NCM배터리와 LFP배터리의 구성은 어떻게 다른가요?

Question

안녕하세요? 요즘 전기차 배터리가 논쟁이 심한데요~ NCM배터리와 LFP배터리가 어떻게 구성이 다른가요? 어떻게 다르길래 논쟁이 있는거죠?

Answer 1

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 리튬이온배터리는 양극재가 어떤 물질로 이뤄지는지에 따라 구분됩니다. 리튬코발트산화물(LCO) 양극재로 이뤄진 ‘삼원계 배터리(NCM)’와 ‘사원계 배터리’, 그리고 코발트 대신 인산철을 넣어 LFPO(LiFePO4) 양극재로 구성된 ‘LFP 배터리’가 있습니다. 최근 LFP 배터리가 시장에서 조명 받고 있는데요. 왜 시장에서 주목받고 있는지 살펴보고, LG에너지솔루션은 어떤 LFP 배터리 사업을 추진하고 있는지 함께 알아보겠습니다.

LFP 배터리는 가격이 저렴하고, 안정성이 높다는 장점이 있습니다. 값비싼 NCM 삼원계 배터리에 사용되는 코발트보다 저렴한 인산철을 사용하기 때문에, 배터리 제조에 투입되는 원자재 가격을 낮출 수 있죠. 그리고 양극재 구조 중에서도 육면체 형태로 이루어진 ‘올리빈 구조’를 가지고 있어 안정적입니다. 과충전, 과방전으로 인한 사고 가능성도 낮고, 배터리 셀(Cell)이 열화되는 현상도 적어 배터리 수명도 길다는 장점이 있죠.

이처럼 많은 장점이 있지만, 에너지 밀도가 낮아 전기차에 탑재했을 때 주행거리가 짧다는 단점이 있어 상대적으로 주목도가 낮았습니다. 하지만 니켈, 코발트 등 배터리 제조에 쓰이는 핵심 광물의 가격이 오르면서, 이를 사용하지 않는 LFP 배터리가 조명받기 시작했습니다. 또 이전보다 배터리 성능이 좋아져서 LFP 배터리를 고려하는 추세죠. 그 결과 전기차에 탑재되는 LFP 배터리의 비중이 2020년 17%에서 2022년 36%까지 증가했습니다.

출처 : 배털 용어 사전 - 세상의 모든 배터리에 대한 궁금증 – LFP 배터리가 주목받는 이유는 무엇일까?

Answer 2

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

NCM 배터리는 주행거리가 길지만

가격이 비싸고 안전성이 낮습니다.

LFP 배터리는 주행거리가 짧지만

가격이 저렴하고 안전성이 높습니다.

NCM 배터리에 사용되는

코발트는 채굴 과정에서

환경 파괴와 인권 침해 문제가 발생합니다.

LFP 배터리는 코발트를 사용하지 않아

이러한 문제를 피할 수 있습니다.

LFP 배터리 기술이 발전하면서

에너지 밀도가

높아지고 충전 속도가 빨라지고 있습니다.

이로 인해 NCM 배터리의 장점이

점차 줄어들고 있습니다.

테슬라는 모델 3 기본 트림에 LFP 배터리

탑재 시작됩니다.

현대자동차는 아이오닉 5 LFP 배터리

모델 출시했어요.

BYD는 LFP 배터리 전기차 시장

선도하고 있어요.

LFP 배터리의 기술 발전과

가격 경쟁력 강화로 시장

점유율 증가 예상되요.

NCM 배터리는 고성능 전기차

시장에서 주력으로 사용될 가능성이 있어요.

NCM 배터리와 LFP 배터리는 각각 장단점이 있으며

어떤 배터리가 더 나은지는 사용자의 필요와

상황에 따라 다릅니다.

앞으로 LFP 배터리 기술 발전과

가격 경쟁력 강화에 따라 시장 점유율이

더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

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Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

NCM 배터리는 리튬 이온 배터리 중에서도 Nickel, Cobalt, Manganese 등의 금속 산화물을 사용하는 구성을 가지고 있습니다. 반면 LFP 배터리는 Lithium Iron Phosphate와 같은 안전하고 안정적인 물질을 사용합니다.NCM 배터리는 높은 전압과 용량을 가지고 있기 때문에, 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있습니다. 반면 LFP 배터리는 전압과 용량이 낮지만 안전하고 안정적인 성능을 가지고 있습니다.NCM 배터리는 충전 시간이 빠르기 때문에, 전기 자동차 등에서 사용되는 경우 많이 쓰입니다. 반면 LFP 배터리는 충전 시간이 느리지만, 안전하고 내구성이 좋아서 비상 전원 장치나 태양광 발전 시스템 등에서 많이 쓰입니다.

Answer 4

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

요즘 전기차 배터리에 대한 논쟁이 심하다는 것은 알고 있습니다. NCM배터리와 LFP배터리는 모두 리튬이온 배터리로서 전기차에 사용되는 배터리입니다. 그러나 두 배터리의 구성은 다릅니다. NCM배터리는 니켈 코발트 망간의 비율로 구성되어 있고 LFP배터리는 리튬 철 인의 비율로 구성되어 있습니다. 이러한 구성의 차이로 인해 두 배터리의 특성이 다르게 나타납니다.

NCM배터리는 에너지 밀도가 높아서 더 많은 전기를 저장할 수 있지만 내부 저항이 높아서 충전 시간이 오래 걸리고 과열되기 쉽습니다. 반면 LFP배터리는 에너지 밀도가 낮아서 전기를 적게 저장할 수 있지만 내부 저항이 낮아서 충전 시간이 짧고 과열되는 위험이 적습니다. NCM배터리는 더 많은 전기를 저장할 수 있지만 과열되는 위험이 있어서 안전성이 떨어지고 LFP배터리는 안전성이 높지만 전기를 적게 저장할 수 있어서 주행 거리가 짧아지는 단점이 있습니다.

저는 이러한 배터리의 구성과 특성을 알려드렸지만 전기차 배터리에 대한 논쟁은 아직도 계속되고 있습니다. 감사합니다.

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