리튬인산철 배터리: LiFePo4

리튬철 배터리는 리튬 이온 배터리를 사용합니다. 인산철(LiFePO4) 음극재로. 하지만 먼저 LiFePo4 배터리의 장점을 더 잘 이해하려면 리튬 배터리가 무엇인지 이해해야 합니다.

리튬 이온 배터리(또는 간단히 리튬 배터리)는 리튬 기반 재료를 음극으로 사용하고 다양한 기타 재료(가장 일반적으로 흑연)를 양극으로 사용하는 배터리입니다. 이러한 배터리는 가벼운 무게, 작은 폼 팩터 및 긴 배터리 수명으로 인해 휴대폰, 디지털 카메라 등과 같은 휴대용 장치에서 흔히 볼 수 있습니다.

리튬 배터리는 가장 쉽게 산화되는 원소인 리튬을 사용한다는 장점이 있습니다. 이는 전자를 쉽게 포기할 수 있으며, 전자는 회로에서 자체적으로 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 배터리에서 전자를 더 쉽게 가져갈수록 효율성이 높아지므로 수명이 길어집니다. 또한 리튬은 알려진 금속 중 가장 가볍기 때문에 휴대성이 좋고 재료의 모양을 쉽게 만들 수 있습니다.

리튬 자체는 반응성이 커서 환경에서 비금속과 즉시 염을 형성하기 때문에 음극으로 사용할 수 없습니다. 이는 리튬이 자연 상태나 원소 형태로 발견될 수 없다는 사실에서 가장 적절하게 입증됩니다. 보다 일반적으로 염화리튬 및 기타 할로겐화물 염의 형태로 발견됩니다. 또한 천연 리튬은 자연 발화하고 물과 격렬하게 반응하기 때문에 기름 속에 보관해야 합니다.

이는 리튬을 양극으로 사용하려면 리튬 화합물을 사용해야 함을 의미합니다. 이들 화합물은 분해 시 이온을 생성해야 하며, 2차 전지로 사용되기 위해서는 쉽게 가역적인 반응을 보여야 합니다.

사용되는 리튬 화합물의 좋은 예는 리튬 철 인산염(LI)입니다. LI 배터리는 1996년 텍사스 대학교에서 리튬 배터리를 만드는 저렴한 방법으로 개발되었습니다. 리튬의 "파트너"인 철은 배터리용 리튬 화합물을 만드는 데 사용되는 다른 금속에 비해 상대적으로 더 풍부하기 때문에 가격이 저렴합니다. 리튬배터리 중 방전속도가 느려 수명이 길어진다는 장점이 있다.

관찰할 수 있는 바와 같이, 반응은 리튬 이온과 인산철(III)(FePO4)을 생성합니다. 인산철(III) 또는 인산철은 인산철(II)(Fe3(PO4)2)인 다른 형태와 달리 무독성입니다. 실제로 인산제2철은 인간을 위한 철분 보충제로 사용되어 인간이 섭취해도 안전하다는 것이 입증되었습니다. 이것이 다른 리튬 기반 배터리보다 인산철리튬이 선호되는 주된 이유입니다. 보다 일반적인 리튬-코발트 배터리와 같은 기타 리튬 이온 배터리는 독성이 더 강한 산화 코발트 화합물을 생성합니다.

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