Part 1&2. 2차전지의 기초 (구성원리, 종류, 4대 소재) / 배터리의 심장, 양극재! (NCM, LFP, NCA, 하이니켈, 양극재 밸류체인)

2차전지

- 충전 가능, 리튬의 이온화 작용 
- 스마트폰, 전기차, ESS 

 

리튬이 전자를 내주고 이온화되는 원리를 이용. 리튬은 이온화 정도가 가장 강한 금속. 

리튬은 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향이 강해서 양극 소재로 적합함.

음극은 양극에서 나온 리튬이온을 저장하고 방출하는 역할. 흑연이 주요 소재로 사용됨. 

전해액은 리튬이온이 충전, 방전될 때 리튬이온이 양극(집)과 음극(회사)을 잘 오갈 수 있게 도와주는 물질. 액체 전해질을 주로 사용. 

분리막은 집(양극)과 회사(음극)을 분리하는 막. 양극과 음극의 물리적 접촉 차단. 둘이 닿으면 화재사고 발생. 미세한 구멍이 있어 리튬이온은 통과가능. 

 

 

 

2차전지 종류 - 원통형, 각형, 파우치형

 

 

양극재 - 배터리의 심장

: 전자의 이동에 관여하는 물질. 리튬의 방출과 전자의 움직임을 결정. 

양극재 = 양극활물질 + 도전재 + 바인더 + 알루미늄박

 

LiCoO2 : 리튬 + 코발트 + 산소 (양극재는 리튬, 코발트, 산소로 구성)

 

 

* LiCoO2
안정성 높음 ,수명 높음, 제조 쉬움, 코발트 의존도 높음, 리튬의 50% 만이 생존 -> 배터리 용량 감소, 스마트폰에 많이 사용

 

* LFP (리튬, 인산, 철)
 안정성 매우 높음, 수명 높음, 제조 어려움, 크리스탈 구조로 매우 안정적, 에너지 밀도 낮아 단거리 주행에 적합, 
인산, 철 등 흔한 소재를 사용해 상대적으로 가격 저렴, 중대형 전기차, ESS 등에 사용. 제조사 중국 BYD

 

* NCM (니켈, 코발트, 망간)
안정성 다소 높음, 수명 중간, 제조 다소 어려움, 에너지 밀도 높아 장거리 자동차 적용 가능, 코발트 비중 낮춰 원가 절감, 용도 소형, 중대형 (전기차, ESS), 제조사 포스코케미칼, 에코프로비엠, 엘앤에프, LG 화학, 코스모신소재 등 한국기업 다수.

 

* NCA (니켈, 코발트, 알루미늄)

안정성 낮음, 수명 높음, 제조 어려움, 고출력에 강점, 용도는 소형, 중대형 전기차 혹은 전동공구 (전동드릴, 진공청소기), 제조사 에코프로비엠, 포스코케미칼 등. 

cf) 포스코케미칼 - 40조원짜리 전기차용 하이니켈계 NCA 양극소재 중장기 공급계약 체결 (삼성 SDI에 납품)

 

cf) 리튬, 산소는 그냥 필수적으로 들어가는 재료

 

 

 

 

https://www.youtube.com/watch?v=vi2McVWNA-A&list=PLqpgv5OuV7fokpymmCpQVyIehZsWYPHaK

https://www.youtube.com/watch?v=FLOVJwBh8qc&list=PLqpgv5OuV7fokpymmCpQVyIehZsWYPHaK&index=2