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Industry Insights/배터리 산업11

미래의 배터리라고 불리는 리튬황 배터리에 대해 알아보자 리튬황 배터리란?리튬황 배터리는 리튬이온 배터리와 달리 황(Sulfur) 을 양극(+)으로, 리튬(Lithium) 을 음극(-)으로 사용하는 이차전지입니다. 황은 자연에서 풍부하고 가격이 저렴하기 때문에 리튬황 배터리는 경제적인 배터리 기술로 주목받고 있습니다.리튬황 배터리의 장점(1) 높은 에너지 밀도 : 리튬황 배터리는 에너지 밀도(Wh/kg, 무게 대비 저장할 수 있는 에너지의 양) 가 높습니다. 리튬황 배터리는 이론적으로 2,100 Wh/kg 에 달합니다. 즉, 같은 무게라면 현재 가장 널리 사용되는 NCM811 배터리(니켈-코발트-망간)의 약 3배 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. (2) 가벼운 무게 : 리튬황 배터리는 리튬(Li, 원자번호: 3번), 황(S, 원자번호: 16번 ), 탄소(.. 2025. 2. 4.

한국이 이차전지 강국이 된 배경과 미래의 전망 한국은 현재 전 세계적으로 이차전지 기술과 생산에서 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. 이러한 성과는 오랜 시간에 걸쳐 축적된 연구개발과 정부의 전략적인 지원, 그리고 민간 기업들의 적극적인 투자가 어우러진 결과라고 할 수 있습니다. 이번 글에서는 한국이 이차전지 강국으로 자리 잡게 된 배경과, 앞으로의 전망 및 전략을 살펴보겠습니다. 이차전지 기술 개발의 역사적 배경한국이 이차전지 개발에 본격적으로 뛰어든 것은 1990년대 후반부터였습니다. 당시 전자기기의 소형화와 경량화가 가속화되면서 리튬이온 배터리의 중요성이 부각되었고, 한국의 주요 대기업들은 이를 기회로 삼아 본격적으로 기술 개발에 투자하기 시작했습니다. 일본이 먼저 상용화에 성공했지만, 한국은 기술을 빠르게 따라잡으며 대규모 생산과 품질 관리 .. 2025. 1. 25.

차세대 배터리 : 음극재 (리튬메탈 vs 실리콘) 1. 이차전지 개발 트렌드 이차전지 시장 개화 이후, 배터리의 성능에 가장 큰 영향을 주면서 원가의 가장 큰 비중을 차지하는 양극재 위주의 연구개발이 집중됨. NCM622 이차전지를 시작으로 주행거리를 늘리기 위해 니켈 함량을 극대화하는 연구가 계속 되었고, NCM811이 상용화되었고 이제 NCM9반반이 개발 막바지에 있음.중국에서 집중하던 LFP 배터리는 NCM 대비 주행거리 측면에서 떨어지면서 관심을 받지 못하다가 성능이 향상과 더불어 저렴한 가격과 안전성이 화두가 되면서 2023년 기준 배터리 시장의 46.6%를 차지함. 현재 LFP 배터리의 95%가 중국산이고 그중 80%가 CATL과 BYD에서 생산 중임. 최근 한국 배터리 기업들도 LFP 배터리 개발에 돌입하였지만 전기차용 배터리 생산 계획은.. 2024. 9. 24.

NCM, LFP 배터리 쉽게 알아보자! NCM, LFP 배터리를 설명하기 앞서 이해를 돕기 위해 리튬이온전지의 작동 원리에 대해 간략하게 설명하고 넘어가도록 하겠습니다. 리튬이온전지는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 이뤄져 있고, 양극과 음극 사이에서 전자와 리튬이온(Li+)의 이동에 따라 충전과 방전을 반복합니다. 충전이 시작되면 양극에 있던 전자는 도선을 따라 음극으로 이동하고 리튬이온은 전해질과 분리막을 통과하여 음극에서 흡수됩니다. 반대로 방전을 하면 전자는 음극에서 다시 도선을 따라 양극으로 이동하고 리튬이온은 전해질과 분리막을 통과하여 양극으로 돌아갑니다. 여기서 잠깐! 왜 리튬이온을 사용하는 걸까요? 전자는 전위가 낮은 곳(음극)에서 높은 곳(양극)으로 움직이며, 전위차가 클수록 전류의 흐름과 전압도 커집니다. 높은 곳에서 .. 2024. 2. 19.

폐배터리 재활용 기업 현황 (전처리, 후처리 업체) 이번에는 배터리 재활용 사업을 선도하고 있는 기업들에 대해 살펴보려고 합니다. 최근 배터리 산업에서는 효과적인 진출 전략으로 합작법인(JV) 구축이 주목받고 있습니다. LG그룹 LG에너지솔루션은 최근 중국의 코발트 생산 업체인 화유코발트와 손을 잡고 중국 배터리 재활용 시장을 진출하였습니다. 이 프로젝트에서는 LG에너지솔루션이 폐배터리의 전처리 공정을 담당하고, 후처리 공정은 합작법인이 책임집니다. 회수된 니켈, 코발트, 리튬 등의 금속은 화유코발트에서 양극재로 제조되어 LG에너지솔루션의 난징 공장으로 재공급됩니다. 이 외에도 LG화학은 재영택과 2023년 말 북미 지역에 배터리 재활용을 위한 합작법인을 설립하여 미국 IRA에 대응할 것이라고 밝혔고, 고려아연, 새빗켐 등과도 긴밀하게 협업할 계획이라고 .. 2023. 6. 28.

배터리 제조 공정 : 마지막 단계 '팩 공정' 알아보기 이번 포스팅에서는 제조 공정 중 마지막 공정인 '팩 공정'에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 팩 공정에서는 용도에 맞게 배터리 셀들을 연결하고 모듈화 하는 과정이라고 보시면 됩니다. 셀 투 셀 (Cell to Cell) 셀 투 셀 공정은 배터리 셀들을 연결하는 초기 단계입니다. 각각의 셀은 개별적으로 용량, 전압 및 내부 저항을 가지며, 이러한 셀들은 직렬 또는 병렬로 연결되어 전체 배터리 팩의 용량 및 전압을 결정합니다. 이 연결 과정은 용접, 리벳팅 또는 볼트를 이용한 물리적 접속을 필요로 하며, 전기적 연결뿐만 아니라 열 관리와 안전성을 위한 절연 처리도 중요합니다. 셀 간의 일관된 성능과 안정성을 위해 각 셀의 특성을 정밀하게 측정하고, 매칭하는 과정이 필수적입니다. 모듈 투 모듈 (Module t.. 2023. 6. 27.

배터리 제조 공정 : 세 번째 단계 '화성 공정' 알아보기 조립 공정이 마무리되면 전기 에너지로 배터리를 활성화시키고 안전성을 확인할 수 있는 화성 공정에 돌입합니다. 화성 공정 또는 활성화 공정은 배터리의 성능과 수명에 결정적인 영향을 미치는 요소들을 다루기 때문에 꼼꼼한 관리와 검증이 필요합니다. 화성 공정은 대규모 자동화 공정에 의해 이뤄지며, 주로 에이징과 충방전을 반복하는 과정으로 구성됩니다. 배터리는 여러 화학적 반응을 거쳐 에너지를 생성하고 저장하는데, 이때 효율적인 에너지 전송을 위해서는 배터리 내부의 모든 부분에서 화학반응이 원활하게 이루어져야 합니다. 에이징 첫 번째 단계는 에이징입니다. 배터리의 양극과 음극 사이에서 이루어지는 화학 반응을 원활하게 하기 위해서는 조립 공정에서 배터리에 주입된 전해질이 양극과 음극에 고르게 스며들어야 합니다. .. 2023. 6. 25.

배터리 제조 공정 : 두 번째 단계 '조립 공정' 알아보기 오늘은 배터리 제조 공정 중에서 두 번째 단계인 '조립 공정'에 대해 알아보도록 하겠습니다. 조립공정은 전극 공정에서 얻은 양극판과 음극판을 분리막, 전해질과 조립하는 공정이라고 보시면 됩니다. 조립 공정은 배터리의 형태(파우치형, 원통형, 각형)에 따라 극판을 쌓는 방법과 전해질을 주입하고 밀봉하는 순서가 달라집니다. 또한 제조사마다 적용하는 기술에도 차이가 있어 조립 공정의 고유한 특성을 만들어냅니다. 스태킹 방식 먼저 파우치 배터리에 사용되는 스태킹 방식에 대해 설명드리겠습니다. 이 방식은 이름에서 알 수 있듯이 여러 층을 쌓는 방식입니다. 먼저 배터리를 넣을 파우치 케이스를 만들어야 합니다. 파우치 케이스는 여러 레이어로 되어 있는 파우치 필름을 프레스를 이용하여 납작하게 만들며, 배터리 재료가 .. 2023. 6. 24.

배터리 제조 공정 : 첫 번째 단계 '전극 공정' 알아보기 배터리 제조는 크게 전극, 조립, 화성, 모듈/팩 공정 순으로 진행이 됩니다. 이번 포스팅에서는 제조 공정 중 첫 번째 공정인 '전극 공정'에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 전극 공정은 배터리의 중요한 성능 요소를 결정하는 과정으로 배터리 제조의 약 30~35% 비용을 차지하는 핵심적인 단계입니다. 믹싱 공정 전극 공정 중 첫 번째 단계로 '믹싱 공정'이 있습니다. 믹싱 공정은 배터리의 양극 활물질과 음극 활물질을 도전재, 바인더, 용매와 함께 섞어 '슬러리(Slurry)'라는 농후한 액체 상태를 만들어 내는 과정입니다. 활물질의 입자 사이즈, 분산 상태, 슬러리의 점도 등이 배터리 성능에 중요한 역할을 하므로, 이들을 정확하게 조절하는 것이 중요합니다. 양극 활물질로는 보통 리튬 니켈 코발트 망간 산화.. 2023. 6. 22.

폐배터리 재활용 : 전처리와 후처리 공정 (건식, 습식) 전기차 배터리의 수명주기는 대체로 5년에서 10년 사이라고 알려져 있습니다. 2020년 이후로 전기차의 대중화가 가속화되며, 이에 따라 2025년부터는 폐기되는 배터리의 양이 급증할 것으로 예상되고 있습니다. 이런 상황은 폐배터리 리사이클링 시장의 급격한 확대를 예고하고 있습니다. 이번 글에서는 이러한 폐 배터리 재활용 과정에 대해 좀 더 깊이 이해해 보도록 하겠습니다. 폐배터리 리사이클링(재사용, 재활용) 배터리의 수명은 제조업체, 사용 패턴, 그리고 관리 방법에 따라 다릅니다. 일반적으로 배터리의 수명이 5년에서 10년 사이에 와서 배터리의 잔존수명(State of Health, SoH)가 70% 이하로 떨어지게 되면, 배터리의 충전 속도, 출력, 그리고 주행 거리 등의 성능이 크게 저하됩니다. So.. 2023. 6. 18.

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