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전기차에도 세대차이가 있다고?
2020.07.23
주행거리를 비롯한 성능이 발전하며 미래 모빌리티로의 기대를 한 몸에 받고있는 전기차. 2040년에는 전세계 승용차의 30% 이상이 전기차가 될 거라는 전망이 있을 정도입니다. 오늘 포스코케미칼 스토리에서는 이렇게 핫!한 전기차의 세대 구분에 따라 그 발전 역사와 미래 모습을 짚어봅니다.

서울에서 대전까지... 1세대 전기차

이전과 확실히 다른 새로운 기술과 제품을 나눌 때 우리는 세대(Generation)라는 말을 사용합니다. 날이 갈수록 발전을 거듭하고 있는 전기차의 세대는 어떤 기준으로 구분하는 것일까요? 전기차에 여러가지 중요한 성능이 있겠지만, 보통은 1회 충전시의 주행거리로 나누는 것이 일반적입니다. 이런 구분은 배터리의 핵심 성능인 용량, 에너지 밀도와 큰 관련이 있습니다.

그리고 포스코케미칼이 이런 배터리의 핵심 성능을 결정하는 주요 소재인 양극재, 음극재를 생산하며 기술 발전의 중심에 서 있습니다.

서울에서 대전까지... 1세대 전기차

(주행거리 200Km까지)

  • 1세대 전기차 대표모델 EV1 (출처 : Google)
1996년 1월, 미국 제너럴모터스(GM)은 세계 최초로 순수 전기차 양산 모델인 EV1을 선보입니다. 1회 충전에 주행거리는 160Km 내외, 서울에서 대전까지 겨우 갈 수 있는 수준이었습니다. 물론 한국에는 수입이 안되었지만, 출퇴근용이 아니라면 사용이 어려웠을 듯 합니다.

EV1은 1990년 캘리포니아주에서 무공해 자동차 판매를 의무화하는 규제 법안이 생겨나며 출시된 자동차이기도 합니다. 자발적으로 태어난 것은 아니지만, 가벼운 알루미늄 프레임에 마그네슘이나 경량 강화 플라스틱 등의 소재를 사용하며 지금도 꽤나 혁신적으로 느껴지는 기술이 집약된 자동차라 할 수 있습니다. 하지만 자동차 회사들의 소송으로 의무 생산 법안이 폐기되고 하이브리드 등으로 친환경차 사업 방향이 바뀌며 아쉽게도 짧은 생을 마감하게 되었습니다.

이후 여러 자동차 메이커들이 전기차 생산에 도전하지만, 1세대 전기차는 배터리의 비싼 가격과 낮은 에너지 밀도로 인해 대체로 주행거리는 150~200Km에 머무는 실험적이고 제한된 교통수단으로 여겨져 왔습니다. 국내에서는 현대차가 2016년 출시한 아이오닉 일렉트릭(주행거리 200Km), 2017년 출시된 기아의 쏘울 EV, 르노삼성의 SM ZE(213Km) 등이 1세대 전기차로 분류됩니다.

180년 전에도 전기차가 있었습니다. 

  • 1832년 발명된 원유전기마차
사실, 전기차는 내연기관보다 역사가 깁니다. 양산용 모델은 아니었지만, 전기차의 조상 정도는 될것 같습니다. 1885년 독일 발명가 칼 벤츠(Carl Benz)가 내놓은 모델, 1832년 스코틀랜드의 로버트 앤더슨이 발명한 원유전기마차 등이 내연기관보다 앞선 전기차입니다. 속도는 느리지만 냄새가 적고 운전이 편해 여성들에게 인기가 있었고, 가격도 매우 비싸 상류층만이 이용할 수 있었다고 합니다.

하지만 포드가 내연기관 자동차인 ‘모델T’를 시장에 내놓고 원유가 대량으로 발견되면서, 내연기관 자동차가 곧 시장을 평정했고, 전기차는 설 자리를 잃어 버리게 됩니다.

서울-부산 한번 쉬어 갑니다… 2세대 전기차

(주행거리 200~500Km)

  • 쉐보레 볼트 EV (출처 : 판매사 홈페이지)
2016년 하반기부터 출시되기 시작한 전기차는 초기 전기차에 비해 큰 발전을 보입니다. 300Km 이상까지도 주행이 가능한 현대차의 코나 일렉트릭(406Km), 기아차의 쏘울 부스터 EV(386Km), GM의 쉐보레 볼트(383Km), 2019년 출시된 르노삼성 조에(395Km)등이 이에 해당합니다. 주행거리가 늘었지만 서울에서 부산까지 456Km를 가려면 중간에 한번은 충전이 필요합니다. 혹시라도 에어컨이나 히터를 켜야 한다면, 더 줄어들 수도 있습니다. 충전시간도 약 40분정도로 꽤 긴 편이었습니다. 아직 부족함이 있지만 전기차 효율을 향상시키려는 오랜 동안의 기술 발전 노력과 원가 절감이 결합되었기 때문에 가능했던 발전입니다. 그리고 이렇게 축적된 기술은 다음 전기차 세대를 열어갈 동력이 되었습니다.

이젠 해볼만 하다... 3세대 전기차

(주행거리 500Km~600Km)

  • GM의 3세대 전기차이자 자율주행차인 크루즈 오리진 (출처 : EV포스트)
GM은 올 3월 EV 위크에서 새롭게 개발한 얼티엄 배터리와 이를 동력원으로 삼는 3세대 전기차 플랫폼을 공개했습니다. 여기에 적용되는 배터리는 완전 충전시 640Km 이상도 주행이 가능하고 배터리 가격도 크게 낮췄기에 많은 기대를 받고 있습니다.
이렇게 자동차•배터리 회사들은 1회 충전에 500Km 이상 주행할 수 있는 3세대 전기차 출시를 서두르고 있습니다. 현대차, 폭스바겐 등 글로벌 자동차 메이커들도 앞다퉈 3세대 전기차 모델을 공개하고 있는데요. 특히 3세대 전기차에서는 전용 플랫폼을 활용해 엔진이 필요없이 더 많은 배터리를 탑재하고 효율적인 실내공간을 누릴 수 있게 됩니다.
편의성과 성능이 모두 뛰어난, 전기차의 대중화 시대가 열린다고 할 수 있습니다. 다가오는 3세대 전기차 시대가 되면 주행거리 등의 성능과 가격면에서 내연기관 자동차와의 본격적인 경쟁이 가능해지게 됩니다. 업계에서는 이르면 내년부터 출시가 시작될 것으로 전망하고 있습니다.

전기차의 미래, 포스코케미칼의 배터리 소재 기술로 열어갑니다.

  • (출처 : 자동차 및 배터리 업계 자료 등 종합)

전기차의 과거와 미래에는 포스코케미칼의 배터리 소재가 있습니다.

먼저 배터리에서 배터리 용량과 평균 전압을 결정하는 양극재. 포스코케미칼은 전기차용 하이니켈 NCM(니켈•코발트•망간 조성) 양극재를 생산합니다. 양극재에서 니켈 비중이 높을 수록 배터리의 에너지 밀도가 향상되어 전기차의 주행거리가 길어져 가장 중요한 소재로 여겨지고 있죠. 또 3세대 전기차에 적용되는 하이니켈 NCMA(NCM에 알루미늄을 첨가) 양극재를 개발해 상업생산 준비에도 나섰습니다.

리튬이온을 저장했다가 방출하며 배터리 수명과 충방전 성능을 결정하는 소재인 음극재. 포스코케미칼은 국내 최초로 천연흑연 음극재를 국산화하고 세계 최고 품질의 음극재 제품을 생산하고 있습니다. 장수명, 급속충전이 가능해 전기차에 주로 활용되고 있는 인조흑연계 음극재 사업에도 진출을 본격화했습니다.

이와 함께 하이니켈 양극재, 실리콘계 음극재 등 미래 배터리 소재 선행 개발과 높은 생산 효율성을 위한 공정 기술을 위해서도 노력을 기울이고 있습니다.



지금까지 전기차의 역사와 미래를 간략하게 알아봤습니다. 전기차는 내연기관보다 더 혁신적인 기술이 집약되고 힙한 디자인이 장점으로 여겨집니다. 앞으로 더 편리하고 성능이 뛰어난 전기차가 속속 출시되면서, 승차감과 하차감이 모두 좋은, 전기차들이 우리 마음을 설레게하고 삶을 편안하게 만들텐데요. 포스코케미칼 스토리는 앞으로도 더 많은 전기차 기술과 이야기로 여러분을 만나고 싶습니다.