스카이 인베스트 | eVTOL 투자 연구소

  7편에서 현재 리튬이온 배터리의 한계를 다뤘습니다. 에너지 밀도 250~300Wh/kg, 사이클 수명 1,000~2,000회, 열폭주 위험. 이 숫자들로 eVTOL이 날 수는 있지만, 사업적으로 성립시키기에는 빠듯합니다. 항속거리가 짧고, 배터리 교체가 잦고, 안전 마진이 넉넉하지 않습니다. 그래서 차세대 배터리 기술이 중요합니다. 전고체(Solid-State), 리튬황(Li-S), 실리콘 음극(Silicon Anode) 등 차세대 기술이 실현되면 eVTOL의 경제성이 근본적으로 달라질 수 있습니다. 다만 여기서도 솔직하게 말해야 할 것이 있습니다. 저는 배터리 전문가가 아니므로 화학 반응 메커니즘을 깊이 설명하기보다, 투자자가 알아야 할 핵심 포인트와 타임라인의 현실성에 집중하겠습니다. 기술 로드맵을 소프트웨어 릴리즈 사이클처럼 읽어보겠습니다. 약속한 일정과 실제 딜리버리 사이의 갭이 핵심입니다. 실리콘 음극 — 가장 가까운 현실 현재 리튬이온 배터리의 음극(Anode)은 주로 흑연(Graphite)으로 만듭니다. 실리콘 음극은 이 흑연을 실리콘으로 대체하는 기술입니다. 실리콘이 주목받는 이유는 이론적 용량이 흑연의 약 10배이기 때문입니다. 같은 무게의 음극에 10배 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있다면, 배터리 전체의 에너지 밀도가 크게 올라갑니다. 현실적으로 실리콘을 일부 혼합(흑연+실리콘)하는 방식으로 셀 에너지 밀도를 300~400Wh/kg까지 끌어올리는 것이 목표입니다. 하지만 실리콘은 충방전 과정에서 부피가 약 300~400% 팽창합니다. 충전하면 부풀고 방전하면 줄어드는 것을 반복하면서 물리적으로 부서집니다. 이 문제가 사이클 수명을 급격히 줄입니다. 현재 업계는 나노 구조, 산화실리콘(SiOx) 활용, 바인더 개선 등으로 이 문제를 완화하고 있으나 완전히 해결하지는 못했습니다. 투자자 관점에서 실리콘 음극은 "가장 빠르게 현실화될 차세대 기술"입니다. 이미 일부 전기차에 소량의 실리콘이 혼합된 음극이 적용되고 있고, e...

  저는 배터리 전공자가 아닙니다. 정보통신공학을 전공한 개발자이고, 배터리에 대해 아는 거라고는 스마트폰 배터리가 왜 빨리 닳는지 불평하는 수준이었습니다. 그런데 eVTOL에 투자하면서 배터리를 피할 수가 없었습니다. 기업 분석을 할 때마다 "에너지 밀도", "C-rate", "열폭주"라는 단어가 나오고, 이걸 이해 못 하면 그 기업의 기술 경쟁력을 판단할 수 없었기 때문입니다. 이 글은 비전공자인 제가 배터리를 공부하면서 "아, 이게 핵심이구나"라고 깨달은 것들을 정리한 기록입니다. 틀린 부분이 있을 수 있고, 전문가가 보면 지나치게 단순화한 부분도 있을 겁니다. 하지만 투자자 관점에서 "이 정도는 알아야 기업 비교가 된다"라는 수준으로 정리했습니다. 왜 전기차 배터리를 그대로 못 쓰는가 가장 먼저 들었던 의문이 이것이었습니다. 테슬라 모델 3가 한 번 충전으로 400km 넘게 달리는데, 왜 eVTOL은 150km도 힘든 걸까? 같은 리튬이온 배터리 아닌가? 답은 간단합니다. 자동차는 땅 위를 굴러가고, eVTOL은 하늘에 떠 있어야 합니다. 자동차는 바퀴가 차체를 떠받치므로 엔진(모터)은 앞으로 미는 힘만 내면 됩니다. eVTOL은 공중에서 자기 무게를 스스로 지탱해야 합니다. 중력을 이기려면 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다. 물리적으로 더 정확히 말하면, 자동차의 에너지 소비는 주로 구름 저항과 공기 저항을 이기는 데 쓰입니다. eVTOL의 에너지 소비는 양력을 만드는 데 쓰입니다. 특히 수직 이착륙과 호버링 구간에서 에너지 소비가 폭발적으로 증가합니다. Joby의 공개 데이터를 참고하면, 이착륙 시 순항 대비 3~5배 이상의 전력이 필요한 것으로 추정됩니다. 결과적으로, 자동차에서는 배터리 무게가 좀 늘어나도 성능에 큰 영향이 없지만(바퀴가 떠받치니까), eVTOL에서는 배터리 무게가 1kg 늘면 그 1kg을 띄우기 위해 추가 에너지가 필요하고, 그 에너지를 위...