CATL, 5C 급속충전에도 3000회 수명 배터리 공개…전기차 ‘100만 마일 시대’ 성큼 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 세계경제포럼(WEF)에서 수상한 CATL의 인공지능이 운용하는 차세대 배터리의 개념도./홈페이지.
전기차 배터리 수명과 충전 속도를 동시에 끌어올린 차세대 기술이 공개되면서 전기차의 내구성과 총소유비용(TCO)에 대한 논의가 새로운 국면을 맞고 있다.
클린테크니카는 2일(현지시간) 중국 최대 배터리 제조사 CATL이 5C 초급속 충전 환경에서도 3000회 충·방전 후 용량의 80%를 유지하는 차세대 배터리 기술을 공개했다고 보도했다.
5C 충전에도 3000회 수명… 배터리가 차보다 오래 간다”
CATL에 따르면 이번에 공개된 차세대 배터리는 이상적인 조건에서 5C 충·방전 기준 3000회 사용 후에도 초기 용량의 80%를 유지한다. 이를 주행거리로 환산하면 약 180만㎞로, 일반 승용차의 기대 수명을 크게 웃도는 수준이다. 현재 전기차 배터리의 업계 평균 수명과 비교하면 약 6배에 해당한다.
여기서 5C는 배터리 충전 속도를 나타내는 지표다. C레이트(rate)는 배터리 용량 대비 충·방전 속도를 의미하는데, 1C는 배터리를 1시간 만에 충전할 수 있는 속도를 뜻한다. 예컨대 80㎾h 배터리는 1C에서 최대 80㎾로 충전이 가능하다. 이를 5C로 끌어올리면 이론적으로는 400㎾ 급 충전기를 이용해 약 12분 만에 완충할 수 있다.
다만 실제 전기차에서는 배터리 수명과 안전성을 고려해 충전 속도가 일정 시점 이후 급격히 낮아진다. 이는 배터리관리시스템(BMS)이 제조사 기준에 따라 충전을 제어하기 때문이다. CATL의 이번 기술은 이런 고속 충전 환경에서도 배터리 열화와 수명 저하를 크게 억제했다는 점에서 의미가 크다.
고온 환경에서도 성능은 유지됐다. CATL은 섭씨 60도의 극한 조건에서도 1400회 충·방전 후 용량의 80%를 유지했다고 밝혔다. 이는 약 84만㎞ 주행에 해당하는 수치로, 고온에서 성능 저하가 심했던 기존 리튬이온 배터리의 한계를 크게 넘는 결과다.
수명 늘린 3대 기술 혁신…다음 무대는 나트륨 배터리
CATL은 배터리 수명 향상의 배경으로 세 가지 핵심 기술을 제시했다. 먼저 양극재 코팅을 보다 치밀하고 균일하게 설계해 고속 충·방전 시 발생하는 구조적 손상과 금속 이온 손실을 최소화했다. 여기에 전해질에 미세 균열을 자동으로 감지하고 복원하는 첨가제를 적용해, 사용 과정에서 누적되는 성능 저하를 줄였다.
또 분리막 표면에는 온도 반응형 코팅을 적용했다. 배터리 내부 온도가 국부적으로 상승하면 이온 이동 속도를 자동으로 늦춰 과열을 방지하는 방식으로, 화재와 폭발로 이어질 수 있는 열폭주 위험을 낮추는 역할을 한다.
배터리 냉각 시스템도 한층 정교해졌다. 냉각수를 발열이 집중되는 지점으로 직접 유도해 배터리 팩 전체의 온도를 균일하게 유지함으로써, 장기 사용 시 수명 저하를 줄였다. CATL은 이 같은 기술이 전기 트럭, 택시 등 충전 빈도가 높은 차량의 총 생애 비용을 크게 낮출 것으로 보고 있다.
CATL은 앞서 2023년 4C 충전이 가능한 ‘취린(Qilin)’ 배터리를 양산한 데 이어, 최근 ‘슈퍼 테크 데이’에서 최대 12C 충전을 목표로 한 2세대 선싱(Shenxing) 배터리도 공개했다. 다만 해당 배터리의 구체적인 수명 데이터는 아직 공개되지 않았다.
한편 CATL은 차세대 대안으로 꼽히는 나트륨이온 배터리 상용화에도 속도를 내고 있다. 최근 경상용차용 배터리를 양산한 데 이어, 승용차 모델을 대상으로 혹한기 실증 시험에 착수했다. CATL은 향후 3년 내 나트륨 배터리의 에너지 밀도를 LFP 배터리 수준까지 끌어올리고, 원가를 리튬 배터리 대비 약 30% 낮출 수 있을 것으로 전망하고 있다.
클린테크니카는 내연기관차가 20만 마일(약 32만㎞) 수명을 넘기며 시장 인식을 바꿨듯, CATL의 배터리가 전기차 100만 마일 주행 시대를 현실로 만들고 있다고 평가했다. 이에 따라 차량 교체 주기와 자동차 산업 구조 전반에 중대한 변화가 나타날 수 있다고 분석했다.
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