고체 리튬 배터리 VS 기존 리튬 배터리

안전, 에너지 밀도 및 수명주기는 항상 전원 배터리의 세 가지 주요 요구 사항이었습니다. 전고체 배터리는 세 가지 측면 모두에서 기존 리튬 이온 배터리를 능가할 가능성이 있기 때문에 차세대 배터리 기술로도 간주됩니다.

전고체 배터리의 장점: 높은 안전성, 자연 발화 또는 폭발의 위험이 없습니다. 전통적인 리튬 이온 배터리 유기전해질을 사용하는 경우 과충전, 내부 단락 등의 이상 상황에서 전해액에 발열이 발생하기 쉬우며, 자연 발화나 심지어 폭발의 위험이 있습니다. 모든 고체 리튬 배터리는 고체 소재를 기반으로 하며, 불연성, 비부식성, 불휘발성, 액체 누출이 없으며 리튬 덴드라이트를 극복할 것으로 예상됩니다. 반고체, 준고체 배터리는 여전히 가연성 위험이 어느 정도 있지만 액체 전해질 배터리보다 안전성도 높습니다.

전고체 배터리의 장점 2: 높은 에너지 밀도로 전기차의 주행 불안을 완벽하게 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 기술 시스템 하의 리튬 이온 배터리는 성능 한계에 가깝습니다. Tesla NCA18650 배터리의 에너지 밀도는 250Wh/Kg에 이릅니다. 모델3에 사용된 21700 배터리의 에너지 밀도는 약 300Wh/Kg이며, 항속거리는 약 400~500km이다. 마일리지 불안을 완전히 해결하는 것은 불가능합니다.

한편, 전고체 배터리의 경우 고체 전해질에는 격막과 전해질이 필요하지 않습니다. 이 두 부분은 기존 리튬 이온 배터리 부피의 약 40%, 질량의 25%를 추가합니다. 반면 누수, 부식 등은 없다. 문제는 배터리 케이스와 냉각 시스템 모듈을 단순화해 배터리 시스템의 무게를 더욱 줄일 수 있다는 점이다. 또한 새로운 양극 및 음극 소재는 전기화학적 창을 5V 이상으로 만들 수 있어 근본적으로 에너지 밀도를 높일 수 있으며 500Wh/Kg에 이를 것으로 예상된다. 동일한 배터리 용량으로 항속거리는 600~700km로 늘어날 것으로 예상된다.

또한, 전고체 배터리는 긴 사이클 수명, 넓은 작동 온도 범위, 빠른 충전 등의 장점을 갖고 있습니다.

개발 리튬 이온 배터리 고체 상태 에너지 저장 분야의 획기적인 발전을 의미합니다. 강화된 안전성, 향상된 에너지 밀도, 연장된 수명, 더 넓어진 작동 온도 범위를 통해 리튬 이온 배터리 고체 다양한 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 고체 전해질과 관련된 과제를 극복하고 이 기술을 널리 채택하고 지속 가능한 미래를 위한 새로운 가능성을 열려면 지속적인 연구 개발 노력이 중요합니다.

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