리튬 이온 배터리 6가지 주요 유형, 6가지 주요 리튬이온 기술의 이해, EV 시장을 지배하는 배터리는 무엇인가?

 

리튬 이온 배터리는 전기 자동차(EV) 및 에너지 저장 시스템에 전력을 공급하는 핵심 기술로서 청정 에너지 전환의 중심에 있습니다.

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하지만, 각각 장단점이 있는 많은 종류의 리튬 이온 배터리가 있습니다.

상기 인포그래픽은 Miao et al.과 Battery University의 연구에 기초한 6대 리튬이온 음극 기술 간의 트레이드오프를 보여줍니다. 이것은 당사 배터리 기술 시리즈의 두 가지 인포그래픽 중 첫 번째입니다.

BU-205: Types of Lithium-ion

 

6가지 주요 리튬이온 기술의 이해

6가지 유형의 리튬 이온 배터리는 각각 다른 화학 성분을 가지고 있습니다.

대부분의 리튬 이온 배터리의 음극은 흑연으로 만들어집니다. 일반적으로 음극의 광물 구성이 변화하여 배터리 화학 물질 간의 차이를 만듭니다.

양극 재료는 일반적으로 니켈, 망간, 코발트 또는 철을 포함한 다른 광물과 함께 리튬을 포함합니다. 이 구성은 궁극적으로 배터리의 용량, 전력, 성능, 비용, 안전성 및 수명을 결정합니다.

그런 점을 염두에 두고, 6가지 주요 리튬 이온 음극 기술을 살펴보도록 하겠습니다.

 

#1: 리튬 니켈 망간 코발트 산화물 (NMC)

NMC 캐소드는 일반적으로 니켈을 많이 함유하고 있어 배터리의 에너지 밀도를 높이고 EV에서 더 긴 범위를 허용합니다. 그러나 니켈 함량이 높으면 배터리가 불안정해질 수 있으므로 망간과 코발트를 사용하여 열 안정성과 안전성을 향상시킬 수 있습니다. NMC811(니켈 80%, 망간 10%, 코발트 10%로 구성), NMC532 및 NMC622를 비롯한 여러 NMC 조합이 상업적으로 성공했습니다.

 

#2: 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 (NCA)

NCA 배터리는 니켈 기반의 장점을 NMC와 공유하며 높은 에너지 밀도와 특정 전력을 포함합니다. NCA는 망간 대신 알루미늄을 사용하여 안정성을 높였습니다. 그러나 NCA 캐소드는 다른 Li-ion 기술에 비해 상대적으로 안전성이 낮고, 더 비싸고, 일반적으로 고성능 EV 모델에만 사용됩니다.

#3: 인산철리튬(LFP)

LFP 배터리는 니켈과 코발트 대신 철과 인산염을 사용하기 때문에 니켈 기반 배터리보다 제조 비용이 저렴합니다. 그러나 이들은 비에너지를 덜 제공하며 표준 또는 단거리 EV에 더 적합합니다. 또한 LFP는 가장 안전한 화학물질 중 하나로 간주되며 긴 수명을 가지고 있어 에너지 저장 시스템에 사용할 수 있습니다.

#4: 리튬 코발트 산화물 (LCO)

LCO 배터리는 에너지 밀도가 높지만 상대적으로 짧은 수명, 낮은 열 안정성 및 제한된 특정 전력이 단점입니다. 따라서 이러한 배터리는 비교적 적은 양의 전력을 장시간 동안 공급할 수 있는 스마트폰 및 노트북과 같은 저부하 애플리케이션에 널리 사용됩니다.

#5: 리튬 망간 산화물 (LMO)

망간 스피넬 배터리로도 알려진 LMO 배터리는 향상된 안전성과 빠른 충전 및 방전 기능을 제공합니다. EV에서 LMO 양극 재료는 종종 NMC와 혼합됩니다. 여기서 LMO 부분은 가속 시 높은 전류를 제공하고 NMC는 더 긴 주행 범위를 가능하게 합니다.

#6: 티탄산리튬(LTO)

양극 구성이 차이를 만드는 위의 다른 화학 물질과 달리, LTO 배터리는 리튬과 티타늄 산화물로 만들어진 독특한 음극 표면을 사용합니다. 이러한 배터리는 극한의 온도에서 우수한 안전성과 성능을 나타내지만 용량이 낮고 상대적으로 가격이 비싸 규모에 따라 사용이 제한됩니다.

 

EV 시장을 지배하는 배터리는 무엇인가?

이제 리튬 이온 배터리의 6가지 주요 유형에 대해 알게 되었으니, 이 중 어떤 것이 EV 시장을 지배하고 있으며, 앞으로 어떻게 변화할 것인가요?

배터리 기술 시리즈 2부에서는 2021년부터 2026년까지 예상 시장 점유율별 최상위 EV 배터리 화학 제품을 살펴봅니다.