전가차 배터리 소재인 리튬과 니켈은 어떤 차이인가요?

Question

최근 뉴스에서 전기차배터리 화재 관련 기사를 보았는데 배터리 소재인 리튬과 니켈은 배터리에 어떤 장단점이 있을까요??? 고수님들의 명확한 답변 부탁드립니다~~

굉장한호돌이84 · Accepted Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.리튬은 전지 내에서 이온화되어 직접 이동하며 전기 에너지를 전달합니다.반면 니켈은 전지에서 양극과 음극 중 양극을 구성하는 금속으로, 양극재라고 불리기도 합니다.즉, 장단점을 비교할 수 없는 다른 역할을 하는 물질들입니다.감사합니다.

고혹적인가마우지34 · Answer

리튬 이온 하나론 불안정하기 때문에 산소와 코발트가 결합된 리튬 코발트 산화물(LCO)에서, 니켈과 다른 금속 원소를 추가하여 보다 안정적으로 전기차 배터리를 만듭니다.

금속 원소마다 특징이 다른데, 니켈의 경우 에너지 밀도와 연관성이 큽니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.리튬(Lithium)과 니켈(Nickel)은 전기화학적 특성이 다르기 때문에 전기화학적 특성에 따라 전기화학 저장소에서 사용되는 방법이 다릅니다.전가차 배터리에서, 리튬 이온 전지는 양극(양전극)으로 리튬을 사용하며, 음극(음전극)으로는 탄소나 그래핏 등을 사용합니다. 리튬 이온 전지는 높은 에너지 밀도, 높은 효율성, 높은 충전 속도 및 무기물 전해질을 사용하여 안전성을 높이는 등 여러가지 장점이 있습니다.반면, 니켈 수소(NiMH) 전지는 양극으로 니켈 산화물을, 음극으로 수소를 사용합니다. 니켈 수소 전지는 리튬 이온 전지와 비교하여 상대적으로 낮은 에너지 밀도, 충전 속도 및 효율성이 낮은 등의 단점이 있습니다. 그러나, 더 안전하고 쉽게 구할 수 있기 때문에 일부 전기 자동차 제조업체에서는 니켈 수소 전지를 사용하기도 합니다.

공정한백로247 · Answer

안녕하세요. 한진혁 과학전문가입니다.리튬과 니켈은 둘 다 전기자 제작, 전기화학, 그리고 전력 저장 등의 분야에서 중요한 원소이며, 전기화학적 특성에서 유사한 점도 있습니다. 그러나, 리튬과 니켈은 구조, 특성, 용도 등에서 차이가 있습니다. 전기차, 전자기기 등에서 많이 사용되는 전기 소비를 유도시키는 리튬이온 배터리는 리튬 원자의 이온화 정도에 따라 전기화학 반응이 일어나는데, 이 때 음극에서 사용하는 소재로는 일반적으로 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등이 사용됩니다. 반면, 니켈은 수소가 전극과 반응하여 전력을 만드는 연료 전지인 수소 연료 전지에서 사용되는 것이 일반적이며, 니켈 규산염이나 니켈수소 배전지 등도 니켈과 관련된 재료를 사용합니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 리튬 배터리(Lithium-ion battery)와 니켈-카드뮴 배터리(Nickel-cadmium battery)는 모두 충전식 배터리의 일종이지만, 다음과 같은 차이점이 있습니다.

에너지 밀도: 리튬 배터리는 니켈-카드뮴 배터리보다 에너지 밀도가 높습니다. 따라서 리튬 배터리는 같은 크기의 배터리에서 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.
수명: 리튬 배터리는 일반적으로 니켈-카드뮴 배터리보다 더 긴 수명을 가지고 있습니다. 이는 리튬 배터리가 충전과 방전 사이클에서 더 적은 에너지 손실을 발생시키기 때문입니다.
충전 시간: 리튬 배터리는 일반적으로 니켈-카드뮴 배터리보다 더 빠르게 충전될 수 있습니다.
메모리 효과: 니켈-카드뮴 배터리는 충전 시간이 짧아 메모리 효과(memory effect)가 발생할 수 있습니다. 이는 배터리의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 하지만 리튬 배터리는 메모리 효과가 거의 없습니다.
환경 친화성: 니켈-카드뮴 배터리에는 카드뮴과 같은 유해 물질이 포함되어 있어서 환경 친화성이 낮습니다. 반면, 리튬 배터리는 환경 친화적이며 재활용이 가능합니다.

그러나 리튬 배터리는 니켈-카드뮴 배터리보다 더 높은 가격을 가지고 있으며, 사용하는 환경과 용도에 따라 어떤 배터리를 선택해야 할지 결정해야 합니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.리튬은 경량 금속으로, 높은 전기 전도성과 낮은 밀도, 높은 충방전 효율 등의 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에, 리튬이온 배터리에서 음극으로 사용되는 리튬은 충방전시 전하를 잘 받아들이고 방출할 수 있어, 배터리의 충전 효율을 높이고 에너지 밀도를 높이는 데 기여합니다.반면 니켈은 리튬보다 무게가 더 무겁고 전기전도성도 낮습니다. 하지만 니켈은 상대적으로 안정적인 성질을 가지고 있어, 리튬에 비해 장기간 안정적인 사용이 가능하며, 그로 인해 리튬이온 배터리에서 양극으로 사용되는 소재로도 널리 사용됩니다.