중국 배터리업체 CATL이 지난 3월 발표한 셀 투 팩 배터리 기술의 3세대가 2023년 출시될 것이라고 prnewswire가 보도했다. 3월 발표 당시 CATL 은 양산 준비가 됐으며 4680 셀 배터리 팩을 능가하며 4월 출시 예정이라고 했는데 예상보다 늦어진 것이다. 내부적으로 '키린(Qilin) 배터리'라고 부르는 것으로 셀 투 팩 기술이 동일한 셀 화학 및 배터리 팩 크기로 4680보다 파워가 13% 더 높다고 한다. 모듈과 과도한 케이블이 없으며 조립하기가 쉽고 빠르며 저렴하다는 것이 장점이라고 한다.

1회 충전 주행거리는 1,000km 이상으로 볼륨 기반 사용 효율에 대한 새로운 기록을 72 % 이상으로 설정했다고 한다. 즉, 바로 설치할 수 있는 배터리 팩의 72%가 셀로 채워져 있다는 것이다. CATL이 2019년에 1세대 CtP(Cell to Pack) 기술을 도입했을 때 볼륨 사용 효율은 50%였다.

리튬인산철(LFP)과 NCM 셀 등 두 가지 변형이 있으며 코발트가 없는 LFP 버전의 경우, 160 Wh / kg의 중력 에너지 밀도와 290 Wh / l의 체적 에너지 밀도가 주어지며, NCM 버전의 경우 값은 각각 250 Wh / kg 및 450 Wh / l다.

CATL은 현재 가장 널리 퍼진 셀 투 팩 시스템인 BYD의 블레이드 배터리의 값을 약간 초과한다고 밝혔다. 중력 에너지 밀도가 BYD 블레이드 배터리는 140 Wh/kg인데 비해 CATL 의 LFT 배터리 셀은 현재 장거리 버전에서 150 Wh/kg에 달한다고 한다.

높은 에너지 밀도 외에도 셀 투 팩 기술의 장점은 간단한 구조에 있다. 배터리 모듈이 생략되기 때문에 추가 배선을 분배할 수 있을뿐만 아니라 배터리도 설치가 더 쉽고 저렴하다. 모듈의 수동 재료가 생략되기 때문에, 활성 물질을 동일한 팩 크기에 설치할 수 있으며, 이는 궁극적으로 동일한 셀 기술로 팩 레벨에서 더 높은 에너지 밀도로 이어진다.

셀 투 팩3.0에서는 팩의 내부 크로스 멤버, 액체 냉각용 플레이트 및 열 전도성 패드가 다기능 중간 층으로 통합된다. 층간에는 셀의 변화를 유연하게 수용하고 수명주기 동안 배터리 신뢰성을 향상시키도록 설계된 마이크로 미터 브리지가 있다고 한다. 고전압 커넥터 및 열 폭주를 위한 보호 통풍구와 같은 다양한 구성 요소가 재배열되어 설치 용량이 6% 향상된 것도 특징이다.

냉각 요소는 이웃 셀 사이에 배치되며, 이는 열 전달 표면을 네 배로 증가시켜 셀이 극한 상황에서 신속하게 냉각되고 개별 세포 간의 열전도를 방지한다는 설명이다. 이는 안전성을 향상시킬뿐만 아니라 결함이 있는 셀이 너무 뜨거워지는 경우 높은 속도로 충전할 수 있다. CATL은 10 분만에 80 %를 충전할 수 있다고 한다.

높은 에너지 밀도 외에도 간단한 구성도 장점이다. 배터리 모듈이 생략되기 때문에 추가 배선을 분배 할 수 있을뿐만 아니라 배터리도 더 쉽고 저렴하게 설치할 수 있다. 모듈 피복 및 제어의 수동적 재료가 생략되기 때문에, 더 많은 활성 물질이 동일한 팩 크기로 설치될 수 있으며, 이는 궁극적으로 동일한 셀 기술로 팩 레벨에서 더 높은 에너지 밀도로 이어진다.

CATL은 셀 투 팩 3.0을 어느 업체에게 공급할지는 공개하지 않았다. 지난 3월 발표 당시 LFP타입의 고객이 테슬라일 수 있다고 중국 포털 PushEV가 추측한 바 있다. 다만 차이나데일리는 6월 23일 중국 리 오토(Li Auto)가 CATL의 3세대 셀 투 팩 배터리셀을 사용할 것이라고 보도하고 있다. CATL은 이미 모델 3 및 모델 Y의 기본 변종에 대한 LFP 셀을 공급하고 있다. 현재 이 배터리는 125Wh/kg다. 테슬라가 실제로 160 Wh/kg의 셀 투 팩 배터리를 설치한다면 에너지 밀도는 28 % 증가한다.
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