전기차에 사용되는 밧테리의 주요 구성요소!

Question

내연기관 자동차에서 전기차로 넘어가는 것이 대세인데 전기차의 큰 부분을 차지하는 밧테리의 주요 구성요소는 무엇이며 어떤 역할을 하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.전기차에 사용되는 배터리는 주로 리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)로 구성되어 있습니다. 리튬 이온 배터리는 양극재, 음극재, 전해질로 구성되있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

일반적으로 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성됩니다.

수 많은 배터리 셀을 안전하게 그리고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐 전기차에 탑재하는 것입니다. 셀, 모듈, 팩은 쉽게 배터리를 모으는 단위로 생각하면 됩니다. 배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만드는 것이죠. 전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 들어가게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

1. 양극재
-니켈 함량 및 안정성을 위한 코팅 기술, 다결정 대신 단결정을 사용된 하이니켈 양극재
-코발트를 대체하는 망간 또한 단결정과 함께 표면 처리 기술필요.

2.음극재
-현재 주로 사용되는 흑연계(천연‧인조) 음극재. 이론적인 최대 용량이 372밀리암페어(mAh)/g에 불과합니다.
-실리콘 이용시 다소 개선. (5% 정도 첨가).
-산화규소(SiO×)계, 질화규소(SiN×)계, 리튬메탈, 리튬티타늄 화합물(LTO) 등이 대안.

3.도전재
-양극과 음극 활물질(양극재, 음극재)과 집전체(동박, 알루미늄박) 사이에 적용되는 소재.
-활물질(양‧음극재)과 집전체(동박, 알루미늅박)의 전기전도성 향상시키는 역할
-탄소나노튜브(CNT)가 각광받고 있음, 반드시 분산 기술(분산액)이 필수.

4.전해질
-첨가제가 중요한 구성요소
-음극 표면에 피막을 만들어 보호하는 역할
-배터리가 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상 억제 및 과충전을 방지에 관여
-배터리 성능을 단기간에 획기적으로 높일 수 있는 구성요소

Answer 4

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

- 리튬이온 배터리의 구성을 보면 아래돠 같습니다.

+[ 양극재 l 전해액 l 분리막 l 전해액 l 음극재 ] -

○ 주요요소

- 양극재 : 배터리의 용량과 평균전압을 결정

→ 리튬이온배터리에서 리튬소스 역할을 하는 에너지원

- 음극재 : 충전속도와 수명을 결정

→ 양극에서 나온 리튬이온을 저정했다가 방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할

- 분리막 : 양극재와 음극재가 접촉하지 않도록 분리역할

→ 리튬이온이 통과할 수 있도록 해주는 역할

도움이 되셨나요.

감사합니다.