전고체 배터리를 포함한 토요타의 EV 배터리 로드맵

토요타는 2022년 2년 연속 글로벌 시장에서 가장 많은 자동차를 판매한 제조사에 올랐다. 하지만, 하이브리드 파워트레인을 개척했음에도 불구하고 전기차에 대한 내부적인 회의론으로 인해, 전기차 개발에 속도를 높이지 못했다. 토요타 bZ4X, 렉서스 RZ450e 등 뒤늦게 전기차를 선보이고 있지만,EV 분야에 진출한 마지막 주요 자동차 제조업체 중 하나이다.

하지만, 새로운 CEO, 사토 고지가 취임한 이후, 토요타는 새로운 모델과 혁신적인 배터리 기술로 경쟁사를 따라잡겠다는 목표로 전기차에 대한 의지를 강화했다.

첫 번째 새로운 EV 중 하나는 2025년부터 켄터키주에 위치한 토요타의 조지타운 공장에서 생산될 예정이다. 3열 전기 SUV로 기아 EV9과 경쟁하는 모델이다. 토요타는 새로운 전기 SUV 생산을 통해 조지타운 공장의 고용인원을 5000명으로 늘릴 예정이다. 또한, 차세대 전기차에는 노스캐롤라이나주 리버티에 있는 자체 공장에서 생산된 배터리를 사용할 예정이다.



2030년까지 토요타는 노스캐롤라이나에서 매년 30GWh의 배터리를 생산할 수 있을 것이라고 전했다. 이는 80.0kWh 팩 375,000개로 전기파 생산을 위해서는 충분한 양으로, 10개 라인으로 분할해 EV 및 플러그인 하이브리드 등 다양한 크기의 팩을 생산할 계획이다. 하이브리드 모델을 위한 4개의 생산라인이 별도로 운영되며, 2030년 즈음에는 토요타의 라인업이 모두 하이브리드 파워트레인을 탑재할 것으로 보인다.

토요타는 2030년까지 토요타와 렉서스 브랜드 전반에 걸쳐 30개의 다양한 모델을 포함해 연간 350만 대의 EV를 생산하는 것을 목표로 하고 있다. 상당수의 제품이 미국 현지에서 생산될 예정이다.

토요타는 배터리 기술 향상도 추진 중이다. 첫 번째 진화는 올해 도쿄 모터쇼에서 선보인 토요타 FT-Se와 렉서스 LF-ZC 컨셉을 통해 공개한 내용으로, 높이를 크게 낮춘 초소형 고성능 차세대 리튬 이온 배터리 양산이다. 크리를 줄여 쿠페와 세단의 하부에 위치하는 배터리로, 토요타의 엔지니어들은 배터리 팩의 높이가 3.9인치에 불과할 것이라고 전했다. 크기를 줄여 차량의 하부가 아닌 측면에 탑재해 공간 활용성을 더 높인다는 계획이다.



더 저렴하고 공간 효율적인 배터리
새로운 고성능 배터리 팩은 2026년에 처음 사용될 예정이며, 토요타는 bZ4X의 배터리팩보다 생산 비용이 20% 저렴할 뿐만 아니라 약 20분 충전으로 80%까지 충전이 가능한 성능을 확보할 것이라고 밝혔다. 가장 큰 배터리 용량의 팩은 400마일, 약 640km 주행이 가능할 것으로 보인다.

또한, 저가형 모델을 대상으로 한 리튬-인산철-인산염 배터리(LFP) 배터리는 소재 개선과 혁신적인 양극 내부 설계를 통해 가격과 성능 모두 충족시키는 차세대 배터리팩을 출시할 예정이다. 기존의 단극 배터리는 별도의 음극과 양극 소재를 사용하는 반면, 특수 설계된 모듈애 음극과 양극을 결합해 공간 효율성을 높이고 에너지 밀도를 높였다. 토요타는 이 첫 번째 바이폴라 팩이 bX4X 배터리보다 40% 저렴하고 약 30분의 고속 충전 속도를 가질 뿐만 아니라, 약 500km의 주행가능거리를 제공할 것이라고 밝혔다.

2027년에는 고성능 양극 팩이 출시되어 리튬 이온 과 고니켈 음극으로 다시 전환될 예정이며, 토요타는 이 팩이 궁극적으로 약 830km의 주행거리를 제공할 것이라고 전망했다. 또한 고성능 배터리보다 10% 저렴하며, 최상의 조건에서 10~80% 재충전 시간은 20분에 불과하다고 전했다.





최종 목표는 전고체 배터리
그 외에도 토요타는 빠르면 2027년에 전고체 배터리를 도입할 계획을 밝혔지만, 출시 시기는 기존 목표보다 늦어진 상황이다. 전고체 배터리는 액체 전해질이 아닌 고체 전해질을 사용해 고전압과 온도에 대한 내성을 높이고 에너지 밀도를 향상시키며 무게를 줄인 배터리다. 하지만, 복잡한 구조와 높은 비용, 장기적으로 내구성이 낮다는 점을 해결해야 한다. 토요타는 자사의 1세대 전고체 배터리가 약 830km의 주행 거리를 목표로 하고 있으며, 최종적으로 1,000km 주행이 가능한 배터리 개발을 목표로 하고 있다.

토요타가 이러한 목표를 이행해 나간다면, 비록 지금은 후발 주자지만 다시 시장을 선도하기 충분한 기반을 확보할 수 있을 것으로 보인다. 2030년까지 30개 차종의 다양한 토요타 및 렉서스 모델 라인업에 걸쳐 연간 350만 대의 EV를 생산하겠다는 목표를 밝힌 만큼, 앞으로의 행보에 주목해야 할 것으로 보인다.


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