리튬이온 배터리,전고체 배터리,인산철 배터리

배터리들은 전해질의 소재에 따라 그 특징과 용도가 결정됩니다. 

 배터리 소재에 따른 리튬이온, 전고체, 인산철배터리의 종류별 특징과 용도에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 리튬이온 배터리

리튬이온 배터리

현재 가장 많이 사용되고 있는 가장 대중적인 배터리로서 전기자동차는 물론이고 스마트폰. 스마트워치등에 사용되는 배터리가 모두 리튬이온 배터리입니다.  구조적 특징으로는 배터리 내부에는 리튬이온이 양극과 음극을 오가며 충전과 방전이 반복되는 구조로 만들어져 있습니다. 리튬이온이 양극과 음극을 이동할 때 통로가 되어주는 게 바로 액체전해질이며 바로 이 방식이 리튬이온의 가장 큰 특징입니다.

장점은

• 액체전해질은 많은 전류를 한 번에 전달할 수 있고
• 고장의 걱정이 비교적 적다는 게 가장 큰 장점입니다.

단점은

• 열 발생과 전해질 자체가 가연성 소재이기 대문에 물리적인 충격이 가해졌을 때 폭발이 일어날 수 있다는 점입니다. 요즘에도 전기차의 폭발사고가 심심치 않게 들렸다는 거와 갤럭시노트7 의 폭발사고는 가장 대표적인 리튬이온의 사고 중 하나였습니다.

이러한 위험성 때문에 좀 더 안전한 차세대 배터리에 대한 연구가 많아지고 있는데요.

2. 전고체 배터리

전고체 배터리는 리튬이온 배터리의 단점을 보안한 배터리입니다. 전고체 배터리는 이름 그대로 전해질이 고체로 되어 있는 방식입니다.

장점은

• 액체 전해질이 아닌 고체전해질이기 때문에 가연성의 위험에서 벗어날 수 있다는 게 가장 큰 장점입니다.
• 배터리의 수명 증가,
• 가벼운 무게 및 부피가 작다. 재활용이 쉽다.
• 충전시간 감소 및 주행 시간 증가 등의 장점입니다.

사실상 리튬이온의 모든 단점을 보완한 장점이라고 보는데요. 특히 전기차가 필요로 하는 모든 요소를 충족하는 배터리이기 때문에 전기차 업체에서는 전고체 배터리의 개발에 박차를 가하고 있습니다.

다만 아직 한참 개발 중인 배터리이고 상용화까지는 갈길이 먼 배터리입니다. 해외기업으로는 퀀텀스케이프가 전고체 배터리 개발에 가장 앞서고 있고 국내 기업들의 경우 2026~2028년까지 상용화를 앞두고 있습니다. 더 먼 거리를 가지만 안전하고 가벼운 전기차를 만날 날이 멀지 않은 거 같습니다.

3. 인산철 배터리

인산철 배터리

인산철 배터리는 리튬계열 배터리의 종류 중 하나입니다.. 리튬과 함께 사용되는 소재가 어떤 거냐에 따라 그 종류가 나뉘는데요. 인산철배터리는 리튬 인산철 배터리라고 합니다. 리튬 이온 배터리와 소재가 다른 것이죠.

장점은

• 앞서 말했듯이 리튬이온배터리가 폭발의 위험이 있다고 했는데 인산철배터리는 이보다 발열이 낮아 안정성이 높은 것이 특징입니다.
• 소재인 인산철 또한 이온보다는 가격이 낮아 배터리의 가격도 낮다는 장점이 있죠.

단점은

• 발열이 낮다는 건 결국 에너지 발생량이 적기 때문에 리튬이온배터리보다 전기 출력은 낮은 편입니다.  

출력량이 적기 때문에 전기차처럼 지속적으로 강한 전류를 만들어내는 용도보다는 다른 용도로 많이 활용되는 배터리입니다. 요즘은 주로 캠핑이나 차박에 사용되는 파워뱅크라는 휴대용 대용량 배터리로 많이 사용되고 있습니다. 또는 휠체어 및 스쿠터, 캠핑카, 골프카드, 전기 자전거등에 사용되는데요. 비교적 적은 전력소모로 꾸준한 사용을 보이는 기기에 많이 사용되고 있습니다.