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배터리 제조회사인 A123 System은 리튬이온 배터리(Lithium-ion Battery)의 새로운 활용분야를 개척하고 전기자동차의 경제성을 개선시킬 신규 리튬이온 배터리 셀을 개발하였다고 발표하였다. 이 배터리는 현재 A123의 배터리 제품 대비 고온 및 저온 성능이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 자동차 시동을 위한 배터리나 통신탑용 보조 전력으로 유용하게 활용될 수 있다고 A123는 설명하였다. 또한 새롭게 제작된 배터리의 설계로 인해 일부 전기자동차에서 사용되는 액체 냉각 및 가열 시스템을 간편화하거나 아예 없앨 수 있게 되었다.
A123은 새로운 기술에 대해 자세한 언급을 하지 않았으나, 배터리의 전해질 뿐만 아니라 전극도 개선하는 작업이 포함되었다고 밝혔다. A123의 CTO인 Bart Riley는 새로운 배터리가 A123의 일반 셀에 사용된 인산철리튬(Lithium-iron Phosphate) 일종을 사용하고 있으며, 제조 비용도 유사한 수준일 것이라고 말한다. Riley는 2013년초부터 새로운 셀 생산이 가능할 것으로 보고 있다.
A123 시스템은 Fisker Karma 플러그인 하이브리드, 하이브리드 버스 그리고 전력 그리드를 위해 배터리를 공급하고 있다. 최근 이 회사가 어려운 상황에 빠진 이유는 배터리 결함으로 인한 리콜의 문제도 있지만 친환경 자동차 업체인 Fisker사에 너무 많이 의존한 탓도 있다. A123는 이번 새로운 셀이 새로운 고객을 불러올 것으로 기대하고 있으나, 심각한 재정적 상황으로 인해 올해를 넘기기 어렵다는 예상도 있다.
리튬이온 배터리는 경량이면서 소형이기 때문에 전기 자동차에 더욱 매력적이다. 그러나 저온에서 출력이 떨어질 수 있고, 고온에 노출시 빠르게 성능이 저하될 수 있기 때문에 자동차제조사들은 종종 복잡한 액상 냉각/가열 시스템을 배터리 팩에 적용하고 있다. A123는 이러한 시스템들을 제거함으로써 전기자동차의 가격을 600달러까지 낮출 수 있다고 밝혔다. 물론 배터리 팩의 총 가격이 10,000달러 이상인 것을 생각해보면 이러한 비용절약은 비교적 작은 부분이라 말할 수도 있다.
국립재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL)의 Ahmad Pesaran는 전기차에 냉각 시스템이 포함되는 이유 중 화재를 예방하려는 목적도 있기 때문에 새로운 셀이 냉각 시스템 전체를 생략하게 만들 수는 없다고 밝혔다. 그러나 예를 들어 30℃까지 가동되는 배터리와는 대조적으로 45℃까지 배터리를 가동시킬 수 있다면 펌프, 냉매, 파이프, 라디에이터 등으로 이루어진 복잡한 액상 냉각 시스템을 공냉식 시스템으로 전환할 수 있다. Pesaran는 이러한 전환으로 배터리팩의 비용을 10~20% 절감할 수 있다고 추정하였다.
또한 새로운 배터리는 일반 내연기관 자동차에서 사용되는 납축전지(Lead-acid Batteries) 대용으로 사용될 수도 있다. 이들은 엔진 실내에 필요한 광범위한 온도 범위에서 가동이 가능하기 때문에 즉시 교체가 가능하다. 그리고 마이크로 하이브리드에 적용하는 것도 유용하다. 하이브리드 자동차는 일반 대비 약간 큰 스타트 배터리를 사용하기 때문에 브레이크 과정 중 일부 에너지를 회수할 수 있을 뿐 아니라 빠른 속도로 시동을 끄고 켤 수 있다.
비록 초기 비용이 일반 스타트 배터리 대비 250달러 더 높지만 A123는 이들 배터리가 납축배터리 보다 오래 가고 연료 절약에서 우수한 결과를 보여주기 때문에 전체 수명 측면의 경제성은 우수하다고 설명한다. 그러나 자동차 소유주가 높은 초기비용을 지불하는데 망설일 수 있기 때문에 이러한 시장에 진입하는 일이 쉬운 것은 아니다.
고온 및 저온 성능은 인도와 같은 지역에서 보조 전력 시스템으로 사용되는 납축배터리를 대체하는데 도움이 된다. A123는 새로운 셀을 사용하면 기존 납축배터리 대비 60%의 절약을 가져올 수 있다고 주장한다. 이와 같은 지역에서는 배터리 충전 시간이 길고, 불규칙한 그리드하에서 완벽하게 재충전을 할 수 없기 때문에 충전용으로 디젤 발전을 사용한다. 그러나 납축 배터리 충전의 경우 약 5시간이 소요되지만 A123의 배터리는 약 48분만이 필요할 뿐이다. 따라서 디젤 발전기의 사용빈도를 낮추거나 대체할 수 있다면 비용은 더욱 절감된다.
지금까지 이러한 A123의 주장을 외부기관을 통해 검증하지는 못했다. 비록 몇 백 충전 사이클만에서 테스트 했지만 오하이오 주립대학(Ohio State University)이 실시한 초기 테스트에서 매우 희망적인 결과를 보여주었다. A123는 45℃, 2,000회의 충방전 사이클하에도 90%의 배터리 용량이 유지된다고 주장하고 있다. 그러나 배터리의 실제 성능은 실험실 결과와는 많은 차이가 있기 때문에 새로운 배터리 셀의 성능을 확신하기 위해서는 추가적인 테스트가 필요할 것으로 보인다.
출처 : http://www.technologyreview.com/news/428172/battery-maker-a123-tries-to-jump-start-its/
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