2차 전지 삼원계 배터리와 이원계 배터리.

최근 전력 저장 기술의 중요성이 높아지면서, 이원계 배터리와 삼원계 배터리는 다양한 응용분야에서 주목을 받고 있다.  그렇다면 오늘은 이 두 배터리 유형의 기본 원리와 주요 차이점을 분석하여, 각각의 장단점과 특징에 대해서 이야기해보자.

 

 

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삼원계 (Lithium-ion) 배터리: 

원리: 삼원계 배터리는 다양한 양극 소재를 사용하여 리튬 이온의 이동을 통해 에너지를 저장합니다. 이 배터리는 셀에서 양극과 음극 사이의 이동성 리튬 이온을 이용해 전기 에너지를 생산합니다. 

특징: 에너지 밀도가 높아 상대적으로 가볍고 강력한 전력을 제공할 수 있으며, 높은 충방전 효율을 가지고 있어 전력 전달에 효율적입니다. 안전성이나 수명면에서는 다른 유형의 리튬 이차 전지에 비해 미약한 차이가 있을 수 있으며 열에 약한 부분도 가지고 있습니다.

 

D의 이야기: 위의 설명으로 삼원계 배터리를 한마디로 이야기하면 배터리의 효율은 좋으나 안전성인 열에 취약하다 라는걸 알 수 있습니다.

이원계 LFP(Lithium Iron Phosphate) 배터리:

원리: 이원계 배터리. 또는 LFP 배터리라고 불리우는 배터리는 양극에서 리튬이 철 인산화물에 응결됨으로써 에너지를 저장하는데 기반합니다. 이러한 구조는 안전성과 고방전률을 제공하여 장기적인 신뢰성을 갖추고 있습니다. 

특징: 열에 안전성이 뛰어나 화재나 과충전에 대한 내성이 강화되어 있습니다. 삼원계 배터리와 비교해 수명면에서도 큰 차이를 보이지 않고 단지 고밀도의 삼원계 배터리보다 밀도가 낮아 충전량이 작으며, 이는 전기차로 비유하면 주행거리에서 차이가 날 수 있습니다. 낮은 내부 저항과 높은 방전률을 가지고 있어 고효율의 에너지 변환을 제공하고 있습니다.

 

D의 이야기: 이원계 배터리의 설명을 한마디로 이야기 하면 안전성이 좋고 가격이 저렴하지만 삼원계 배터리에 비해 효율이 낮다. 라고 이야기 할 수 있습니다.

 

위의 이야기로 보면 삼원계에너지는 좀 더 고효율의 에너지를 다루는 시스템을 갖춘 곳에서 필요로 하고 이원계배터리는 안전성이 뛰어나기에 사람과 직접적으로 와닿는 2차 전지 산업에 적합할 것으로 생각할 수 있습니다. 위의 설명으로 보건데 D의 개인적인 생각으로는 삼원계배터리는 시스템관리 쪽의 지원이 더 필요해 보이고 이원계 배터리는 전기차 같은 실생활 부분에 맞게 사용되는것이 맞지 않나 생각됩니다. 

 

최근에 전기차 화재에 대해서 여러 뉴스에 주목을 받고 있습니다. 단연 2차 전지 기술의 발전으로 전기차 보급이 빨라지면서 안전성 부분에서 걱정이 많이 되는것 또한 사실입니다. 그 중에서도 급발진 문제와 화재문제를 항상 보게 되는데 그 부분에서 급발진은 다른 시스템적인 문제여서 넘겨두고 화재에 대해서만 이야기 해보겠습니다. 배터리 과열과 단락이 가장 먼저 문제일 것입니다. 이후로는 충돌과 손상문제, 충전 인프라의 문제, 제조결함, 시스템 고장 등으로 볼 수 있는데 이중에서 가장 화두가 되는 내용은 아마 충전으로 인한 배터리과열 화재입니다. 제조업체 들은 안전에 대한 고려를 최우선으로 하며, 배터리 관리 시스템, 열 감지 장치, 소화 시스템등 다양한 안전장치를 도입하여 화재 위험을 최소화하고 있지만 가장 우선시 되어야 할 시스템으로 보자면 이미 있는 시스템이지만 전기차량에 이상이 있을시 자동으로 전기를 차단하는 시스템을 더 빨리 도입해야하지 않았나 아쉬움이 듭니다.

 

두 배터리의 비교 분석

이원계 배터리는 안전성이 강조되며, 삼원계 배터리는 에너지  밀도가 높은 대신 일부 안전성의 희생이 있을 수 있습니다.

삼원계 배터리는 에너지 밀도가 높아 이동성이 중요한 응용분야에서 유리하지만 이원계 배터리는 낮은 내부 저항과 높은 방전률을 통해 성능 면에서 우위를 가진다 보여집니다.