[알기 쉬운 이차전지] 1주차 (2). 소형전지와 ESS

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1-2. 리튬 이온 전지의 탄생

1. 스탠리 휘팅엄

리튬이온전지의 핵심 원리인 *인터칼레이션 전극 (intercalation electrode) 원리 발견
초전도체를 연구하기 시작했으며 에너지가 풍부한 물질 발견하여 리튬배터리의 혁신적인 양극으로 황화티타늄 사용. 금속리튬 음극과 결합하여 2V 충전식 배터리 개발.

*인터칼레이션 : 리튬이 흑연층 사이에 삽입되는 현상

2. 존 구디너프

황화티타늄과 비슷한 코발트 산화물 분자 구조를 발견하고 양극에 적용하여 4V 전압 가지는 배터리 개발 -> 소형 전자제품에 포함 | 층으로 이루어진 구조 안에 리튬 이온
기존 양극인 LCO (Lithium Cobalt Oxide) 코발트를 인산철로 대체하는 리튬인산철 (LiFePO4) 배터리를 발명. LFP.

3. 요시노 아키라

** 에너지 = 전압 X 용량

1-3. 리튬 이온 전지의 탄생

1. 이차전지 산업 시장 규모

2. 이차전지 주요 광물 수입 의존도

1-4. 쓰임새가 다양한 소형전지

1. 소형 전지 종류

소형 전지? 한 손에 잡힐 정도로 작은 전지. 외관의 형태에 따라 코인형/원통형/각형/폴리머(파우치형) 배터리로 구분.
-> 스마트폰, 노트북, 웨어러블 기기 등 다양한 기기에 적용
IT 기기 (스마트폰, 스마트 워치, 노트북) : 얇은 필름 소재로 용도에 따라 크기, 용량, 모양을 바꿀 수 있는 파우치형 배터리 사용 ** 과자봉지 -> 공기가 유입되지 않아 안정적
순간적으로 고출력이 필요한 power device (전동공구, 무선청소기), 개인형 이동장치 (전기 스쿠터, 전기자전거) : 고용량, 고출력 특성을 가진 원통형 배터리
무선 이어폰 : 초소형, 경량화 디자인 자유도 높은 코인형 배터리

2. 소형 전지 업체

LG 에너지 솔루션, 삼성 SDI 다양한 크기의 배터리 생산
한국은 배터리 제조 강국이나, 원자재의 60% 이상 해외에 의존하고 있기에 소재 확보가 중요. 광산업체와의 협업, 다양한 소재 기업 (포스코 퓨처엠, 에코프로) 소재를 조달받음.
LG에너지설루션 (파우치형, 주력 + 원통형)
프리 폼 배터리 개발 : 유연성을 가진 배터리, 여러 디자인으로 제품 제작 가능
삼성 SDI (각형, 주력 + 원통형)
세계 최초 플렉시블 배터리 출시
고성능, 고용량을 위한 새로운 규격의 원통형 배터리 개발

3. 글로벌 소형 전지 업체

Panasonic (일본) | 테슬라의 기가 팩토리에 납품하며 18650, 21700, 4680 (앞의 두 글자 직경, 뒤의 두 글자 높이, 0은 원통형)
ATL (중국) | 아이폰의 대부분 배터리

4. 소형 전지 산업

5. 전기차, ESS를 위한 중대형 전지

1. 중형 배터리

2. 배터리 업체: 국내 3사

3. 대형 배터리

에너지 저장 장치 (ESS) | 리튬이온전지와 같은 기존의 중소형 이차 전지를 대형화하거나 화전에너지, 압축 공기를 기타 방식으로 대규모 전력을 저장하는 시스템

4. ESS의 구성요소

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