향후 5년간 1차 전지의 미래: 넓은 작동 온도 범위가 부가 기능에서 필수 기능으로 변모하는 이유
글로벌 에너지 전환과 스마트 기기의 지속적인 확산이라는 두 가지 요인에 힘입어 리튬 배터리 시장은 심오한 가치 구조 변화를 겪고 있습니다. 이러한 꾸준한 성장의 이면에는 광범위한 온도 범위에서의 성능 발휘가 시장 진입을 위한 필수 조건으로 빠르게 진화하고 있다는 점이 있습니다.
최근 몇 년간 리튬 이온 배터리의 세계 시장은 꾸준히 성장해 왔습니다. 마이크로 전자 시스템용 전력 솔루션의 주요 공급업체인 파워 글로리(Power Glory)는 적용 분야가 소비자 가전에서 산업 및 자동차 분야로 전환됨에 따라 극한 온도 환경에서의 배터리 신뢰성에 대한 수요가 급증하고 있음을 확인했습니다. 기존 CR 시리즈 코인 셀은 일반적으로 -20°C에서 70°C 범위에서 작동합니다. 이는 소비자 가전 시대에는 충분했지만, 자동차 전자 장치, 실외 IoT 기기, 산업용 센서와 같은 새로운 응용 분야에서는 한계가 있습니다. 온도가 이 표준 범위를 벗어나면 내부 저항이 급증하고 방전 효율이 급격히 떨어집니다.
최근 몇 년 동안 우리나라의 리튬 배터리 수출은 물량과 금액 모두에서 뚜렷한 동시 성장세를 보였으며, 수출액 증가율이 물량 증가율을 앞지르고 있습니다. 이는 고급 제품의 시장 점유율이 높아지고 있음을 분명히 보여주는 지표입니다. 일반적인 1차 리튬 배터리 제품이 국제 시장에서 점유율을 유지하려면 해외 브랜드와 기술 사양 면에서 정면 승부를 펼쳐야 하며, 특히 광범위한 온도 범위에서 작동할 수 있는 능력이 이 경쟁에서 가장 중요한 요소입니다.
광범위한 온도 범위에서의 성능이 부가가치에서 필수 요소로 전환되는 것은 여러 최종 시장 부문의 동시다발적인 움직임에 힘입은 것입니다. 신에너지 자동차, 산업용 IoT, 에너지 저장이라는 세 가지 핵심 응용 분야의 강력한 수요에 힘입어 온도 적응성은 더 이상 타협할 수 없는 필수 요건이 되었습니다.
신에너지 자동차에 탑재되는 TPMS(타이어 공기압 모니터링 시스템)는 광범위한 온도 범위에서 작동하는 배터리의 가장 대표적인 적용 사례 중 하나입니다. 타이어 내부에 장착된 TPMS 센서는 영하 40°C까지 떨어지는 극한의 추위가 있는 중국 동북부 지역에서 안정적으로 작동해야 할 뿐만 아니라, 여름철 고속 주행 시 타이어 내부 온도가 최대 125°C까지 상승하는 상황에도 견뎌야 합니다.
산업용 사물 인터넷(IIoT)은 차원이 다른 과제를 제시합니다. 혹독한 여름 햇볕에 노출되는 교량의 구조물 건전성 모니터링 장비와 전천후 옥외 교통 모니터링 센서부터 추운 지역의 창고 및 물류에 사용되는 전자 추적 단말기에 이르기까지, 모든 장치는 매우 넓은 온도 범위에서 안정적으로 작동해야 합니다.
더욱이, 전 세계 재생에너지 설치 용량이 지속적으로 증가함에 따라 에너지 저장 시스템용 광범위 온도 범위 배터리에 대한 수요가 가속화되고 있습니다. 옥외 에너지 저장 시스템은 극한의 추위부터 극심한 더위까지 다양한 환경에서 작동하기 때문에, 넓은 온도 범위에서의 성능은 시스템의 가용성과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
파워 글로리의 기술 혁신
기술적인 관점에서 볼 때, 파워 글로리의 광범위 온도 범위 배터리 개발은 단순한 배합 조정에 그치지 않고, 전해질 최적화, 전극 소재 개선, 밀봉 구조 설계 등 일련의 체계적인 혁신을 포함합니다.
당사는 광범위한 온도 범위 응용 분야에서 탄탄한 기술적 기반을 구축했습니다. 당사의 독자적인 CR-HT 시리즈 리튬-망간 코인 셀은 -40°C에서 125°C에 이르는 초광범위한 작동 온도 범위를 자랑하며, 고온 성능 저하율은 업계 평균보다 낮고 연간 자가 방전율은 1% 미만입니다.
파워 글로리에게 있어 이는 도전이자 기회입니다.
과거에는 광범위한 온도 범위에서 작동하는 배터리가 단지 몇몇 고급 제품에만 적용되는 기술적 특징에 불과했습니다. 하지만 오늘날 스마트 기기는 북극의 혹독한 설원에서부터 적도 지방의 뜨거운 열기, 교통 체증으로 북적이는 고속도로에서부터 사물 인터넷 시대의 상호 연결된 스마트 공장에 이르기까지 지구 곳곳에 보급되었습니다.
현재 시점에서 돌이켜보면, 광범위한 온도 범위에서 작동하는 기능이 선택 사항에서 필수 요건으로 바뀌었다는 것은 부인할 수 없는 사실입니다. 파워 글로리에게 있어 이는 도전이자 기회입니다.
