제너럴모터스와 MIT 스핀오프 기업인 SES(SolidEnergy Systems)가 현재 리튬이온 배터리보다 용량이 2배인 차세대 얼티움(Ultium) 배터리 계약 체결을 발표했다. 양사는 2023년까지 배터리 대용량 버전을 시작하기 위해 생산 라인을 가진 거점을 건설할 계획. 앞으로 제품화에 성공하면 전기 자동차에 탑재할 수 있는 배터리 용량이 늘어나 항속거리도 크게 늘어날 수 있다.
얼티움 배터리는 GM이 개발하는 리튬 금속 전지. 리튬 금속 전지는 음극 재료에 탄소가 아닌 금속 리튬 재료를 이용해 더 가볍고 높은 출력을 얻을 수 있는 게 특징이다. 하지만 리튬 금속 전지는 충방전을 반복해 가시 모양 리튬 금속이 석출, 세퍼레이터를 뚫고 양극과 단락을 일으켜 발화 같은 문제를 일으키는 등 몇 가지 치명적 단점으로 인해 오랫동안 실용화될 수 없었다.
SES는 이 문제에 대해 덴드라이트 석출을 억제하는 동시에 낮은 저항에서 불연성 액체 전해질을 이용해 해당 기술을 개발했다. 또 기존 리튬 금속 전지를 80도까지 온도를 올린 상태가 아니면 기능하지 않는 곳을 상온에서 작동 가능하도록 전극 재질 연구를 더했다. 이런 고도를 제어하는 AI를 탑재한 배터리 관리 소프트웨어를 개발하고 기존 리튬이온 배터리 절반 크기에 상응하는 용량을 갖게 하는 게 가능하다는 것이다.
GM은 2015년 SES에 출자하고 이후 긴밀한 협력 관계를 구축해왔다 또 GM도 자체 연구를 통해 49개 리튬 금속 전지 관련 특허를 보유하고 있으며 45건을 출원 중이다. 지난해 발표한 자체 리튬 금속 전지에 대해서도 이번 발표에선 초기 프로토타입이 15만 마일 시뮬레이션 테스트를 완료했다고 설명하고 있다.
마크 로이스 GM 사장은 차세대 얼티움 배터리 기술은 자동차용 배터리가 에너지 밀도와 비용 양쪽에서 전례 없는 발전을 이룰 것이라는 걸 확신한다며 이 분야는 여전히 개선 여지가 높으며 이를 다른 곳보다 빨리 혁신하겠다고 강조했다.
GM은 올해부터 1세대 얼티움 배터리와 얼티움 모터 기술을 탑재한 전기 자동차 크루즈 오리진(Cruise Origin)을 발표한 이후 캐딜락과 픽업트럭으로 변모한 험머 등 다른 브랜드 전기 자동차로 이어갈 예정이다. 이번 발표 이후 2세대 얼티움 배터리 등장은 몇 년 뒤가 될 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.