전기자동차에 사용되는 배터리 관련해 인산철 배터리와 리튬 배터리의 차이점은?
중국업체에서 많이 쓰는 인산철 전기배터리와
한국업체에서 생산하는 리튬배터리와의 가장 큰 차이와
각자의 장단점이 궁금합니다~
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.리튬이온배터리는 양극활물질에 따라 크게 4종류로 나뉘게 되고 LCO(니켈코발트산화물), NCM(니켈코발트망간), NCA(니켈코발트알루미늄), LMO(니켈망간산화물)가 있습니다. 하지만 리튬과 니켈-코발트는 다른 물질들에 비해 상대적으로 귀한 자원에 속하기 때문에 가격에 유동성이 심합니다. 이런 이유 때문에 다른 2차 전지에 비해 우수한 성능을 가지고 있음에도 불구하고 단점을 극복하기 위한 새로운 배터리를 개발하고 있습니다.
그것 중 하나가 리튬인산철 배터리입니다. 리튬인산철 배터리는 리튬이온배터리의 대표적인 양극활물질인 LiCoO2자리에 LiFePO4이 들어가며 리튬이온배터리에 비해 낮은 에너지 밀도를 가지고 있지만 코발트를 인산철로 대체할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 산소와 접촉하면 폭발하는 리튬이온배터리에 비해 고온에 강하고, 리튬이온배터리만큼은 힘들지만 소형화 및 경량화도 가능합니다. 마지막으로 비용이 비싼 물질을 인산철로 대체하여 원가를 낮췄기 때문에 비용 측면에서 가장 큰 메리트를 가지고 있습니다. 반면 단점으로는 에너지 밀도가 낮기 때문에 충전량이 적고 그래서 더 많은 배터리를 사용하게 되고 이는 무게 증가로 이어지게 됩니다.
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
인산철 배터리(리튬 인산철 또는 LiFePO4 배터리라고도 함) 및 리튬 배터리(리튬 이온 또는 리튬 이온 배터리라고도 함)는 전기 자동차에 사용되는 충전식 배터리입니다.
두 가지 유형의 배터리 모두 리튬을 사용하지만 화학, 성능 특성 및 비용이 다릅니다.
두 가지 유형의 배터리 간의 주요 차이점 중 하나는 에너지 밀도입니다. 에너지 밀도는 배터리가 무게 또는 부피 단위당 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지를 측정한 것입니다. 리튬 배터리는 일반적으로 인산철 배터리보다 에너지 밀도가 높기 때문에 동일한 무게나 부피에 대해 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 이것은 더 긴 주행 거리를 제공하고 더 가볍고 더 작은 배터리 팩을 허용합니다.
그러나 리튬 배터리는 인산철 배터리보다 제조 비용이 더 많이 들고 수명이 짧습니다.
또 다른 주요 차이점은 안전입니다. 인산철 배터리는 일반적으로 리튬 배터리보다 더 안전한 것으로 간주되는데, 이는 과열 및 열폭주(배터리에 불이 붙거나 폭발할 수 있는 신속하고 통제되지 않은 열 방출)가 덜 발생하기 때문입니다. 이는 인산철이 리튬 배터리에 사용되는 인화성 유기 용매보다 더 안정적이고 화학적으로 불활성인 물질이기 때문입니다. 그 결과 인산철 배터리는 전기 버스 및 대형 트럭과 같이 안전이 최우선인 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
인산철 배터리는 일반적으로 리튬 배터리보다 온도 변동에 덜 민감하여 성능과 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 리튬 배터리보다 사이클 수명이 더 길기 때문에 성능이 저하되기 전에 더 많이 충전 및 방전할 수 있습니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
인산철 전기배터리(iron phosphate battery)와 리튬 이온 배터리(lithium-ion battery)는 모두 리튬 이온 배터리의 일종입니다.
인산철 전기배터리는 전해질로 인산철 리튬(LiFePO4)를 사용하며, 안전하고 대체로 안정적인 성능을 가집니다. 이는 인산철 리튬이 열 안정성과 충전 안전성이 높기 때문입니다. 그러나 인산철 리튬은 에너지 밀도가 낮아 대체로 무게가 무거워지고 용량이 작아지는 경향이 있습니다. 또한, 충전 속도가 상대적으로 느립니다.
반면, 리튬 이온 배터리는 다양한 전해질을 사용하며, 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 속도를 가지고 있습니다. 따라서, 대체로 무게가 가벼우며 용량이 크고, 충전이 빠릅니다. 그러나 리튬 이온 배터리는 열 안정성이 낮기 때문에 과열시 화재 및 폭발의 위험이 있습니다. 또한, 과충전이나 과방전으로 인해 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.
따라서, 인산철 전기배터리는 안전성이 높은 대신 용량과 충전 속도가 상대적으로 낮고, 리튬 이온 배터리는 용량과 충전 속도가 높은 대신 안전성이 낮을 수 있습니다. 이러한 특징에 따라 사용 용도에 따라 적절한 배터리를 선택하는 것이 중요합니다.