테슬라 배터리팀이 찾아낸 새로운 솔루션, Dry Chathode

ㅁ테슬라 수익, 4680 배터리 개선이 해답

전기차의 원가에서 가장 많은 부분을 차지하는 것은 배터리입니다. 업체와 모델에 따라 다르겠지만 약 40%를 차지하고 있습니다. 결국 전기차의 원가를 개선하기 위해서는 배터리를 얼마나 저렴하게 소싱하느냐에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다. 배터리 원가를 절반으로 줄이면 약 20%의 원가 개선 효과가 나온다는 얘기입니다.

테슬라는 수익에 감소와 더불어 비와이디 등 중국 업체들의 경쟁은 더욱 치열해지고 있습니다. 이를 해결하기 위해서 대대적인 인력 구조 조정을 단행했지만, 이뿐만 아니라 추가적인 솔루션을 찾아야 하는 상황입니다.

인력의 10% 정도를 감원하겠다고 하였지만.
여전히 테슬라의 미래에 대해서 의구심을 갖는 사람들이 많습니다. 결국 테슬라가 고객과 주주들에게 인정을 받기 위해선 현재보다 더 나은 수익 구조를 보여주어야만 합니다.

4680 배터리가 소개된 지 2년이 넘었지만 아직까지 기대만큼의 퍼포먼스는 확인되지 않고 있습니다. 4680 배터리가 중요한 이유는 테슬라 트럭의 성능 향상과 향후 적용되는 모델들의 있어서 원가와 성능을 모두 보장하여야 되는 책임이 있기 때문입니다.

ㅁ4680 배터리가 가진 문제점과 해결책

4680 배터리를 개선하는 데 있어서 가장 큰 문제점은 바로 공정 방식이 있습니다. 기존의 조립 공정에서는 얇은 동박 필름 위에 액상화 된 양극재 슬러리를 도포한 뒤 건조한 뒤 해당 필름을 권취 제작하는 방식입니다.

기존 공정의 가장 큰 문제점은 여러 가지 공정 단계가 추가되는 것뿐만 아니라 건조에 따른 시간적인 로스 커서 제조 기간이 길어진다는 것입니다. 또한 건조되면서 여러 가지 위험한 가스가 발생되는 문제를 안고 있습니다.

이를 해결하기 위해서 테슬라의 배터리 팀은 새로운 방식의 공정을 검토하였습니다. 직접 건조된 양극재 레이어를 올려 공정을 단축하고, 에너지 밀도를 향상하는 방법입니다. 이 방식은 슬러리가 건조되는데 필요한 시간적인 로스 부분을 절감할 수 있게 해 줍니다.
드라이 양극재의 경우 밀도가 더욱 높고 제조기 시간이 단축되며 간단한 구조의 공정으로 신뢰성이 향상되고 무엇보다도 이러한 전반적인 공정 혁신으로 원가의 56% 수준으로 생산이 가능해집니다.

ㅁ 드라이 캐소드의 공급처는 누가 될 것인가?

지난 7월 4680 배터리를 설치한 프로토 타입 사이버트럭의 테스트가 진행되었습니다. 현재 해당 인증이 진행되는 것으로 알려져 있으며 올해 연말 양산을 준비하고 있다는 소식입니다.
양산될 경우 건식 양극재의 공급은 LG 에너지설루션에서 진행될 전망입니다.
실리콘 흑연 음극전극은 텍사스에 위치한 기가팩토리에서 자체 생산하고, 건식양극전극은 LG에너지솔루션이 맡게 됩니다.
건식양극재의 제작은 기술적인 난이도가 높은 공정입니다. 테슬라는 자체 건식공정 테스트 중 롤대미지로 수리를 의해 45일가량 공정을 세워야 했습니다. 따라서 공급의 안정성을 위해 국내업체로 소싱하는 쪽을 택한 것으로 보입니다.

건식재료 경도가 높아 롤 데미지가 커 크롬코팅롤을 사용

건식타입의 4680 배터리가 양산될 경우 사이버트럭의 공급문제도 해소될 것으로 보이며, 주행거리는 160킬로, 수익성은 22%가량 개선될 것으로 기대됩니다.