8가지 유형의 리튬 배터리 설명 – 귀하에게 적합한 배터리는 무엇입니까?

소개

리튬 배터리는 현대 사회에서 널리 사용되어 가전제품부터 전기 자동차에 이르기까지 모든 것에 전력을 공급합니다. 리튬 배터리는 1991년 Sony에서 처음으로 상용화되었으며, 니켈-카드뮴과 같은 이전 기술을 대체할 수 있는 경량 충전식 배터리를 제공했습니다. 그 이후 30년 동안 지속적인 연구를 통해 에너지 밀도, 안전성, 수명 및 충전 속도가 크게 향상되었습니다.

리튬 배터리는 양극(음극)과 음극(양극) 사이의 리튬 이온 흐름에 의존합니다. 방전 중에 리튬 이온은 전해질 용액을 통해 양극에서 음극으로 흐릅니다. 이는 장치에 전원을 공급하는 전류를 생성합니다. 충전 시 외부 전압이 인가되어 리튬 이온이 양극으로 다시 흐르는 흐름을 역전시킵니다.

수년에 걸쳐 다양한 리튬 배터리 화학 물질이 등장했으며 각각 고유한 장점과 장단점이 있습니다. 초기 리튬 이온 배터리는 리튬 코발트 산화물 음극을 사용했지만 최신 변형은 니켈, 망간 및 알루미늄 음극을 사용합니다. 리튬 철 인산염과 같은 새로운 화학 물질은 안정성과 안전성을 더욱 향상시킵니다. 액체 전해질이 아닌 고체 전해질을 적용한 고체 리튬 배터리도 활발하게 연구되고 있는 분야이다.

리튬 배터리는 높은 에너지 밀도와 가벼운 특성으로 인해 소비자 장치 및 차량에 전력을 공급하는 데 이상적입니다. 리튬 배터리 기술의 지속적인 개선은 앞으로 더 광범위한 교통 전기화와 재생 에너지 채택을 가능하게 하는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다.

BSLBATT는 전문가입니다 리튬이온 배터리 제조사 , 20년 이상의 R&D 및 OEM 서비스를 포함하여 당사의 제품은 ISO/CE/UL/UN38.3/ROHS/IEC 표준을 준수합니다. 이 회사는 고급 시리즈 "BSLBATT"(Best Solution Lithium Battery)를 개발 및 생산하는 임무를 수행하고 있습니다. BSLBATT 리튬 제품 다음을 포함한 다양한 애플리케이션에 전력을 공급합니다. 태양광 발전 솔루션 , 마이크로그리드, 가정용 에너지 저장 장치 , 골프 카트 , 선박 , RV , 산업용 배터리 , 그리고 더. 이 회사는 에너지 저장을 위한 보다 친환경적이고 효율적인 미래를 향한 길을 지속적으로 열어가는 다양한 서비스와 고품질 제품을 제공합니다. 다양한 유형의 lifepo4 배터리를 선택할 수 있습니다!

1차 리튬 배터리 - 리튬 배터리 유형

1차 리튬 배터리 금속 리튬이 포함된 비충전식 일회용 배터리입니다. 대부분의 다른 기본 배터리 유형보다 에너지 밀도가 높아 무게당 더 많은 에너지 저장 공간을 제공합니다.

기본 리튬 배터리의 몇 가지 주요 특성:

• 양극재로는 순수 리튬금속을 사용한다. 이는 매우 높은 에너지 밀도를 제공하지만 적절하게 포함되지 않으면 안전 문제가 발생할 수도 있습니다.

• 충전식이 아닙니다. 기본 리튬 배터리는 일회용으로 설계되었습니다. 재충전을 시도하면 과열 및 폭발 위험이 발생할 수 있습니다.      

• 다른 기본 배터리 유형보다 자체 방전이 더 빠릅니다. 사용하지 않을 때에도 점차적으로 전원이 꺼집니다. 유효 수명은 일반적으로 5~10년입니다.      

• 알카라인 및 탄소-아연 일회용 배터리보다 가격이 비쌉니다. 에너지 밀도가 높기 때문에 배터리 수명이 긴 장치에 가장 적합합니다.

• 안전한 전압 및 온도 범위를 벗어나는 작동을 방지하려면 보호 회로가 필요합니다. 보호되지 않은 리튬 배터리는 안전하지 않을 수 있습니다.

• 시계, 계산기, 원격 자동차 잠금 장치 및 소형, 긴 수명의 배터리가 필요한 기타 장치에 일반적으로 사용됩니다. 특수 고전력 장치에도 활용됩니다.

1차 리튬 배터리는 기존 일회용 배터리에 비해 성능 이점을 제공하지만 추가적인 안전 고려 사항이 필요합니다. 이는 가벼운 무게와 높은 에너지 밀도의 이점으로 인해 더 높은 비용이 정당화되는 긴 수명이 요구되는 저배수 장치에 가장 적합합니다.

2차 리튬 이온 배터리 - 리튬 배터리 유형

2차 리튬이온 배터리 충전식이며 오늘날 사용되는 가장 일반적인 유형의 리튬 배터리입니다. 에너지 밀도가 높고 메모리 효과가 없으며 사용하지 않을 때 매달 충전량이 5%만 손실됩니다. 따라서 자주 재충전해야 하는 노트북, 휴대폰, 태블릿과 같은 가전제품에 매우 적합합니다.

음극은 리튬코발트산화물 등 리튬금속산화물로, 음극은 흑연이나 산화티타늄으로 만든다. 방전 중에 리튬 이온은 전해질과 분리막을 거쳐 양극에서 음극으로 흐릅니다. 충전할 때 이온은 다시 흘러 양극에 다시 삽입됩니다.

리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높지만 고온이나 과충전으로 인해 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있습니다. 또한 손상되거나 결함이 있는 경우 안전 문제도 있습니다. 그러나 적절하게 사용하면 휴대용 전자 장치에 효율적인 충전식 전원을 제공합니다. 지속적인 연구는 에너지 밀도를 더욱 높이고 안전성과 수명을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

리튬 폴리머 배터리 - 리튬 배터리 유형

리튬 폴리머 배터리 LiPo라고도 불리는 는 전해질이 고체 고분자 복합재에 부유될 수 있도록 하는 유연한 파우치 디자인을 활용합니다. 이는 리튬 폴리머 배터리에 단단한 원통형 또는 각형 셀에 비해 더 가볍고, 더 얇고, 더 유연한 폼 팩터를 제공합니다.

고분자 전해질은 전해질 누출 가능성을 줄여 배터리를 더욱 안전하게 만듭니다. 또한 제조업체는 장치의 인클로저에 더 잘 맞도록 셀을 다양한 크기로 형성할 수 있습니다. 리튬 폴리머 전지는 두께가 몇 밀리미터에 불과할 정도로 매우 얇게 만들 수 있습니다. 이 컴팩트한 크기로 인해 스마트폰 및 태블릿과 같은 소형 가전제품에 매우 적합합니다.

유연한 인클로저와 전해질은 견고한 셀에 비해 추가적인 충격 및 진동 저항을 제공합니다. 그러나 폴리머 소재는 여전히 펑크에 취약합니다. 내부 단락을 방지하려면 리튬 폴리머 셀이 손상되지 않도록 주의해야 합니다.

리튬 폴리머 배터리는 일반적으로 동급 리튬 이온 배터리보다 내부 저항이 낮습니다. 그 결과 방전 성능이 향상되고 고전류 펄스를 제공할 수 있는 능력이 향상됩니다. 또한 이 화학 물질은 리튬 이온보다 방전 곡선이 더 평평하여 더 많은 용량에 대해 더 높은 평균 전압을 유지합니다.

전반적으로 리튬 폴리머 배터리의 파우치 디자인은 기존 배터리 폼 팩터에 비해 무게, 크기 및 모양 유연성 측면에서 이점을 제공합니다. 따라서 휴대용 소비자 장치, 드론, 무선 조종 모델 및 작고 가벼운 배터리가 필요한 기타 응용 분야에 널리 사용됩니다.

리튬인산철 배터리 LiFePo4-리튬 배터리 유형

BSLBATT 리튬 제품 다음을 포함한 다양한 애플리케이션에 전력을 공급합니다. 태양광 발전 솔루션 , 마이크로그리드, 가정용 에너지 저장장치 , 골프 카트 , 선박 , RV , 산업용 배터리 .

인산철리튬 (LiFePO4) 배터리는 인산철리튬 소재로 만들어진 양극을 사용합니다. 이는 다른 리튬 이온 배터리에 비해 더 안전하고 안정적인 화학을 제공합니다.

인산철리튬 배터리의 가장 큰 장점은 긴 수명이다. 수백에서 수천 번의 충전/방전 주기를 견딜 수 있습니다. 따라서 재생 에너지 저장 및 전기 자동차와 같이 높은 사이클 수명이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다.

BSLBATT의 LFP 배터리는 BMS 배터리 관리 시스템을 통해 독자적으로 개발되었으며, 이를 통해 전원 배터리의 수명을 연장할 수 있습니다. 4,000 + 배와 에너지 저장 배터리 6,000-10,000 +배.

LiFePO4 배터리는 다른 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 낮지만 화학적 안정성이 매우 우수하여 안전성이 뛰어납니다. 손상되거나 과충전된 경우 본질적으로 불연성입니다. 열 폭주 위험이 없습니다.

전반적으로 인산철리튬 배터리는 안전성, 긴 수명, 우수한 성능이 균형을 이루고 있습니다. 상대적으로 안전하고 안정적인 화학 특성으로 인해 다른 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 약간 낮음에도 불구하고 많은 응용 분야에서 인기 있는 선택이 됩니다. 긴 수명 주기는 전기 자동차와 같은 용도에 특히 중요합니다.

티타늄산 리튬 배터리-리튬 배터리 유형

리튬 티타네이트 배터리 기존 리튬이온 배터리에 비해 발전된 모습을 보여줍니다. 양극에는 흑연 대신 티탄산리튬을 사용합니다. 이는 리튬 티타네이트 배터리에 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.

고속 충전 – 리튬 티타네이트는 표준 리튬 이온 배터리에 비해 충전 시간이 훨씬 빠릅니다. 일부 리튬 티타네이트 배터리는 10분 이내에 80% 이상의 용량을 충전할 수 있습니다. 따라서 전기 자동차와 같이 빠른 재충전이 필요한 애플리케이션에 매우 적합합니다.

긴 수명 – 티탄산리튬 양극은 매우 안정적입니다. 이를 통해 배터리는 수천 번의 충전/방전 주기를 처리할 수 있습니다. 티탄산리튬 배터리는 일반적으로 교체가 필요할 때까지 표준 리튬 이온 배터리보다 10배 이상 오래 지속될 수 있습니다. 일부 버전은 20년 이상의 수명을 자랑합니다.

안전   – 티탄산 리튬 배터리는 열 폭주 문제가 덜 발생하고 안정성이 향상되었습니다. 이는 의료 기기와 같이 안전이 중요한 응용 분야에서 우위를 점할 수 있게 해줍니다.

저온 성능 – 양극재를 사용하여 저온에서도 우수한 방전 능력을 발휘합니다. 티탄산리튬 배터리는 -30°C에서도 효율적으로 작동합니다.

티탄산리튬 배터리의 높은 비용으로 인해 지금까지 채택이 제한되었습니다. 그러나 생산 규모가 확대됨에 따라 표준 리튬 이온에 비해 가격 경쟁력이 더욱 높아질 것으로 예상됩니다. 뛰어난 수명과 사이클링 능력으로 인해 티탄산리튬 배터리는 안정적인 장기 전력이 필요한 역할에 이상적입니다.

리튬황전지-리튬전지 종류

리튬황 배터리 리튬 이온 배터리에 비해 훨씬 더 높은 에너지 밀도를 제공하는 흥미롭고 새로운 배터리 화학입니다. 이 배터리는 황을 양극 재료로 사용하는데, 이는 이론적으로 리튬 이온 배터리에 사용되는 기존 리튬 코발트 산화물 음극보다 무게 기준으로 약 5배 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.

리튬황 배터리의 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 약 500Wh/kg 또는 2800Wh/L의 매우 높은 이론적 에너지 밀도. 이는 리튬이온 배터리보다 2~5배 높은 수치이다.

• 양극재로 황을 사용하는 경우는 리튬이온 배터리에 사용되는 코발트나 니켈보다 훨씬 저렴하고 풍부하다. 이렇게 하면 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

• 황 음극은 금속 산화물 음극에 비해 가볍습니다.

• 리튬이온 배터리처럼 열폭주 위험이 없습니다.

• 환경 친화적인 소재.

그러나 리튬황 배터리는 널리 상용화되기 전에 여전히 몇 가지 기술적 과제에 직면해 있습니다.      

• 사이클에 따른 황 활성 물질의 손실로 인해 사이클 수명이 짧습니다. 이를 해결하기 위해 첨가제와 코팅에 대한 연구가 진행 중입니다.

• 쿨롱 효율이 낮습니다. 복잡한 반응 메커니즘으로 인해 활성 황이 손실됩니다.

• 방전 중 황의 부피가 최대 80%까지 팽창하여 음극의 기계적 성능 저하를 초래합니다. 황의 나노구조화는 이 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

• 전도성 첨가제가 필요한 황의 전기 전도성이 낮습니다.

• 리튬 금속 양극은 용해된 폴리황화물과 반응하여 용량이 급격히 감소합니다. 리튬 금속에 대한 보호 코팅이 개발되고 있습니다.

이러한 과제를 극복할 수 있다면 리튬 황 배터리는 전기 자동차 및 그리드 스토리지와 같은 응용 분야에 안전하고 에너지 밀도가 높으며 저렴한 배터리 기술을 제공할 수 있습니다. 그러나 여전히 추가 연구와 개발이 필요한 유망한 배터리 화학 물질로 남아 있습니다.

고체 리튬 배터리 - 리튬 배터리 유형

고체 리튬 배터리 사용 액체 또는 고분자 전해질 대신 고체 전해질. 전해질이 누출되거나 화재가 발생할 위험이 없기 때문에 액체 전해질 배터리보다 안전합니다.

고체 전해질은 액체 전해질 리튬이온 배터리에 비해 더 높은 에너지 밀도를 가능하게 한다. 고체 전해질은 배터리에서 공간을 덜 차지하므로 양극과 음극 재료를 위한 공간이 더 넓어집니다. 일부 프로토타입 고체 배터리는 기존 리튬 이온의 에너지 밀도가 약 250~300Wh/L인 데 비해 500Wh/L가 넘는 에너지 밀도를 보여주었습니다.

고체 전해질은 또한 열적, 화학적 안정성이 더 뛰어납니다. 액체 전해질에 비해 분해되지 않고 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 이를 통해 배터리 안전성이 향상되고 향후 충전 속도가 더 빨라질 수 있습니다.

고체 리튬 배터리의 주요 과제는 리튬 이온 전도성이 충분히 높은 전해질을 개발하고 고체 전해질과 전극 재료 간의 우수한 접촉을 보장하는 것입니다. 그러나 많은 기업과 연구 그룹은 고체 상태 리튬 배터리의 상용화를 위해 적극적으로 노력하고 있습니다. 왜냐하면 안전성과 에너지 밀도의 장점으로 인해 전기 자동차, 가전 제품 및 기타 응용 분야에 매우 유망하기 때문입니다.

리튬 공기 배터리 - 리튬 배터리 유형

리튬 공기 배터리는 휘발유를 능가하는 극도로 높은 에너지 밀도를 약속하는 흥미로운 미래 배터리 기술을 대표합니다. 그들은 리튬 금속을 양극으로 사용하고 공기 중의 산소를 음극으로 사용합니다.

방전 시 리튬 금속은 리튬 이온 및 산소와 결합하여 과산화리튬을 형성하는 전자를 포기합니다. 이 화학 반응은 에너지를 방출하여 배터리에 전력을 공급합니다. 충전 중에는 과정이 반대가 됩니다. 과산화리튬은 분해되어 산소를 방출하고, 전자는 리튬 금속 양극으로 돌아가고, 리튬 이온은 전해질로 돌아갑니다.

리튬공기전지의 가장 큰 장점은 이론적인 에너지 밀도가 약 12kWh/kg으로 리튬이온전지보다 10배 높다는 점이다. 이러한 막대한 에너지 밀도는 무거운 음극 물질을 저장하는 대신 주변 공기의 산소를 사용함으로써 가능해졌습니다.

그러나 리튬공기전지는 여전히 상당한 기술적 난제에 직면해 있다. 리튬 금속 양극은 불안정하며 충전 중에 수상돌기가 형성되기 쉽습니다. 반응 생성물은 공기 음극의 기공을 막아 성능을 저하시킬 수 있습니다. 리튬공기배터리가 상업적으로 상용화되기 전에 해결해야 할 효율성, 수명, 안전성 문제도 있습니다. 그러나 이러한 과제를 극복할 수 있다면 리튬 공기 배터리는 에너지 저장 분야에서 혁신적인 발전을 제공할 수 있습니다. 매우 높은 에너지 밀도로 인해 장거리 전기 자동차 및 가장 작은 패키지에서 가장 높은 에너지를 요구하는 기타 응용 분야에 대한 흥미로운 전망을 제공합니다.

결론

리튬 배터리는 경량 패키지에 높은 에너지 밀도를 제공함으로써 휴대용 전자 제품 및 전기 자동차에 혁명을 일으켰습니다. 연구 개발이 계속되면서 리튬 배터리는 용량, 충전 속도, 안전성, 비용 측면에서 지속적으로 개선될 가능성이 높습니다.

기본 리튬 배터리는 재충전이 불가능하지만 일회용 장치에 긴 수명과 높은 전력 출력을 제공합니다. 2차 충전용 리튬 이온 배터리는 현재 가전제품 시장을 장악하고 있으며 EV와 같은 더 큰 응용 분야로 옮겨가고 있습니다. 리튬 폴리머 및 리튬 철 인산염과 같은 변형 제품은 유연성과 안전성 측면에서 이점을 제공합니다.

리튬 황 및 리튬 공기와 같은 신흥 배터리 화학은 리튬 이온에 비해 에너지 밀도를 크게 높이는 것을 목표로 합니다. 고체 리튬 배터리는 액체 전해질을 고체 부품으로 대체함으로써 훨씬 더 높은 전력과 안전성을 제공할 수 있습니다.

전반적으로 리튬 배터리 기술은 지난 수십 년 동안 빠르게 발전해 왔으며 계속해서 매우 활발한 혁신 분야가 될 것입니다. 우리는 리튬 배터리가 현대 기술 사회의 점점 더 많은 측면을 지원하는 동시에 비용, 안전 및 환경 지속 가능성과 같은 중요한 영역에서 꾸준히 개선되는 것을 볼 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 이러한 다목적 고성능 배터리의 미래는 밝습니다.

이 주제에 관해 질문이 있으시면 언제든지 문의해 주세요. 저희에게 연락주세요 .