엔지닉 전기차&2차전지 빡공스터디 26기 참여 후기

2강. 전기자동차용 2차 전지 : 리튬이온전지

​

리튬이온 배터리의 4요소는 - 양극,음극,전해질,분리막으로 구성되어 있다.

​

양극의 구성 - 리튬코발트산화물, 리튬철이산염, 리튬망간산화물

음극의 구성 - 금속 리튬, 흑연

​

두 전극외에도 *전해질 , *분리막으로 구성되어 있다.

​

​

충전 / 방전 원리 ;

ㄴ. 양극에 있는 리튬이온이 음극으로 이동하며 충전이 된다.

ㄴ. 음극에 있는 리튬이온이 양극으로 이동하며 방전이 된다.

​

리튬이온 배터리의 장단점!?

장점 : 용량이 크고, 가볍고, 보충 충전이 가능하다.

단점: 과충전시 폭발위험, * 전용 충전기가 필요하다 (급속/완속) , 과열,과전압시 손상 우려, 제작이 어렵다.

​

​

리튬이온 배터리의 종류

ㄴ. 크게 삼원계 배터리 / 리튬인산철 배터리로 나뉘게 되는데. 주요 insight 부분만 캐치하자면.

​

• 삼원계 배터리

​

층상구조를 갖고, 니켈과 알루미늄. 망간, 코발트의 조합으로 이루어져있다. [NCA - Ni + Co + Al] 으로도 불리운다.

국내 생산 업체 : 삼성SDI, LG 엔솔, SK On.

​

1회 주행거리가 길고, 상대적 연비가 좋다는 강점을 갖고 있다. (500km) 통상적.

​

• 리튬인산철 배터리

​

올리빈 구조를 갖는다. 안정성이 확보되고, 2차 전지로 활용하기에 기술적 수준이 낮다.

코발트 및 니켈 등의 금속이 포함되어 있지 않기에 가격이 상대적으로 저렴.

가격 경쟁력과 화재 안정성에 뛰어나다.

생산업체 : CATL , BYD. (CATL은 CTP, Cell to Pack 기술을 사용하여 에너지밀도를 올리는 방법을 사용. 1000km)

​

​

2차전지 배터리 시장 점유율 현황;

• 2000년대 초반, SDI 및 LG화학 기술개발과 자체 생산을 통한 세계 2위 차지.

• 2012년 삼성SDI 2차전지 세계시장 1위, 한국기업들의 점유율 43.4%.

• 그러나 현재, 2024년 CATL, BYD 업체가 글로벌 전기차 사용량 순위 1,2위를 달리고 있다.

• 국내 LG엔솔, SK On, SDI 합산이 23.2%로 중국의 절반정도도 못 미치는 수준이다.

​

​

3강. 전기자동차 2차전지 System

​

01. 전기자동차의 구성

​

리튬이온 배터리를 사용하고 있으며, Cell -> Module -> Pack 으로 수행할 수 있도록 만들어져 있다.

모듈 : 각형 / 원통형 / 파우치형

​

3P10S / 2P6S : P = Parallel / S = Series.

​

​

Cell 이란?

ㄴ. 배터리 팩의 가장 작은 기본 요소이다. 셀의 특징이 자동차의 전반적인 성능에 중심적인 역할을 차지한다.

고로, 제한된 공간에서 효율을 위해 단위 부피당 높은 용량을 지닐 수 있도록 설계하는 것이 가장 중요. + 수명.

​

Module 이란?

ㄴ. 수천개의 배터리를 열, 진동, 등으로 부터 보호하기 위해 일정한 개수로 조합하여 프레임에 넣은 것을 말한다.

Series / Parellel 으로 조합할 수 있고, 많은 셀들을 효율적으로 관리하기 위해 모듈 단위로 구성한다.

​

** CTP? (Cell to Pack 기술이란?)

ㄴ. Module을 생략하여, 배터리셀에서 바로 배터리팩으로 설계되는 기술을 말한다.

ㄴ. 모듈을 없애고, 공간확보 -> 에너지 밀도 상향 -> 부품 개수를 줄여 -> 비용 절감. [ 파우치형 배터리의 경쟁에서 우위를 확보 할 수 있다]

​

​

Pack 이란?

ㄴ. 모듈을 여러개 묶어서 배터리 팩이 조립된다.

BMS 가 왜 필요하냐? -> 배터리의 셀 수를 늘리면 고전압은 얻어지지만, 배터리 1셀마다 각각의 충전,방전 상황이 다르기 때문에 셀의 관리가 중요한 것 이다.

2차 전지에 대한 전반적인 흐름을 이해하는데 도움이 되었습니다. 후반부에 전기차에 관해 설명해주시는 부분들이

있었는데, 이 점이 가장 인상 깊었던 것 같습니다. 앞으로도 양질의 정보 제공해주시면 잘 수강하겠습니다~