NCM 배터리를 통한 차량 배터리 원가 절감

 NCM(Nickel-Cobalt-Manganese) 배터리는 리튬 이온 배터리의 일종으로, 니켈, 코발트, 망가니즈를 주요한 양극재로 사용합니다. 이 배터리는 높은 에너지 밀도와 충전 효율성을 제공하여 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템에 널리 사용됩니다.

 

NCM 배터리의 특징

1. 높은 에너지 밀도를 갖고 있기 때문에 NCM 배터리는 높은 에너지 밀도를 제공하여 긴 주행 거리를 가능하게 합니다.
2. 우수한 충전 효율성을 갖고 있습니다. 충전 과정에서 발생하는 에너지 손실을 최소화하여 효율적인 충전을 실현합니다.
3. 상대적으로 저렴한 원재료를 갖고 있습니다. 가장 큰 특징입니다. 다른 배터리 계열 보다 비용이 저렴합니다. 니켈, 코발트, 망간의 상대적으로 저렴한 가격으로 배터리의 원가를 낮출 수 있습니다.

 

NCM 배터리의 구조와 동작 원리

 NCM 배터리는 양극(Positive electrode), 음극(Negative electrode), 전해질(Electrolyte)로 구성되어 있습니다. Nickel, Cobalt, Manganese의 비율에 따라 NCM 111, NCM 532, NCM 622 등 다양한 구성이 가능합니다. NCM 배터리는 충전 시 양극에서 리튬 이온이 방출되어 음극으로 이동하고, 방전 시 음극에서 양극으로 이동하여 전력을 공급합니다. 세부 각 구성품의 기능은 다음과 같습니다.

 양극 (Positive electrode)에서는 Nickel, Cobalt, Manganese과 리튬이온을 함께 포함한 재료로 구성되며, 리튬 이온이 충전되고 방출됩니다. 음극(Negative electrode)은 탄소 기반 물질인 그래핀(Graphene) 등이 사용되며, 리튬 이온의 이동을 가능하게 합니다. 전해질(Electrolyte)은 유기 용매와 리튬 염화물이 사용되며, 양극과 음극 사이에서 리튬 이온의 이동을 중재합니다. 액체 전해질의 특성을 갖고 있기 때문에 전기차의 대표적인 단점인 외부 충격으로 인한 화재 위험성을 갖는 단점을 갖고 있습니다.
 

NCM 배터리의 최근 발전 동향

 현재까지 NCM 배터리의 구조와 화학 성분을 최적화하여 에너지 밀도를 높이고 충방전 효율을 향상하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. Cobalt 사용을 줄이거나 대체하는 연구도 진행되어 경제적이면서도 환경 친화적인 배터리 개발이 이루어지고 있습니다. 중국산 저가 LFP 대비 고가이기 때문에 NCM 배터리가 채택되는 차량 구매가가 높은 것이 현실입니다. 지속적인 연구개발은 있지만 더 이상의 가격 절하는 한계가 있어 보이며, 전기차 시장의 게임 체인저인 전고체 배터리가 등장하게 되면 현재의 시장 점유율이 변화될 것으로 예상됩니다.