전기자동차의 2차전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로, 요즘 리튬이온(Li-ion)이 주로 사용됩니다.
리튬이온 2차전지는 높은 에너지 밀도와 충전 및 방전 효율이 높습니다. 이러한 특성으로 인해, 전기자동차에서는 고객의 요구에 맞는 운전 거리와 충전 시간, 성능 등을 만족시키기 위해 리튬이온이 널리 사용됩니다.
리튬이온 2차전지는 전해질로 리튬 이온을 사용하며, 양극에는 양극활물질(양극재, 양극전극)과 음극에는 음극활물질(음즉재, 음극전극)이 사용됩니다. 양극과 음극 사이에는 전해질이 존재하며, 충전 시 양극에서 리튬 이온이 이동하여 음극으로 축적되고, 방전 시 음극에서 리튬 이온이 양극으로 이동하여 전기를 생성합니다.
리튬이온 2차전지는 경량이며, 빠른 충전이 가능하고, 오랜 시간동안 충방전이 가능합니다. 또한, 높은 에너지 밀도와 충전 및 방전 효율을 제공합니다. 최근에는 고용량 및 긴 수명을 갖는 고체전해 리튬이온 전지와 같은 새로운 2차전지 소재도 개발되고 있습니다. 이러한 새로운 소재들은 전기자동차의 운전 거리와 충전 속도, 수명 등을 더욱 개선시킬 수 있습니다.
배터리
LG에너지솔루션
삼성SDI
SK이노베이션
금양
양극활물질(양극재)
2차전지의 양극활물질은 전지 내부에서 전기를 생성하는데 중요한 역할을 합니다. 양극활물질은 양극 전극에서 화학 반응을 일으켜 전자를 방출하고, 이 전자를 전기적인 에너지로 변환하여 전지에서 전력을 생성합니다.
양극활물질은 주로 금속 산화물로 구성되며, 다양한 금속 산화물이 사용됩니다. 대표적인 양극활물질로는 리튬 코발트산화물(LiCoO2), 리튬 마이네랄산화물(LiMn2O4), 리튬 철인화물(LiFePO4) 등이 있습니다.
리튬 이온 2차전지에서는 양극에 리튬이 사용되며, 양극활물질은 이 리튬 이온과 상호작용하면서 전하를 생성합니다. 리튬 이온은 양극에서 충전 시 양극활물질로 이동하고, 방전 시 다시 양극으로 돌아와 전하를 생성합니다.
양극활물질의 선택은 전지의 용량, 에너지 밀도, 수명, 충전 및 방전 효율 등에 큰 영향을 미칩니다. 따라서, 다양한 연구가 진행되어 양극활물질의 성능을 개선하고, 보다 효율적인 2차전지를 만들기 위한 기술적인 발전이 이루어지고 있습니다.
포스코홀딩스
포스코퓨처엠
에코프로
에코프로비엠
코스모신소재
엘앤에프
새로닉스(엘엔에프 대주주)
2차전지 음극활물질(음극재)
2차전지의 음극활물질은 전지 내부에서 전기를 생성하는데 중요한 역할을 합니다. 음극활물질은 음극 전극에서 화학 반응을 일으켜 이온을 방출하고, 이 이온을 전기적인 에너지로 변환하여 전지에서 전력을 생성합니다.
음극활물질은 다양한 물질로 구성되며, 최근에는 리튬 이온 2차전지에서는 그래핀, 실리콘, 나노와이어 등의 신소재가 주목받고 있습니다. 이러한 신소재는 금속 산화물보다 더 높은 에너지 밀도와 용량을 가지며, 더 긴 수명을 가지는 것이 특징입니다.
리튬 이온 2차전지에서는 음극에는 카본이 주로 사용되며, 이 카본은 그래핀이나 나노와이어 등의 신소재로 대체될 가능성도 있습니다. 음극활물질의 성능 개선은 전지의 용량, 에너지 밀도, 수명, 충전 및 방전 효율 등에 큰 영향을 미치며, 이를 위해 다양한 연구가 진행되고 있습니다.
나노신소재
KGB
SKC
포스코케미칼
대주전자재료(실리콘음극재)
전해질 전고체
2차전지의 전해질은 전지 내부에서 전극과 전해질을 분리하고 이온을 전달하는 역할을 합니다. 전해질은 액체 전해질과 전고체 전해질로 나눌 수 있으며, 전고체 전해질은 최근에 급속한 발전을 이루고 있습니다.
전해질 전고체는 일반적으로 고분자 기반의 고체 전해질 형태로 사용됩니다. 이러한 고체 전해질은 일반적인 액체 전해질과 달리 증발, 누출, 산화 등의 문제가 발생하지 않아 안정적으로 작동할 수 있습니다. 또한, 고체 전해질은 액체 전해질에 비해 전기화학적 안정성과 전력 밀도가 높은 것으로 알려져 있습니다.
전해질 전고체의 장점 중 하나는 안전성입니다. 전기자동차는 높은 운전 속도와 긴 주행 거리를 요구하기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 고체 전해질은 액체 전해질에 비해 높은 열안정성과 불안정한 상황에서도 전해질 누출의 위험이 적기 때문에 전기자동차에서 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
또한, 고체 전해질은 충전 시간이 빨라질 수 있는 높은 전력 밀도를 가집니다. 전력 밀도는 충전하는 동안 전지가 발생하는 전력의 양을 나타내는 지표로, 전력 밀도가 높을수록 충전 시간이 짧아지는 것입니다. 이러한 이유로, 고체 전해질은 전기자동차의 성능 향상에 큰 역할을 합니다.
하지만, 고체 전해질의 생산 비용이 높은 것이 단점으로 지적됩니다. 따라서, 전기자동차 2차전지의 고체 전해질에 대한 연구는 계속 진행되고 있으며, 더욱 효율적이고 경제적인 전해질을 개발하는 노력이 이루어지고 있습니다.
이수화학
한농화성
나노신소재
제이오
레몬
천보
엔켐
후성
켐트로스
전지박 동박 알루미늄박 관련
2차전지의 전지박, 동박, 알루미늄박은 전지 내부의 구성 요소들을 안정적으로 감싸주고 보호하기 위해 사용되는 소재입니다.
전지박은 전지의 전극과 전해질을 감싸고 있는 겉판입니다. 일반적으로 금속, 플라스틱, 섬유재료 등으로 만들어집니다. 전지박은 전지 내부에서 발생할 수 있는 고온, 폭발, 화재 등의 위험을 줄이기 위해 안전성이 중요한 요소입니다.
동박은 전지의 전극을 만드는 데 사용되는 재료로, 전류를 전달하는 역할을 합니다. 동박은 고전도성, 내부식성, 내식성 등의 특성이 있어 전지 내부에서 안정적으로 작동할 수 있습니다.
알루미늄박은 전지의 양극을 만드는 데 사용되는 재료입니다. 동박과 달리, 알루미늄박은 경제성이 높아 가장 많이 사용되고 있습니다. 알루미늄박은 내식성과 내부식성이 뛰어나며, 동박보다도 가벼우면서도 강도가 높아 전지 내부에서 안정적으로 작동할 수 있습니다.
전지박, 동박, 알루미늄박은 전지 내부의 구성 요소들을 안전하게 감싸주고 보호하는 역할을 하기 때문에, 전지의 안전성과 성능에 큰 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 이들 소재들은 전지 기술의 발전과 함께 더욱 발전된 소재로 대체되어 전지의 안전성과 성능을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.
SKC
삼아알미늄
일진머티리얼즈
솔루스첨단소재
폐배터리 리사이클링
전기자동차 2차전지는 리튬, 코발트, 니켈, 철 등의 유용한 금속이 함유되어 있어, 자원 절약 및 환경 보호를 위해 재활용이 필요합니다. 전기자동차 2차전지의 재활용은 크게 세 가지 단계로 이루어집니다.
첫째, 분쇄단계에서 전지 내부의 재료들을 분쇄합니다. 이때, 전지 내부에서 산화물질과 환원물질이 만나면 폭발할 수 있는 위험이 있으므로, 안전하게 처리해야 합니다.
둘째, 분리단계에서 분쇄된 재료들을 성분별로 분리합니다. 이 단계에서는 전지 내부에 함유된 리튬, 코발트, 니켈, 철 등의 금속을 추출하고, 다시 새로운 전지 제조에 사용할 수 있는 순수한 금속으로 가공합니다.
셋째, 정화단계에서 추출된 금속을 정제하여 규격화된 상태로 제조업체에 공급합니다. 이 과정에서는 남아있는 잔재물, 유해 물질 등을 제거하고, 재사용 가능한 금속으로 정제합니다.
전기자동차 2차전지의 리사이클링은 자원 절약 및 환경 보호에 큰 역할을 합니다. 리사이클링을 통해 전지 내부의 유용한 금속들을 재활용함으로써, 새로운 금속을 채굴하는데 필요한 에너지와 비용을 줄이고, 동시에 쓰레기 처리의 부담을 줄일 수 있습니다. 또한, 전지 내부에 함유된 유해 물질들을 안전하게 처리함으로써, 환경 오염을 예방할 수 있습니다.
성일하이텍
아이에스동서
새빗캠
스맥
고려아연
이지트로닉스
NPC
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