일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.6.27

CATL, 테슬라를 뛰어넘는 배터리팩 개발
항속 거리 1,000km 이상, 10분만에 배터리 80% 충전

중국의 CATL(寧徳時代)은 6월 23일, 자사의 제3세대가 될 차량용 배터리팩의 새로운 설계 ‘CTP(Cell To Package) 3.0’과 그것을 NMC(Ni-Mn-Co)계 배터리에 적용한 배터리팩 ‘치린(Qilin)배터리’를 정식 발표했다. 냉각 시스템을 최적화함으로써 배터리 본래 부피를 6% 증가시키고, 배터리팩으로서의 중량 에너지 밀도를 최대 255Wh/kg로 높였다고 한다.

이것은 현행 차량용 배터리팩으로는 세계 최고 수준이다. 또한 냉각을 강화함으로써 급속충전 성능이 향상되어 10분만에 충전율 80%가 가능해졌다고 한다. CATL은 이 배터리팩을 2023년에 양산해 출하할 예정이다.

-- 냉각 시스템의 부피를 압축해도 성능은 향상--
미국 테슬라의 전기자동차(EV)에 사용되고 있는 배터리셀의 중량 에너지 밀도는 270Wh/kg 이상으로 보이지만, 배터리셀을 모듈화해 배터리팩으로 만든 후에는 체적 에너지 밀도가 그 60% 이상 낮아져버린다. 모듈과 배터리팩의 케이스, 그리고 냉각시스템의 체적이 필요하기 때문이다.

CATL은 2019년 이후 모듈 케이스를 생략한 배터리팩 재설계를 반복해왔으며, 이번 CTP 3.0이 3세대에 해당한다. 이번 새로운 설계의 가장 큰 포인트는 냉각 시스템을 최적화한 것으로, 시스템의 체적을 대폭 낮춘 반면 그 표면적은 4배로 높였다고 한다. 냉각 능력은 테슬라가 도입 예정인 4680배터리 배터리팩의 1.5배인 것으로 알려졌다.

그 결과, 배터리셀의 체적 에너지 밀도에 대한 배터리팩의 체적 에너지 밀도는 72%로, 다른 많은 EV용 배터리팩보다 높다. 냉각 성능이 향상됨으로써 출력은 4680배터리에 비해 13% 향상. 4C(15분에 거의 풀충전)로 충전이 가능하며 충전율이 10%인 배터리를 80%로 충전하는데 소요되는 시간은 10분이라고 한다.

치린배터리의 체적 에너지 밀도는 아직 공표되지 않았지만, 중량 에너지 밀도는 NMC계 배터리(치린배터리)의 경우, 255Wh/kg. 리튬인산철(LFP)계 배터리의 경우는 160Wh/kg으로, 지금까지의 셀 수준의 수치를 배터리팩으로 실현했다고 한다. 치린배터리를 이용한 EV의 항속거리는 1,000km 이상을 기대할 수 있다고 한다.

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