자동차 배터리 (2) - 리튬 이온 배터리의 장점 및 단점

자동차 배터리 (2) - 리튬 이온 배터리의 장점 및 단점

 

출처 : 삼성 SDI

 

지난 1부에서는 리튬 이온 배터리가 무엇이고, 배터리 구동 원리에 대해 간략히 알아보았습니다.

 

아래의  글에서도 작성하였듯이, 전기차는 장점과 단점이 분명하게 드러납니다.

 

전기차 (4) 전기차의 장점

전기차 (3) 전기차의 단점

 

우선 전기차는 동일한 제원을 기준으로 하였을 때, 내연기관 대비 굉장히 비쌉니다.

(배터리가 차량 가격 상승에 큰 원인입니다.)

 

5 ~ 10년 이상 주행하거나 주행거리가 꽤 많은 경우에야, 초기의 발생한 비용을 충분히 상쇄할 수 있을 것입니다.

 

그러나 우리가 휴대폰에서 알 수 있듯이, 배터리는 수명이 분명히 정해져 있습니다.

 

또한, 내연기관 대비 오랜 시간 개발이 이루어지지 않았기에 현재로서는 '아직 시기상조이지 않을까'라는 개인적인 의견입니다.

(물론, 실제 전기차주분들의 생각은 다를 수 있습니다.)

 

그럼 지금부터, 전기차 배터리인 리튬 이온 배터리의 장점과 단점을 알아보도록 하겠습니다.

 

(1) 장점

1. 가볍습니다.

 - 리튬 금속은 다른 금속보다 가벼워, 동일 크기 기준으로 다른 금속보다 에너지 밀도가 매우 높습니다.

    => 경량화에 유리

 

 - 전기차 (리튬 이온)배터리 무게만 약 400 ~ 500kg에 달합니다. (주행거리 약 400km 기준)

 

출처 : 삼성SDI

 

2. 낮은 방전율

 - 다른 2차 전지보다 낮은 자가방전율 특성을 가지고 있음.

 

3. 편리한 유지관리

 

4. 높은 전압

 - 높은 전압으로 인하여 단일 셀만으로도 소형 전자 장비를 구동할 힘을 가지고 있음.

 

(2) 단점

1. 가연성

 - 리튬 이온 배터리에 구성하는 물질 중 하나인 '전해질'은 가연성으로, 과열되면 화재로 이어질 수 있음.

 - 가장 큰 단점이라고 생각합니다.

 

출처 : 현대자동차

 

2. 낮은 보호율

 - 리튬 이온 배터리는 다른 충전식 배터리보다 덜 견고합니다. 그로 인한 과충전 및 완전 방전으로부터 보호가 필요합니다.

 

출처 : 현대자동차

 

3. 높은 가격

 - 리튬 이온 배터리는 니켈 카드뮴 배터리보다 약 40%이상 비쌉니다.

 - 2022년 5월 기준으로 리튬은 작년 대비 약 457% 가까이 가격 상승을 하였다고 합니다.

 

4. 변동성 (2번의 낮은 보호율과 비슷한 맥락)

 - 온도에 따라 리튬 전지의 성능이 급격하게 변합니다.

 - 상온에서 -20ºC로 변화 시, 배터리 충전용량은 약 20% 이상 감소하였습니다.

 - 500회 기준으로 충방전을 하였을 경우, 기존보다 약 20% 용량 감소를 보여주었습니다. 

  (겨울철 주행거리가 확연하게 줄어든다는 차주분들의 이야기가 많습니다.)

 

상대적으로 낮은 보호율로 인하여 과충전 및 과열의 경우에 쉽게 화재가 발생할 수 있는 부분이 전기차 배터리를 사용되는데 가장 무서운 점이 아닌가 싶습니다,

 

그러나, 지속적으로 리튬 이온을 활용한 전지의 개발이 이루어진다는 것은 충분한 이유가 있지 않을까합니다.

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출처 : 현대자동차

뉴스에서 전기차 화재 관련 기사들이 점점 늘어나는 추세인 것 같습니다.

아무래도 전기차 보급이 급격히 증가하기 때문일 것인데, 시장의 수요에 맞추어 리튬 전지의 단점을 보완하는 기술도 빠르게 개발될 것이라 생각합니다.

 

지금까지 전기차에 사용되는 리튬 이온 배터리의 장점과 단점에 대해 알아보았습니다.