Sunday, September 11, 2016

노트 7 배터리, 삼성sdi


[박철완의 IT정담] 10년 만에 리튬이온 이차전지 사고의 큰문이 다시 열렸을까?
http://it.chosun.com/news/article.html?no=2823866 2016.09.10


노트7의 리콜 사태가 일파만파로 퍼져 나가고 있다.
그린카 콘서트의 저자가 연재하는 칼럼에서 이 사태를 매우 자세히 다루고 있다.
언론기사 중 유일하게 실체에 객관적으로 근접하는 내용을 알려주고 있는 것으로 보인다.


아래는 이차전지와 관련된 칼럼들인데, 마치 피를 토하는 느낌이 들 정도이다.
노트7 사태를 예견하고 있었다고 해도 과언이 아니다.

[박철완의 IT정담] 리튬이온 이차전지 : 모바일 IT 산업 꽃피운 주역에서 골칫덩이로 전락
http://it.chosun.com/news/article.html?no=2820645 2016.06.18
"이처럼 모바일 IT산업의 본격적인 개화기를 알린 것도 '배터리'였지만 발목을 잡는 골칫덩이도 늘 '배터리'였었다. 다른 산업은 개구리처럼 폴짝폴짝 뛰며 눈부시게 진화하는 순간에도 달팽이처럼 천천히 기어가듯 진화하고 있는 게 리튬이온 이차전지의 현 주소라 말할 수 있겠다.이차전지 기술의 급변을 이야기하는 사람을 혹여 만나게 된다면 조심하는 게 좋다."

테슬라 덕분에 전기차, 이차전지에 대한 관심이 어느 때보다 증가했고 기대도 크지만, 현실은 그리 녹록하지 않다.

[박철완의 IT정담] 위기의 한국 리튬이온 이차전지 산업을 진단한다
http://it.chosun.com/news/article.html?no=2822305 2016.07.30  
"삼성SDI의 구조조정은 끝이 아니라 시작이라 보는 게 타당하다. '동네 아저씨' 하나 불러 배터리 회사 미래를 논하는 CEO가 있는 한, 배를 산으로 이끄는 CEO 리스크도 반드시 해결해야 할 문제다. 사실, 삼성SDI의 명운을 좌우할 산업 외적인 핵심 요인은 이재용 부회장의 후계 구도이다. 삼성전자에 합병할 것인지, 아니면 팔 것인지 두고 보도록 하자."

배터리에 불이 나서 터지기 3주 전 삼성sdi에 대한 평가는 박하기 그지 없다.
노트7 리콜 사태를 계기로 한국 이차전지 산업이 총체적인 위기에 놓여있었다는 사실이 드러나고 있는 것은 아닌지 우려된다.

최근 삼성이 경쟁력을 확보하지 못한 프리터 사업부를 hp에 넘길 것이라는 보도가 쏟아지고 있다.
삼성이 이차전지에 대해서도 조만간 적극적인 대응을 할 가능성이 높아진 것으로 보인다.



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아래는 그린카 콘서트 요약.
내가 요약한 것도 다시 보니 도움이 된다.
어쩌다 보니 요약을 끝내지 못했었는데 벌써 새책이 나온다고 한다.



2011.12.08. 00:04

그린카 콘서트
박철완

그린카, 이차전지 전문가가 자세히 풀어서 설명했지만, 아주 쉬운 것은 아니다.
크게 전기에너지, 하이브리드카, 전력망집속형전기차, 그린카콘서트로 나뉘어 있다.
읽고 났더니 HEV, PHEV, EV가 구분이 잘 되고, 연료전지카, 클린디젤 등과의 장단점, 차이점 등이 이해가 된다.
깨끗한 전기차에는 깨끗한 전기가 필요하다.
리튬이온폴리머전지와 리튬폴리머전지가 서로 다른 것이다.
그린카의 대세는 리튬계 전지이지만, 연료전지도 희망이 있다.
단기간이 아니라 앞으로 수십년에 걸쳐서 점유율이 높아질 것이다.

위의 내용에 관심이 있다면 강력히 추천할만한 좋은 책이다.


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요약

1장

전기에너지는 2차에너지이다.
모든 에너지의 허브와 같은 역할을 한다.
전기로 인해 한가지 일차에너지가 고갈되어도 다른 일차에너지를 이용할 수 있다.

전세계 오일 소비량의 약 50%는 수송에 사용된다.
오일은 언젠가는 고갈된다.
오일은 연료로도 쓰이지만, 석유화학 산업의 원료로도 쓰인다.
연료는 대체가능성이 높지만 원료는 대체가능성이 낮다.

한국에서 오일이 발전연료로 소비되는 것은 3.8%에 불과하다.
따라서 전기차가 상용화되면 수송부문 오일 소비량을 줄일 수 있다.
(오일이 발전에 많이 사용되면 전기차는 오일사용량을 줄이지 못한다)

발전의 6대연료는 석탄, 오일, 액화천연가스, 수력, 원자력, 기타 신재생에너지이다.
이 중 친환경적인 전기는 수력, 원자력뿐이다.
수력은 브라질, 원자력은 프랑스의 주된 발전 연료이다.
나머지 국가들은 반환경적인 (더러운) 전기를 생산하고 있다.
(원자력의 친환경성은 논란의 여지가 있기는 하다...)
친환경적이지 않은 전기를 쓰는 나라는 전기차를 써도 친환경적이지 않다.
(더러운 전기를 쓰면 더러운 전기차를 쓰는 것이다.)

정유사는 전기차개발에 적극적이다.
수송용 에너지 관련 사업의 장기를 살리고 있는 것이다.

프러그인 하이브리드와 전기차가 대중화되면 전력망 부하가 커질 수 있지만, 괴담에 그칠 가능성이 높다.
평판TV에서도 비슷한 우려가 있었다.
전기차 한대는 우리나라 3-4인 가구 하루 전력소비량을 사용한다.
전력수급대란을 보면 전력망과 수급 정책은 전기차 보급에 중요하다.
스마트 그리드, 충전스테이션 보급도 중요하다.
급속 충전은 전지의 수명을 떨어뜨릴 수 있다.
리튬 이차전지는 사고의 위험이 있다.


2장 하이브리드카

토요타 하이브리드는 클린디젤보다 연비가 나쁘다.
"토요타 풀 하이브리드는 기존 자동차의 전장을 고도화시킴에 따른 내연기관 자동차의 고가화 전략의 산물이다."
이차전지 기술만의 진보로 하이브리드카를 효율적으로 동작하게 할 수 없다.
차량 총비용 분석법, TCO 분석법으로 풀 하이브리드의 경제성을 비교할 수 있다.
그렇게 하면 풀 하이브리드의 경제성은 젼혀 높지 않다.

소형 NiMH전지는 토요타의 풀 하이브리드용으로 사용되었지만 앞으로는 리큠계 이차전지가 대세이다.

최초의 하이브리드카를 제안한 사람은 포르쉐 창업주의 아버지 페르디난드 포르쉐였다.

NiMH보다 리튬이온폴리머 이차전지가 에너지 밀도가 높다.
공칭전압이 높아서 에너지량(Wh)이 큰 것이고, 용량(mAh)은 작다.
리튬계는 안정성이 문제다. 대개는 완충상태에서 사고가 난다.
전지업체에게 풀하이브리드는 돈이 되지 않는다. PHEV나 EV라야 한다.

LG, SK는 리튬이온폴리머를 생산한다.
SB리모티브는 리튬이온, 리튬이온폴리머의 투트랙전략을 구사하고 있다.

풀 하이브리드카는 1-2 kWh의 작은 에너지량, 고입출력 특성, 다운사이징.

2007년이후 하이브리드카 시장지배력 감소중.
이런 추세 지속시 시장은 PHEV, EV로 넘어갈 수도 있다.



3장 전력망 집속형 전기차

그린카의 구분은?
주유구와 충전구로 구분하면 쉽다.
주유구 O, 충전구 O: 플러그인 하이브리드, 쉐보레 볼트
주유구 O, 충전구 X: 하이브리드, 클린디젤, 프리우스
주유구 X, 충전구 O: 배터리 전기차, 닛산 리프, 블루온
주유구 X, 충전구 X: 자전거 (하이에너지 이차전지 시스템 없음)

하이브리드는 엔진, 모터가 모두 있는 차.
가솔린 자동차: 엔진
배터리 전기차: 모터
플러그인 하이브리드: 엔진, 모터
풀 하이브리드: 엔진, 모터, 그러나 충전구는 없다.

풀 하이브리드는 충전도 이용율이 낮다. 회생 제동 중 고속 충전을 견디도록.
플러그인과 전기차는 이용율이 높다.
높은 충전도에서 안전성과 낮은 충전도에서 셀 열화가능성에 유의해야 한다.

배터리전기차의 충전은 화학반응이다.
주유는 금방할 수 있지만, 충전은 그렇게 빨리 할 수 없다.
에너지밀도를 높이고, 급속충전이 가능하게 하는 대부분의 시도는 실용화단계에서 실패했다.
고소충전을 하면 배터리 수명이 줄고, 주행거리가 짧아진다.
충전은 소화와 비슷하고, 급속충전은 소화불량을 낳는다.

리튬(금속)폴리머 전지는 실패했다.
리튬이온폴리머와 다른 것이다.

쉐보레 볼트의 시장진입은 전력망 집속형 전기차의 상용화에 매우 중요하다.
(최근 배터리 화재로 문제가 되고 있는 중이다)
상업 충전 스테이션이 필요한 배터리 전기차의 사업모델과 경쟁 중이다.
쉐보레 볼트는 비행기를 탄 느낌이다. (퀴즈라는데 무슨 뜻일까?)

전기차의 경제성은 연비의 비교만으로는 부족하다.
그래서 TCO분석법을 쓰는 것이 실제적인 경제성을 논할 때 필요하다.
플러그인, 배터리 전기차는 현재 경제적이라고 하기 힘들다.

전기차의 친환경성도 전력망을 포함하는 전주기 분석법을 써야한다.
한국과 미국의 전기차는 친환경적이지 않다.

(그린카의 경제성과 친환경성은 사람들의 기대와는 많이 다르다)

이차전지 산업의 발전은 연 5% 수준이었다.
지난 한세기동안 시장에 진입한 2차전지기술은 몇가지밖에 없다.
90년대에 NiMH와 리튬이온(폴리머)가 나온뒤로 새로운 것은 없다.
리튬이온(폴리머)전지의 대안은 리튬이온(폴리머)전지이다.
향후 10년 동안 성능과 안전성에서 이것을 뛰어넘는 것이 나오기 힘들다.

테슬라의 로드스터는 랩톱에 쓰이는 원통형 이차전기 기반이다.
테스라의 기술은 메르세데스와 토요타의 배터리 전기차에서 제공될 것이다.

테슬라의 기술은 싼 이차전지, 충분한 공급, 높은 신뢰성과 사이클 수명을 확보해야 한다.
셀의 75%만 사용하고 25%는 안전마진으로 사용하는 것이 핵심이다.

쉐보레볼트도 35%는 안전마진으로 쓴다.

랩톱형 원통형 셀을 사용하는 테슬라 로드스터와 LG의 중대형 리튬이온폴리머전지를 사용하는 쉐보레 볼트의 경쟁이 미국시장에서 이제 시작되었다.

(이어서)








5 comments:


  1. 박철완씨가 칼럼을 쓰고 있는 줄은 몰랐네요...

    새 책도 나온다니, 조금 더 기둘려야 할듯..

    칼럼은 시간을 내고 읽어 봐야겠습니다.



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    1. 저도 최근에 관련 칼럼들을 봤는데, 이차전지에 관한 일반 기사나 애널들 보고서와는 급이 다르네요.

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  2. 박철완 박사님이 참 좋은글을 많이 써주시는거 같습니다.

    요약 감사합니다, 저도 한번 읽어 봐야겠내요

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  3. 대형 전지는 폭발시 더큰 사고가 난다고 하더군요, 그래서 큰 배터리를 쓰기가 위험하다고 알고 있습니다

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    1. 네. 이차전지에 관심이 있으면 꼭 읽어볼만할 책이고 글들이라고 생각합니다.

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