리튬 배터리 역사 종류 및 장단점 취급 알아보기

화성의 일차 리튬 전지 업체 내에서 큰 화재가 발생했습니다. 한 개의 배터리셀에서 폭발적인 연소를 시작해 3만 5천 개의 리튬 배터리가 급격하게 연소가 시작된 폭발음과 함께 화재 진압이 어려웠다고 하네요. 리튬배터리에 대한 정보 알아볼게요.

 

리튬 배터리 알아보기

 

 

리튬 배터리

리튬 배터리는 리튬 이온을 이용해 충전과 방전을 하는 전기 화화적 에너지 저장 장치입니다. 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 제공하는 특성으로 인해 스마트폰부터 전기 자동차까지 다양한 분야의 모든 전력을 공급해 사용되고 있습니다. 주로 스마트폰, 노트북, 전기 자동차, 전동 공구 등 사용되며 크게 리튬 이온 배터리(Lithium-ion, Li-ion), 리튬 폴리머 배터리(Lithium-polymer, Li-Po) 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다.

 

리튬 배터리 역사

 

역사

초기 연구 (1970년대)

1970년대 초반, M. S. Whittingham은 Exxon에서 리튬을 이용한 배터리의 가능성을 처음으로 연구했습니다. 그는 이황화 티타늄(TiS2)과 리튬 금속을 사용한 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 높은 에너지 밀도를 보였지만, 리튬 금속의 불안정성으로 인해 상용화되지 않았습니다.

 

개선된 연구 (1980년대)

1980년대 초반, John B. Goodenough는 코발트 산화물(LiCoO2)을 양극 소재로 사용하는 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 더 높은 전압과 안정성을 제공했으며, 리튬 이온 배터리의 발전에 중요한 기초를 마련했습니다.

 

리튬 이온 배터리의 상용화 (1990년대)

1991년, 소니와 아사히 카세이(Asahi Kasei)는 최초로 상용 리튬 이온 배터리를 출시했습니다. 이 배터리는 높은 에너지 밀도와 안정성을 제공하며, 다양한 전자 기기에 사용되었습니다.

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기술 발전과 대중화 (2000년대 이후)

2000년대 들어 리튬 이온 배터리 기술은 급속히 발전하였고, 전기 자동차, 스마트폰, 노트북 등 다양한 분야에서 널리 사용되었습니다. 또한, 리튬 폴리머 배터리(Li-Po)와 같은 변형도 개발되어 다양한 응용 분야에 적합하게 발전했습니다.

 

현대와 미래 (2010년대 이후)

2010년대 이후로는 배터리의 에너지 밀도, 수명, 안전성을 개선하기 위한 연구가 계속되고 있고, 리튬-황 배터리, 리튬-공기 배터리와 같은 차세대 배터리 기술도 활발하게 연구되고 있습니다.

 

리튬 배터리는 현재도 계속 발전하고 있으며, 미래의 에너지 저장 솔루션으로서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

 

 

리튬 배터리 종류

 

종류

리튬이온

리튬 이온(Li-ion) 배터리는 가장 일반적인 유형으로 에너지 밀도가 높고 수백 번 재충전할 수 있는 능력으로 알려져 있습니다. 이 제품은 가전제품, 전기 자동차 및 기타 여러 응용 분야에 널리 사용됩니다.

 

리튬폴리머

리튬 폴리머(LiPo) 배터리는 리튬 이온과 유사하지만 고체 또는 젤형 전해질을 사용합니다. 이를 통해 모양과 크기가 유연해 스마트폰이나 태블릿과 같은 얇고 가벼운 장치에 사용하기에 이상적입니다.

 

다른 유형

다른 변형으로는 인산철리튬(LiFePO4) 및 티탄산리튬(Li4Ti5O12) 배터리가 있으며, 각 배터리는 향상된 안전성 또는 더 빠른 충전 시간과 같은 고유한 이점을 제공합니다.

 

리튬 배터리 장단점

 

장단점

리튬 배터리는 다양한 장점과 단점을 가지고 있어 각종 응용 분야에서 고려해야 할 중요한 요소들입니다.

장점

✅높은 에너지 밀도: 리튬 배터리는 다른 배터리 기술에 비해 에너지 밀도가 높아 더 작은 크기와 무게로 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.

✅긴 수명: 적절히 관리할 경우, 리튬 배터리는 많은 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 있어 수명이 깁니다.

✅낮은 자기방전율: 사용하지 않을 때도 에너지를 잘 유지하며, 다른 배터리 종류에 비해 자기 방전율이 낮습니다.

✅빠른 충전 속도: 리튬 배터리는 상대적으로 빠르게 충전할 수 있어, 시간 효율성이 높습니다.

✅경량화: 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도로 인해 가벼운 무게를 유지할 수 있어, 휴대용 전자기기나 전기차 등에 적합합니다.

 

단점

✅비용: 리튬 배터리는 다른 배터리 종류에 비해 제조 비용이 높습니다.

✅안전 문제: 과충전, 과방전 또는 물리적 손상 시 발화나 폭발의 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 복잡한 보호 회로가 필요합니다.

✅환경 영향: 리튬 배터리의 생산과 폐기 과정에서 환경에 미치는 영향이 큽니다. 특히 리튬, 코발트 등의 채굴 과정에서 환경 파괴와 인권 문제가 발생할 수 있습니다.

✅온도 민감성: 극한의 고온이나 저온 환경에서 성능이 저하될 수 있으며, 특히 고온에서는 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

✅재활용 문제: 리튬 배터리의 재활용이 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에, 재활용률이 낮은 편입니다.

 

리튬 배터리는 이러한 장단점을 고려하여 사용해야 하며, 특히 안전 관리와 환경 문제에 대한 지속적인 관심과 개선이 필요합니다.

 

 

안전 조치 및 취급

안전을 보장하려면 과충전이나 과방전을 피하고 제조업체에서 지시한대로 사용하는 것이 매우 중요합니다. 성능 저하를 위해 직사광선이나 열원을 피하고 서늘한 곳에 보관을 합니다. 부적절한 폐기는 환경에 해를 끼치고 안전상 위험을 초래할 수 있으니 지정된 재활용이 가능한 곳에 폐기합니다.

 

리튬 배터리 알아보기

 

 

마무리

리튬 배터리는 일상에서도 많은 부분 중요한 역할을 하며 널리 사용되고 있습니다. 배터리 기술의 발전은 우리 생활을 더욱 편리하게 만들어 주고 있지만 반면 환경 문제나 안전 문제에서는 주의가 필요합니다.

 

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