PHEV용 리튬 이온 배터리

[미래환웅]

하이브리드 전기자동차와 같은 자동차용 리튬 이온 배터리를 생산하고 있는 히타치(Hitachi) 주식회사 및 히타치 비클 에너지(Hitachi Vehicle Energy) 주식회사는 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV, plug-in hybrid electric vehicle)용으로 사용할 새로운 리튬 이온 배터리를 개발하였다. 2010년 봄을 시작으로, 샘플 제품을 일본 및 해외 자동차업체에 송부하기 시작할 예정이다.

새로 개발된 셀은 지금까지 히타치사가 개발했던 하이브리드 차량용 리튬 이온 배터리보다 용량이 4~5배 높은 25Ah의 용량을 보이고 있다. 에너지밀도는 120Wh/kg이며, 출력밀도는 2,400W/kg이다. 셀은 내부단락을 방지하고 안정성을 극적으로 향상시키는 열 저항성 세퍼레이터(heat-resistant separator)를 채택하고 있다. 이번 새 배터리에 채용된 열저항성 세퍼레이터는 세라믹 세퍼레이터 기술을 기반으로 하여 자동차용으로 특별히 설계되고 개발된 것이다.

더 큰 배터리 크기를 수용하기 위해, 구조분석 및 진동분석을 포함한 시뮬레이션 기술을 사용하여 배터리의 강도를 증대시켰으며 컬렉터 구조도 향상시켰다. 히타치 연구소 및 기계공학 연구소와 함께 히타치사는 기존 유닛보다 신뢰성 수준이 높은 배터리 구조를 달성하였다.

2000년 히타치그룹은 전세계에서 처음으로 안전하고 고성능의 내구성 높은 자동차용 리튬 이온 배터리를 대량생산하기 시작하였다. 그 이후로, 현재까지 누적으로 90만 셀을 시장에 공급하여 왔으며 주로 상업용 하이브리드 버스 및 트럭뿐만 아니라 전철 등의 용도로 이용되었다. 오늘날 시장에 유통되고 있는 리튬 이온 배터리는 자동차 분야뿐만 아니라 그 응용범위를 확장하게 될 것이며, 히타치그룹의 핵심사업 분야인 사회혁신 비즈니스(Social Innovation Business)에도 응용될 것이다. 철로의 경우, 건설, 산업장비, 전력 저장장치 및 다른 산업부분 등을 예로 들 수 있다.

히타치 오트모티브 시스템즈(Hitachi Automotive Systems)사가 자동차용 리튬 이온 배터리의 마케팅을 담당하게 될 것이다. 히타치는 또한 PHEV 리튬 이온 배터리를 1차 국제 전지 박람회(1st International Rechargeable Battery Expo)에 전시할 예정이며, 본 박람회는 2010년 3월 3~5일 동안 도쿄 빅 사이트(Tokyo Big Sight)에서 개최될 예정이다.

히타치의 개발활동들은 일본의 신에너지 산업기술종합개발기구인 NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization)와 연구계약 결과물 중 일부를 이용하였다. 히타치는 1992년부터 NEDO 및 일본 경제산업성(Japanese Ministry of Economy, Trade and Industry)에 의해 추진되어 온 대규모 리튬 이온 배터리와 관련된 국가 프로젝트에 참여하여 왔으며, 가능한 빠른 시일 내에 연구결과의 실용화를 위해 지속적인 노력을 기울일 것이다.