[99뉴스]현대차 아이오닉5, 배터리 화재 가능성은?

발행일 2021-02-24 16:59:17
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현대차가 지난 23일 선보인 자체 전기차 플랫폼인 E-GMP 기반의 첫 전기차 아이오닉5가 공개 직후 주목받고 있다.

경쟁 차량인 테슬라 모델Y에 비해 넓은 실내 공간과 빠른 배터리 충전속도, 전기차 보조금을 받을 경우 3000만원대로 가격이 낮아진다는 점 때문에 아이오닉5에 대한 세간의 관심이 커진 상태다.



아이오닉5에 들어간 배터리도 관심사다. 기존 현대차 전기차량에 LG화학 배터리를 넣었다면 이번엔 SK이노베이션 제품을 택했다. 현대차는 아이오닉5에 ‘하이니켈 배터리’를 탑재했다. 하이니켈 배터리는 니켈 비중이 80% 이상인 양극재를 탑재한 배터리로, SK이노베이션이 현대차에 납품하는 배터리는 니켈과 코발트, 망간 함유량이 8:1:1인 NCM 811배터리다.

배터리의 성능은 양극활물질의 적합한 조합을 통해 완성된다.  활물질를 어떻게 배합하는지에 따라 저장되는 전자의 수가 달라지고 배터리의 용량과 전압이 달라진다. 니켈은 고용량과 관련 있고, 망간과 코발트는 안전성과 관련있다. 니켈의 함량이 많아지면 리튬층으로 들어올 수 있는 리튬의 개수가 다른 금속과 비교해 2배 이상 많아진다.

니켈 비중을 높일 수록 에너지 밀도가 높아져 전기차의 성능이 개선된다. 또 배터리 원료 중 가장 원가가 높은 건 코발트인데, 그 함량을 낮추는 대체물질로 니켈이 떠올랐다. 하이니켈 배터리는 생산 원가가 저렴해지는 장점도 있다. 전기차의 진입 장벽 중 하나인 높은 가격 문제를 해소할 수 있게 되는 것이다.

NCM은 배터리 용량과 수명이 우수한 반면, NCA는 출력이 우수하다. 니켈 함량이 80%를 넘어가면서 충·방전시 결정구조가 불안정하여 수명이 저하되기 쉽다. SK이노베이션은 아이오닉5에 탑재된 하이니켈 배터리의 화재 가능성을 최소화하기 위해 세라믹 코팅 분리막 품질을 한 단계 개선했다고 한다. (사진=포스코)


하지만 니켈 비중을 높이면 배터리의 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 하이니켈 배터리가 장시간 공기에 노출되면 불순물이 형성되고 부식될 수 있다. 배터리 내 잔류한 리튬은 가스를 발생시켜 폭발을 일으킬 수 있다. 하이니켈 배터리는 구조적 불안정성 등으로 인해 수명이 짧다는 단점도 있다.

NCM 811 배터리를 탑재한 아이오닉5가 안정성까지 확보했는지는 아직 미지수다. 다만 SK이노베이션에 따르면 하이니켈의 화재 가능성을 최소화하기 위해 ‘세라믹 코팅 분리막’의 품질을 한단계 개선했다고 한다. 또 최대 주행거리를 의도적으로 낮춰 안정성을 끌어올렸다는 추정도 나온다.

SK이노베이션의 분리막은 계열사인 SK아이이테크놀로지가 생산한 제품이 탑재된다. CCS는 내열성과 관통성을 크게 개선한 제품으로 배터리의 온도가 높아져도 단락이 발생하지 않아 화재의 위험이 적다. 머리카락 25분의 1 수준인 4 마이크로미터 두께인데 내구성이 우수하다는 평이다.

현대차가 아이오닉 5의 성능과 안전성 '두마리 토끼'를 모두 잡을 수 있을지 완성차와 배터리 업계의 관심이 쏠리고 있다. 현재 현대기아차는 글로벌 전기차 시장에서 약 7%의 점유율을 갖고 있다. 테슬라와 폭스바겐, 르노·닛산·미쓰비시 얼라이언스에 이어 글로벌 4위다. 3위와의 격차는 1% 안팎인데, 폭스바겐과의 격차는 5% 가량 벌어진 상황이다.

이런 가운데 아이오닉 5는 가격과 성능면에서 전기차 구매를 망설이는 소비자의 구미를 당길 것으로 예상된다. 개별 소비세 혜택과 구매 보조금을 합할 경우 3000만원 후반대에 구매할 수 있어 가성비가 우수하다는 평이다. 아이오닉 5의 트림은 2개로 익스클루시브가 5000만원대 초반, 프레스티지가 5000만원대 중반이다.

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