미국 기업들에게는 새로운 EV 배터리 경쟁이 시작됩니다

Apr 29, 2024

일리노이 주 노멀에 있는 회사 공장의 Rivian R1T 전기 픽업 트럭. Jamie Kelter Davis / Bloomberg, 게티 이미지 경유

연방 정부의 명령과 인센티브에 힘입어 미국 제조업체들은 전기 자동차용 새로운 배터리 기술 개발을 추진하고 있습니다. 성배는 더 안전하고, 더 저렴하고, 더 긴 주행 ​​거리를 제공하고, 수입된 "분쟁" 광물을 사용하지 않는 배터리입니다.

저: Judith Lewis Mernit • 2022년 12월 20일

엔지니어 마틴 에버하드(Martin Eberhard)가 산타모니카 공항 격납고에서 수많은 투자자, 언론인, 잠재 구매자들 앞에서 자신의 미래형 맞춤형 스포츠카를 공개한 지 16년이 지났습니다. 로드스터라고 불리는 이 차량에는 수많은 혁신적인 엔지니어링 기술이 포함되어 있지만, 그보다 더 중요한 것은 뒷좌석에 장착된 6,831개의 리튬 이온 배터리 셀로, 차량의 주행 거리와 속도를 보장합니다. 당시 Eberhard는 "배터리 시스템은 4초 동안 0~60mph 가속의 비결입니다."라고 설명했습니다.

Eberhard와 그의 협력자인 Marc Tarpenning은 Nikola Tesla의 이름을 따서 새로운 전기 자동차 회사를 명명했으며, 2년 후인 2008년에 Tesla는 자동차 시장에 출시된 최초의 상업적으로 생산된 리튬 이온 구동 자동차가 되었습니다. 리튬 이온 또는 리튬 이온은 큰 인기를 끌었던 프리우스를 포함해 대부분의 하이브리드 및 전기 자동차에 전력을 공급했던 니켈수소(Ni-MH) 배터리보다 큰 발전을 이루었습니다. 리튬의 더 나은 에너지 밀도는 리튬 이온 배터리가 Ni-MH 배터리보다 킬로그램당 3분의 1 더 많은 와트시를 저장할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 배터리 수명이 더 길고 무게도 더 가볍다는 것을 의미합니다.

그러나 리튬 배터리에는 여전히 심각한 단점이 있습니다. 리튬뿐만 아니라 코발트, 구리, 흑연, 니켈 등 중요한 광물을 수입하여 산을 해킹하거나 부족한 사막 지하수를 연못에 펌핑한 후 물이 증발하여 광물이 남을 때까지 기다립니다. 콩고민주공화국은 전 세계 코발트의 70% 이상을 생산하며, 종종 안전하지 않은 노동 조건에서 아동 노동을 착취합니다. 다른 광물은 세계에서 감소하는 니켈 매장량의 20%를 제공하는 러시아와 EV 배터리에 사용되는 거의 모든 흑연을 국제적으로 공급하는 중국을 포함하여 미국이 경제적 관계를 완화하기를 선호하는 국가에서 나옵니다.

운송 수단을 화석 연료에서 벗어나기 위해 노력하는 비영리 단체인 전기화 연합(Electrification Coalition)의 전무이사인 벤 프로차즈카(Ben Prochazka)는 “허용되지 않는 곳으로 정의된 장소에 가지 않는 한 우리가 광물을 얻을 수 있는 능력이 반드시 필요한 것은 아닙니다.”라고 말합니다. 머지않아 우리는 특정 광물을 전혀 얻지 못할 수도 있습니다. 예를 들어 중국은 자신의 엄청난 배터리 산업을 위해 흑연을 유지하겠다고 위협했습니다. 시장 분석가들은 2030년까지 전 세계 리튬 수요가 공급을 초과할 것이라고 예측합니다. Prochazka는 "우리는 배터리를 만드는 다른 방법을 찾아야 합니다"라고 말했습니다.

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주 및 연방 정부의 명령과 인센티브로 인해 자동차 회사는 배터리 구동 차량을 차량에 우선적으로 배치하고, 유가 변동으로 인해 더 많은 소비자가 배출가스 없는 운송 수단을 선택하게 되면서 자동차 제조업체와 배터리 회사는 이를 위해 서두르고 있습니다. 그들은 비용을 절감하고, 에너지 밀도를 높이며(이는 매우 중요한 주행 거리 연장을 의미함), 미국 정부가 "우려 대상 외국 기업"이라고 부르는 업계에서 벗어나면서 배터리를 만드는 다양한 방법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.

소위 분쟁광물을 국산광물로 대체하는 배터리는 연구개발을 넘어 테스트 단계까지 발전했습니다. 코발트를 줄이고 니켈, 망간, 알루미늄을 사용하는 배터리는 이미 상업적으로 생산되고 있습니다. 여러 회사가 잠재적으로 가연성 액체를 사용하지 않는 고체 배터리를 개발하고 있으며 미국에서 배터리 제조에 전념하는 기가팩토리에 대한 계획이 풍부합니다.