이차전지 개념, 원리, 알아두면 좋은 상식

배터리

전기차 관심이 뜨거워지며 이차전지에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 오늘은 이차전지 개념, 원리, 종류, 성능을 결정하는 중요한 부분인 양극재에 대해 소개해 보겠습니다.

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이차전지 개념, 원리

이차전지는 전기차 등에 사용되고 있는 배터리를 말합니다. 배터리의 양극과 음극을 리튬이온이 이동하면서 충전과 방전을 반복하면서 전기 에너지가 발생하는 원리입니다. 어떤 모양으로 설계를 하는지에 따라 각형, 파우치형, 원통형 등으로 구분하고 제조 방법에 따라서는 Cylindrical Type, Coin Type, Prismatic Type, Pouch Type 등으로 분류합니다.

양극재

리튬 이온 이차 전지의 성능을 결정하는 가장 중요한 부분은 양극재의 원료입니다. 가장 많이 사용되고 있는 양극재는 NCM이라는 재료인데, 니켈 코발트 망간 3개의 원료로 구성되어 있습니다. 하지만 NCM 사용이 증가하면서 가격이 비싸졌고 이를 대체할 재료로 LFP이라는 양극재가 나타났습니다. 이 재료는 가격이 저렴하지만 밀도가 낮아 보급형 전기차에 많이 사용되고 있습니다. 양극재의 또 다른 종류로 LLO라는 양극재는 망간리치 원료를 사용합니다. NCM보다 저렴하며 LFP 보다 밀도가 높으며 안정성이 높다는 장점이 있습니다. 가격, 용량, 에너지 밀도, 안정성 등 이차 전지의 목적이 다르기 때문에 다양한 양극재가 연구되고 있습니다.

 

정리하자면 이차전지는 우리가 알고 있는 배터리의 양극과 음극을 리튬이온이 이동하면서 전기를 발생시키는 전지이고 설계, 제조 방법에 따라 다양한 종류가 있습니다. 이차전지에서 가장 중요한 것은 양극재 재료이며 니켈, 코발트, 망간을 사용하는 NCM이라는 재료를 가장 많이 사용하며 LFP는 보급형 전기차, LLO는 LFP보다 생산성이 좋고 NCM보다 저렴하다는 장점이 있다는 것을 알 수 있었습니다.