Daimler Trucks는 내구성을 개선하고 승용차 업계와의 희소한 원자재 확보 경쟁을 줄이기 위해 니켈과 코발트가 없는 배터리 화학으로 전환하고 있다.

Daimler는 중국 기업 CATL과 파트너십을 통해 개발한 리튬인산철(LFP) 배터리를 차량에 점진적으로 도입할 것이다. 철과 인산염은 다른 배터리 소재에 비해 비용이 훨씬 낮고 채굴도 쉽다.

Guidehouse Insights의 애널리스트 Sam Abuelsamid는 “두 소재 모두 저렴하고 매장량이 풍부하며 전기차 도입이 증가하면서 배터리 공급망에 관한 압박 완화에 확실히 도움이 될 것”이라고 전망했다.

Daimler는 트럭 브랜드 Freightliner와 Western Star의 독일 모회사로서 지난 월요일 IAA 하노버 상용차 박람회(IAA Transportation 2022)에서 유럽 시장에 출시할 장거리 전기차를 처음 공개하며 이러한 계획을 발표했다.

Daimler Truck의CEO Martin Daum은 “Tesla나 하이엔드 모델만이 아닌 전체 승용차 시장이 배터리 전기차로 전환된다면 원자재 확보 경쟁이 발생할 것이 우려된다”며, “이러한 경쟁은 높은 가격으로 이어진다”고 언급했다.

그는 차량 배터리에 사용되는 가장 희소한 소재인 니켈과 코발트를 제거하면 비용이 감소한다고 설명했다. BloombergNEF에 따르면 LFP 배터리 전지는 니켈 망간 코발트(NMC) 전지에 비해 비용이 약 30% 낮다.

Abuelsamid는 “LFP 배터리는 비용이 훨씬 낮고 내구성과 안전성도 우수해 다양한 용도, 특히 상용차에 대한 전망이 매우 높다”고 분석했다.

Freightliner기타Daimler 브랜드는 현재 니켈과 코발트는 물론 리튬과 망간에 의존하는 NMC 화학을 적용하고 있다.

에너지 밀도가 핵심

니켈과 코발트를 사용하는 NMC 배터리는 에너지 밀도가 높기 때문에 승용차 업계 중 다수는 이 화학을 고수할 것으로 보인다. Daum은 이러한 배터리가 소형 차량에서는 항속거리를 더욱 늘릴 수 있다고 언급했다.

하지만 승용차 업계에서도 특히 일부 엔트리 모델에 LFP 배터리를 도입하고 있다고 Abuelsamid는 지적했다. 예컨대 Tesla는 중국에서 제조하는 일부 차량에LFP 기술을 사용하기 시작했다.

Abuelsamid는 “대부분의 제조사들이 LFP를 일부 용도에 채택하면서 2020년대 후반에는 LFP가 EV 배터리 시장의 1/3 이상을 차지할 것으로 예상한다”고 분석했다.

Tesla 외에도 Volvo와 Ford가 LFP 배터리를 차량에 도입할 계획이다.

Daum은 이러한 기술이Freightliner 전기 트럭 등 대형 상용차에 합리적이라고 언급했다. 이러한 트럭들은 LFP 화학의 낮은 에너지 밀도를 보상할 수 있는 큰 배터리 공간을 보유하고 있다.

하지만 기술 발전으로 두 배터리의 격차는 더욱 줄어들 수 있다. Abuelsamid는 셀투팩(cell-to-pack) 아키텍처로의 전환이 예상되므로 배터리 내 모듈 구조가 사라져 LFP 화학의 낮은 에너지 밀도를 극복할 수 있을 것이라고 전망했다.

그는 셀투팩 아키텍처에서는 에너지 저장 활물질의 양이 두 배로 증가해 배터리팩의 70~80%를 차지할 수 있기 때문이라고 설명했다. Daum에 따르면 LFP는 수천 번의 주기 이후에도 동일한 수준의 열화를 겪지 않기 때문에 수명도 더 길다고 설명한다. LFP가 더욱 낮은 온도에서 가동되어 화재 가능성이 낮기 때문에 업계에서는 LFP 배터리가 더욱 안전하다는 의견이 많다.

차급별 전략

전동화 전문가 겸 Boston Consulting Group의 파트너 Nathan Niese는 차급별로 사용하는 배터리 기술이 달라지기 시작했다고 밝혔다.

그는 고급 차량들은 배터리 혁신의 경계를 넓히고 니켈 함량이 높은 최신 배터리를 제공할 것이라고 분석했다. 중간 단계의 차량들은 빠른 충전에 집중해 니켈 함량이 높은 배터리나 LFP 배터리를 탑재하는 한편, 엔트리 모델들은 항속거리에 비해 가격 경쟁력이 높은 LFP 또는 나트륨 이온 화학 배터리를 제공할 것이라고 내다봤다.

Niese는 승용차 시장 규모가 압도적으로 크고 전기차를 처음 도입했다는 이점이 있으므로 상용차 제조사 등 후발주자들이 조달 문제를 겪을 수 있다고 설명했다.

Daimler는 M-Benz Trucks 《eActros Long Haul》 Class 8 트럭 공개 시점에 배터리 전략 변화를 발표했다.

이 모델은 2024년 양산 시점에 신규 LFP 배터리를 탑재할 것이다. M-Benz Trucks를 소유한 Daimler는 이 모델이 약482km의 항속거리를 제공할 것이라고 밝혔다.

Daimler는 유럽에서 동 모델을 판매할 계획이지만 동 배터리 및 다른 기술은 향후 Freightliner 《eCascadia》에 도입될 수 있다고 Daum은 설명했다.

그는 “모든 플랫폼에서 최대의 공용화(commonality)를 모색하고 있다”고 언급했다.