전기차 배터리 구성

현재 전 세계는 전기 자동차 판매 대수가 꾸준하게 오르고 있습니다. 2020년 3.9%에서 지난해 7.9%로 늘었습니다. 오늘은 전기차 배터리 대해 안내를 도와드리겠습니다. 

 

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전기차 배터리 구성

양극재와 음극재

배터리의 일반적인 형태는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 구성되어있습니다.

 

양극재는 리튬이온을 만드는 역할을 하고, 양극재에서 만들어진 리튬이온을 저장하는 곳은 음극 재라 불리며, 전해질은 배터리 내부의 양극 와 음극 사이에서 리튬이온이 이동할 수 있도록 매개체 역할을 하는 물질이며, 분리막은 양극과 음극이 닿지 않고 리튬이온만 통화할 수 있도록 하는 역할을 합니다. 

 

가장 중요한 두 가지 요소는 주행거리를 늘리는 것과 짧은 시간에 최대한 고속 충전이 가능해지게 하는 것입니다. 양극재와 음극재가 바로 이 두 가지 성능과 관련되어 있습니다.

 

양극재는 전기차의 주행거리와 관련이 있어 양극재가 발전해서 리튬이온을 더 많이 만들어내면 낼수록 주행거리가 더 늘어나면서 성능이 발전됩니다.

 

음극재의 발전에 따라 고속 충전도 가능해집니다. 기존의 음극재들이 주로 흑연을 사용했었는데, 점차 실리콘 첨가제를 함께 사용하며 리튬이온 저장 효율이 훨씬 좋아졌고, 흑연과 실리콘 첨가제가 에너지를 저장하는 방식 자체가 달라 음극재 기술이 발전하게 되면 고속 충전도 가능해진다는 것입니다. 

 

 

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전해질에 대하여

현재 전기차 배터리에 쓰이는 전해질은 액체 전해질입니다. 고체 전해질은  전해질과 분리막의 역할을 동시에 합니다. 그러다 보니 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높아 1회 충전으로도 주행거리를 800km 이상으로 늘릴 수 있는 장점이 있습니다. 

 

내연기관차와 다르게 전기차는 아직 어떤 전형적인 타입이 정해진 것이 없기 때문에 개발 중인 다양한 타입의 배터리들이 있습니다. 그중 이미 상용화되어 전기차에 들어가는 NCM(니켈, 코발트, 망간) LFP(리튬인산철) 배터리와 배터리 타입 2가지가 있습니다. 

 

NCM배터리는 NCA배터리를 포함해 삼원계 배터리라고 불리며, 배터리 용량을 좌우하는 핵심 부품인 양극재를 만드는 방식입니다.

 

LFP(리튬인산철) 배터리는 철과 인산염을 이용하는 배터리로 국내 배터리 3사는 주로 삼원계 배터리 생산이 압도적이고, 중국에서 생산하는 타입이 리튬인산철 배터리입니다. 

 

꿈의 배터리라 불리는 전고체 배터리 시장은 주로 일본이 주력하고 있습니다.

 

 

 

 

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NCM와 LFP의 차이점

NCM은 한번 충전했을 때 주행거리가 500km 이상으로 성능이 좋고, 부피가 적다는 것이 장점입니다.

 

LFP는 NCM배터리보다 주행거리와 성능이 떨어지고 부피도 크지만 원가가 훨씬 저렴합니다. 원자재 가격이 올라 예전 같지는 않지만 화재 위험성도 적습니다.

 

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전기자동차 배터리에 구성과 어떤 역할을 하는 것인지에 대해 도움이 되셨으면 합니다. 현명하고 마음 편한 투자를 응원하겠습니다.