2020.05.07 맥스웰의 건식전극 코팅 기술 효과
[삼성증권 장정훈] 테슬라 배터리데이 Preview

일론 머스크는 지난 1월말 19 년 4 분기 실적 설명회를 통해 테슬라의 지난해 5 월 맥스웰의 인수가 매우 중요한 퍼즐 조각이 될 것이고 언급한 바 있다 . 맥스웰은 전력 밀도가 높고 작동 수명이 길며 충방전 속도가 매우 빠른 슈퍼캐패시터를 제조하는 회사이긴 하지만 테슬라의 관심은 제조원가를 개선할 수 있는 맥스웰의 건식 전극 (DBE:Dry Battery Electrode) 코팅 기술 에 있는 것으로 보인다 .


기존 전극 공정에서 쓰이는 용매는 Solvent라는 화학적 용매가 쓰이는 습식 전극 코팅 방식을 택하다보니 전극 코팅이 이뤄질 때까지 물리화학적 변형의 우려도 있고, 무엇보다 전극 공정에서 Solvent를 날리는 과정에서 시간 비용을 무시할 수 없었다. 맥스웰 DBE 코팅 기술은 Solvent 대신 건식 파우더로 혼합한 후 필름형태로 만들고 이를 집전체에 바로 올리는 것이다. 맥스웰은 이를 통해 전극을 기존 방식보다 더 두텁게 만들 수 있어서 셀의 에너지밀도를 기존 보다 20~40% 늘어난 kg당 300Wh까지 개선시킬 수 있다고 주장했다. 그리고 Solvent를 날려야 하는 건조 공정을 생략해 공정비용도 감소시킬수 있다고 보았다.


Maxwell의 논문에 따르면 자체 건식전극 코팅방식을 적용할 경우 습식 방식 대비 

① 에너지 밀도를 200~250Wh/kg->300Wh/kg까지 더 높일 수 있고, 

② 2배의 수명 개선 효과가 있으며, 

③ Solvent(용매) free 공정을 통해 생산성을 크게 높일 수 있어 원가 절감 효과가 큰 것으로 분석된다. 

이를 통해 테슬라가 배터리 가격을 내연기관차와의 Price parity로 알려진 kWh당 $100 수준을 달성할 수 있을지에 대한 관심이 쏠리고 있다. 한편으로는 중국 CATL과의 협업으로 LFP(리튬인산철) 배터리로 가격 경쟁력과 장수명(100만mile(약 160만km))을 확보하고 부족한 주행 성능은 Cell-to-pack 기술을 적용해 최대한 끌어올릴 가능성도 있다. 

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