄일 수 있다고 한다.

루프의 처음은 배터리 셀이다. 다양한 종류의 모델에 배터리를 탑재할 경우, 지금까지는 차량 디자인에 맞춰서 배터리시스템을 설계하고, 그에 맞는 배터리 셀을 만들었었다. 모델 별로 다른 셀을 사용하면 양산에 의한 규모의 이점이 약해진다. 그 때문에 표준화한 통일 셀을 사용하기로 했다. 그 통일 셀은 23년부터 양산차에 탑재할 예정이며, 30년에는 폭스바겐의 최대 80%의 EV 모델이 통일 셀을 사용하게 된다고 한다.

-- 자사 공장에서의 생산을 확대 --
EV의 보급을 전망하고 배터리 셀의 양산 공장도 늘린다. 표준 셀의 생산은 스웨덴 노스볼트(Northvolt)의 공장에서 23년에 시작된다. 이 공장에서 생산하는 것은 프리미엄 세그먼트용이다. 두 번째의 생산 거점은 독일 잘츠기터에서 양산차용 표준 셀을 생산하는 공장을 건설 중이다. 잘츠기터에서는 25년부터 생산을 시작할 예정이다. 세 번째는 26년에 스페인, 네 번째는 27년 무렵에 동유럽에 생산 거점을 만들 계획이다.

동유럽의 공장이 어디에 건설될지는 아직 미정이지만 폭스바겐의 자회사 스코다(Skoda)가 있는 체코, 그리고 폴란드와 슬로바키아도 후보에 올랐다. 이 외에 상황에 따라 앞으로 두 곳에 셀 생산공장을 추가한다. 각 공장의 생산 용량은 최대 40GWh, 6공장에서 합계 240GWh의 생산 용량을 보유할 계획이다.

배터리 셀은 인산철계, 망간계, 삼원계(NMC) 등이 있다. 폭스바겐은 미래의 배터리로서 전고체 배터리 연구를 미국 퀀텀스케이프와 추진하고 있다. 전고체 배터리에서는 부극에 그래파이트를 사용하지 않게 되고, 같은 에너지밀도의 셀이라면 질량을 대폭으로 삭감할 수 있다. 셀의 질량을 저감할 수 있다면 보다 많은 용량을 차량에 탑재할 수 있고, 주행거리를 늘리는 것도 가능하다.

한 전고체 배터리의 경우는 충전시간이 짧아진다. ID.4에 탑재하는 77kWh의 배터리를 급속 충전한 경우, 현재는 80%까지 충전하는 데 25분이 걸린다. 25년까지는 이를 17분으로 줄이고, 25년 이후에는 12분까지 단축하는 것을 목표하고 있다.

지금까지의 배터리는 배터리 셀을 모아 배터리 팩으로 만들고, 배터리 팩을 여러 개 모아 냉각시스템 등을 갖춘 배터리시스템으로서 차량에 탑재하고 있다. 통일 셀을 사용할 경우는 배터리 팩 부분을 생략하고, 셀을 배터리시스템의 플랫폼에 직접 탑재한다고 한다. 이를 통해 배선을 줄임으로써 공간 절약과 양산화가 가능해져 보다 많은 셀을 탑재할 수 있게 된다.

EV에서의 이용을 끝낸 배터리 셀은 2차 이용처로서 이동식 충전 로봇이나 정치용 축전지 등의 용도를 생각하고 있다. 그리고 2차 이용을 끝낸 후에는 폐기가 아니라 리사이클한다.

폐쇄 루프나 통일 셀의 채용을 통해 배터리 비용을 엔트리 레벨 세그먼트에서 최대 50%, 양산차 세그먼트에서 최대 30% 줄여, 평균 1kWh당 100유로 이하로 하는 것을 목표한다. 이를 통해 최종적으로 EV를 적정한 가격으로 낮출 수 있다고 한다.

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