흑연 배터리 공급망 필수 재료, 흑연이 리온 배터리 양극으로 변하는 방법, 흑연 공급망
최근 전기자동차(EV)와 신재생에너지 저장장치의 인기가 높아지면서 리튬이온(Li-ion) 배터리의 수요가 급증하고 있습니다.
하지만 많은 사람들이 깨닫지 못하는 것은 이러한 배터리의 핵심 구성 요소가 리튬 뿐만 아니라 흑연이라는 것입니다.
흑연은 화학 물질에 관계없이 배터리에 필요한 물질의 거의 50%를 차지합니다. 특히 Li-ion 배터리에서 흑연은 음극을 구성하는데, 음극은 충방전 과정에서 전자를 저장하고 방출하는 역할을 합니다.
배터리 공급망에서 흑연이 얼마나 필수적인지 알아보기 위해 Northern Graphite가 후원하는 이 인포그래픽은 Li-ion 배터리의 양극이 어떻게 만들어지는지 자세히 알아봅니다.
흑연이란?
흑연은 합성 다이아몬드, EV Li-ion 배터리, 연필, 윤활제 및 반도체 기판을 포함한 광범위한 산업 응용 분야에 사용되는 자연적으로 발생하는 탄소의 형태입니다.
안정적이고 고성능이며 재사용이 가능합니다. 배터리 등급의 흑연은 다양한 등급과 형태로 제공되지만, 천연 흑연과 합성 흑연의 두 가지 등급 중 하나로 분류됩니다.
천연 흑연은 자연적으로 발생하는 광물 퇴적물을 채굴하여 생산됩니다. 이 방법은 흑연 1kg당 1~2kg의 CO2 배출량만을 생성합니다.
반면에, 합성 흑연은 석유 코크스와 콜타르의 처리에 의해 생산되며, 황 산화물과 질소 산화물과 같은 다른 해로운 배출물과 함께 흑연 1 킬로그램 당 거의 5 kg의 CO2를 생산합니다.
흑연이 리온 배터리 양극으로 변하는 방법
배터리 음극 제조 공정은 4개의 주요 단계로 구성됩니다. 다음은 다음과 같습니다:
- 광업
- 쉐이핑
- 정화
- 코팅
이러한 각 단계는 최종 용도가 서로 다른 다양한 형태의 흑연을 생성합니다.
예를 들어, 성형 공정에서 발생하는 미세화된 흑연은 플라스틱 첨가제에 사용될 수 있습니다. 반면, EV Li-ion 배터리에는 상기 4단계를 모두 거친 코팅된 구형 정제 흑연만이 사용될 수 있습니다.
흑연 공급망
전 세계적으로 에너지 전환에 사용이 증가하고 있음에도 불구하고, 현재 전 세계 흑연의 약 70%가 중국에서 생산됩니다.
그러나 배터리에 사용할 대안이 거의 없기 때문에 북미에서 공급 보안을 달성하는 것이 중요하며 흑연 처리에 대해 보다 환경 친화적인 접근 방식을 사용하고 있습니다.
낮은 환경 풋프린트와 낮은 생산 비용으로 천연 흑연은 더 친환경적인 미래를 위한 음극 재료 역할을 합니다.
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