리튬 이온 배터리

리튬 이온 배터리 설계

리튬 이온 배터리는 음극, 양극, 분리막 및 전해질로 구성됩니다. 캐소드는 다른 금속 산화물, 예를 들어 리튬 코발트(III) 산화물(LiCoO ₂ ) 또는 리튬 망간 산화물(LiMn ₂ O ₄ ) 로 만들어질 수 있습니다 . 반면에 양극은 가장 일반적으로 흑연 으로 만들어집니다. 여기에서 핵심 역할은 방전 및 충전 중에 전극 사이에서 이온이 이동하는 리튬에 의해 수행됩니다. 전해질은 일반적으로 유기 용매 또는 고체의 혼합물에 용해된 리튬 염을 포함하는 액체입니다. 전해질은 종종 비닐렌 카보네이트 에서 생산됩니다. 리튬 이온 배터리는 팩에 결합된 여러 개의 소형 셀로 구성됩니다. 완전히 구성 가능하므로 원하는 전압을 제공합니다.

리튬 이온 기술의 장단점

먼저 리튬 이온 배터리의 장점에 대해 논의하겠습니다.

• 높은 에너지 밀도: 리튬 이온 기술은 가장 높은 에너지 밀도 중 하나를 특징으로 하여 작은 배터리에 많은 양의 에너지를 저장할 수 있습니다.
• 낮은 자가 방전: 다른 유형의 배터리와 비교할 때 자가 방전률이 매우 낮기 때문에 상당한 용량 저하 없이 오랫동안 에너지를 저장할 수 있습니다.
• 긴 수명: 리튬 이온 배터리는 수명이 깁니다. 표준 셀의 수명 범위는 300~1000회 충전 사이클이지만 일부는 더 높은 값을 가집니다.
• 메모리 효과 없음: 다른 기술과 달리 리튬 이온 배터리는 사실상 메모리 효과가 없습니다. 따라서 충전을 위해 다시 연결하기 전에 완전히 방전할 필요가 없습니다.
• 충전 속도: 다른 인기 있는 배터리와 비교하여 리튬 이온 배터리는 충전 속도가 더 빠르며 특히 많은 에너지를 사용하는 장치에 큰 이점이 있습니다.
• 낮은 환경 영향: 리튬 이온 기술은 납축 배터리 또는 니켈 카드뮴 배터리와 같은 다른 솔루션보다 환경에 훨씬 덜 해롭습니다. 우선 환경에 유해한 중금속이 포함되어 있지 않습니다. 또한 충전 과정의 효율이 높고 지속 시간이 짧아 에너지 낭비가 적습니다.

위에서 언급한 기능을 통해 리튬 이온 배터리는 쉽게 사용할 수 있으며 많은 일상 장치에서 점점 보편화되고 있습니다. 유감스럽게도 리튬 이온 기술에도 단점이 있어 응용 분야가 제한됩니다. 몇 가지 예는 아래를 참조하십시오.

• 높은 가격: 리튬 이온 배터리의 생산 비용은 다른 솔루션보다 높기 때문에 높은 판매 가격에 기여합니다.
• 과방전 문제: 리튬 이온 배터리가 권장 수준 이하로 방전되면 복구할 수 없을 정도로 손상될 수 있습니다.
• 용량 저하: 리튬 이온 배터리는 집중적으로 사용하지 않아도 시간이 지남에 따라 용량이 감소합니다. 이렇게 하면 이러한 배터리를 사용하는 장치의 작동 시간이 단축됩니다.
• 사용 안전: 손상된 리튬 이온 배터리는 폭발하거나 화재를 일으킬 수 있습니다. 극도로 높은 온도나 과충전도 이러한 현상을 유발할 수 있습니다.

이러한 단점에도 불구하고 리튬 이온 배터리는 매우 다양한 용도로 사용됩니다.

리튬 이온 배터리는 어디에 사용됩니까?

Li-Ion 기술은 이제 가장 널리 사용되는 배터리 생산 방법 중 하나입니다. 위에 표시된 장점과 사용자 정의 가능성으로 인해 다양한 유형의 장치에서 쉽게 사용됩니다. 그렇다면 이러한 유형의 배터리는 어디에서 찾을 수 있습니까?

가전

리튬 이온 배터리는 주로 가전 제품에 사용됩니다. 스마트폰, 컴퓨터, TV 세트, 랩탑, 무선 헤드폰, 시계, 카메라 및 기타 여러 전자 장치에서 찾을 수 있습니다. 특히 높은 에너지 밀도, 작은 크기 및 긴 수명으로 인해 일상적인 모바일 장치에 일반적으로 사용됩니다.

전기차

전기 및 하이브리드 자동차는 리튬 이온 배터리를 사용하는 인기 있는 기계 그룹입니다. 이 배터리는 기존의 납축전지보다 가벼우면서 충전 사이에 상당히 긴 이동이 가능하기 때문에 사용됩니다. 최첨단 차량에 배터리를 사용하면 배기 가스 CO ₂ 배출량을 줄이는 데 도움이 됩니다.

에너지 저장

산업 및 가정용 에너지 저장 시스템은 모두 바람 이나 태양 에너지 와 같은 재생 가능한 소스 에서 에너지를 저장하는 데 점점 더 대중화되고 있습니다. 이러한 시스템은 리튬 이온 배터리를 사용합니다.

전동 공구

고성능 및 고속 충전 기능으로 인해 리튬 이온 배터리는 대부분의 무선 전동 공구에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 그라인더, 드릴, 톱질 기계 등과 같은 장비에서 찾을 수 있습니다.

의료 기기

작은 크기의 리튬 이온 배터리는 전문 의료 기기에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 심장 박동기, 심전계, 압력 모니터, 의료용 트롤리 및 기타 구명 장비에 사용됩니다. 그것들은 리튬 이온 배터리의 주요 응용 분야 중 일부에 불과합니다. 비상 에너지 공급에 사용되는 시스템, 드론 및 원격 제어 차량에서도 찾을 수 있습니다. 항공에 사용하기 위한 실험이 수행됩니다.