전기차 배터리의 "NCM" 이라는 의미는 무엇일까?

전기차의 연비를 결정짓는 최적의 원소조합을 찾아라 - NCM

 

전 세계적으로 자연 생태계의 존립과 지구 온실효과 상승을 저지하기 위해서 각 나라별로 내연기관차의

단종을 위해서 안간힘을 쓰고 있습니다.

 

디젤 연료와 가솔린 연료를 사용하는 내연기관차를 대체하기 위해서 자동차 제조사별로 전기자동차 개발이 한참인 가운데 전기차 배터리를 설명하는 단어 중 "NCM"이라는 단어를 흔하게 볼 수 있습니다.

NCM 111, NCM 622, NCM 811 등 여러 가지 단어로 불리는 걸 볼 수 있는데 이는 무슨 의미일까

한 번 알아보았습니다.

 

Kindel Media  님의 사진, 출처:  Pexels

전기차 배터리는 얼마나 경량화를 할 수 있는가와 에너지 밀도를 얼마나 극대화할 수 있는가가 핵심입니다.

배터리가 가벼워지면 가벼워질수록 그만큼 주행거리는 더 늘어날 수 있는 부분이고,

더불어서 에너지 밀도가 높아질수록 같은 중량 대비 더 효율적인 연비와 차값 안정화가 가능해지는

부분이죠.

 

에너지 밀도를 늘리기 위해서는 전기차 배터리에 들어가는 니켈의 함량을 최대한 많이 높여줘야 한다고 합니다.

 

여기서 니켈은 NIckel, 원소기호 28번으로 줄여서 "Ni"로 쓰고,

"Co"는 원소기호 27번 코발트, "Mn" 은 원소기호 25번의 망간으로

각 3개 원소의 앞머리 글자를 따와서 "NCM"이라고 부릅니다.

세 가지 원소다 양극재 성분으로, 이 양극재는 리튬이온 배터리의 용량과 출력 특성을 결정짓는

중요한 요소입니다.

 

앞서 언급된 NCM 111, NCM 622, NCM 811 이란 수치들은 니켈, 코발트, 망간의 혼합 수치를 의미합니다.

최초의 NCM이었던 "NCM111"은 니켈 1 : 코발트 1 : 망간 :1의 비율로 제작된 배터리를 의미합니다.

 

그러다 기술의 발전을 거치면서 니켈 6 : 코발트 2 : 망간 2와 같은 니켈의 함량을 높인 "NCM622"가 등장하게 되는데, 니켈 함량 수치가 60% 이상이 되면 하이니켈(high-nickel) 이라고 부른다고 합니다.

 

현존하는 NCM 전기차 배터리 기술은 NCM 811을 넘어서 NCM 9½½(구반반)으로 넘어가려 하는 추세이며 NCM 811, NCM 9½½(구반반) 개발 기술은 국내 기업인 삼성 SDI, LG에너지 솔루션, SK innovation

 세 군대의 회사가 독보적인 기술력으로 전기차 배터리 시장을 주름잡고 있는 상황입니다. 

 

니켈의 함량이 높아지면 배터리의 용량이 늘어나는 점과 원자재 값이 높게 책정되어 있는 코발트의 함량을 줄일 수 있는 큰 이점이 있지만,

니켈의 함량이 높을수록 배터리의 안정성 확보가 어렵다는 게 현재 인류가 뛰어넘어야 할 과제라고 합니다.