현대 배터리 기술 가이드

세계가 에너지 저장 솔루션에 점점 더 집중함에 따라 이러한 시스템의 핵심 기술인 배터리를 이해하는 것이 매우 중요합니다. RICHYE에서는 배터리의 기본과 그 응용 분야를 파악하는 데 도움이 되도록 설계된 자세하고 따라하기 쉬운 가이드를 편집했습니다. 이 리소스를 마치면 배터리 기술에 대한 탄탄한 기초를 갖추게 되고 이 중요한 산업에 대한 지식을 쌓는 데 한 걸음 더 나아갈 수 있습니다. 학습 여정을 즐기세요!

1. 배터리 환경

배터리 유형 및 특징

1차 전지(일회용)

아연-탄소 배터리: 이러한 기본 배터리는 리모컨과 벽시계와 같은 일상용품에서 흔히 발견됩니다. 저렴하지만 수명이 짧고 에너지 밀도가 낮습니다.

2차 전지(충전식)

납산 배터리: 자동차와 소형 전기 자동차에 널리 사용되는 납산 배터리는 비용 효율적이고 신뢰할 수 있습니다. 그러나 비교적 무겁고 최신 기술에 비해 에너지 밀도가 낮습니다.
니켈-카드뮴(NiCd) 배터리: 초창기 휴대전화에 널리 사용되던 NiCd 배터리는 환경에 미치는 영향과 메모리 효과로 인해 시간이 지남에 따라 효율성이 떨어지기 때문에 현재는 거의 사용되지 않습니다.
니켈-금속 수소화물(NiMH) 배터리: 이러한 배터리는 의료 장비 및 하이브리드 자동차와 같이 높은 방전 전류가 필요한 애플리케이션에 사용됩니다. NiCd 배터리보다 환경 친화적이며 더 나은 에너지 밀도를 제공합니다.
리튬 이온 배터리: 스마트폰, 노트북을 포함한 최신 전자제품과 전기 자동차에 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리는 NiCd 배터리에서 발견되는 메모리 효과 없이 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 제공합니다.

떠오르는 기술

흐름 배터리: 확장 가능한 특성으로 인해 대규모 에너지 저장에 이상적인 유동 전지는 막으로 분리된 액체 전해질을 사용합니다. 아직 모바일 애플리케이션용으로 개발 중입니다.

각 배터리 유형은 특정한 강점과 약점을 가지고 있어 다양한 산업의 다양한 응용 분야에 적합합니다. 기술의 발전으로 솔리드 스테이트 및 고급 리튬 기반 배터리와 같은 새로운 배터리 유형은 성능과 안전성을 더욱 향상시킬 것으로 기대됩니다.

메모: 용어 "리튬 배터리"는 원래 1차 리튬 금속 배터리를 지칭했지만, 현재는 안전 문제로 인해 폐기되었습니다. 오늘날 "리튬 배터리"는 일반적으로 리튬 이온 배터리를 지칭합니다. 예를 들어 매일 사용하는 AA 및 AAA 건전지, NiMH 배터리를 사용한 초기 휴대전화, 최신 스마트폰, 노트북, 전기 자동차에 널리 사용되는 리튬 이온 배터리가 있습니다.

2. 배터리의 주요 용어

SOX: X의 상태

H (건강): 배터리의 전반적인 상태를 나타냅니다.
C (수용 인원) : 배터리의 총 에너지 저장 용량을 말합니다.
P (파워) : 배터리가 에너지를 빠르게 전달하는 능력을 나타냅니다.
E(에너지): 배터리의 에너지 용량을 나타냅니다.

SOC(충전 상태): 이 용어는 배터리가 어느 한 시점에서 얼마나 많은 전하를 보유하는지를 나타내는 것으로, 0(완전 방전)에서 1(완전 충전)까지 표현하는데, 이는 물통의 물 높이를 측정하는 것과 비슷합니다.

DOD(방출 심도): 배터리 용량의 사용된 비율을 나타냅니다. 완전히 충전된 배터리의 DOD는 0이고, 완전히 방전된 배터리의 DOD는 1입니다. DOD와 SOC의 관계는 다음과 같이 표현됩니다. DOD + SOC = 1.

3. 리튬이온 배터리 분류

성과에 따라:

전원 유형: 단시간 동안 높은 전력 출력을 위해 설계되었습니다.
에너지 유형: 장기 에너지 저장에 최적화되었습니다.

물리적 형태에 따라:

원통형: 표준 원통형 모양.
프리즈매틱(강철/알루미늄 케이싱): 직사각형 또는 정사각형 모양에 금속 케이스가 달려 있음.
파우치(알루미늄 플라스틱 필름): 유연하고 가벼운 필름 케이스입니다.

전해질 물질에 따라:

액체 리튬 이온 배터리(LIB): 전력 응용 분야에 액체 전해질을 사용합니다.
폴리머 리튬 이온 배터리(PLB): 고체 또는 젤 형태의 폴리머 전해질을 활용합니다.

음극 재료별:

리튬 철 인산염(LFP): 안전성과 내구성으로 유명합니다.
리튬코발트산화물(LCO): 에너지 밀도는 높지만 수명이 짧습니다.
리튬 망간 산화물(LMO): 힘과 용량의 균형을 맞춥니다.
2진 및 3진 배터리: LiNiMnO2, LiNiCoO2, NCM, NCA와 같은 변형이 포함됩니다.

양극 재료별:

리튬 티타네이트(LTO): 빠른 충전과 높은 충전 안정성이 특징입니다.
그래핀 및 나노 탄소 섬유 배터리: 첨단 소재를 사용하여 전도성과 용량을 개선했습니다.

18650 배터리: 18650은 표준화된 리튬 이온 배터리 모델로, '18'은 직경 18mm, '65'는 길이 65mm를 나타냅니다. 일반적으로 리튬 이온 및 리튬 철 인산(LiFePO4) 변형으로 제공되며 용량과 전압이 다양합니다. 표준화를 통해 신뢰성과 안전성이 보장되고 시간이 지남에 따라 잠재적 위험을 방지하기 위한 개선이 이루어집니다.