리튬 이온 배터리란 무엇입니까?

1. 리튬 이온 배터리란 무엇입니까?

배터리는 하나 이상의 배터리로 구성된 전력 공급원입니다. 전기 장치에 전력을 공급하기 위한 외부 연결부를 갖춘 전기화학 전지. 리튬 이온 또는 리튬 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 사용하는 충전식 배터리 유형입니다. 에너지를 저장하기 위해 리튬 이온을 가역적으로 환원시키는 것으로 유명합니다. 에너지 밀도.

2. 리튬 이온 배터리의 구조

일반적으로 대부분의 상업용 리튬 이온 배터리는 삽입 화합물을 다음과 같이 사용합니다. 활성 물질. 일반적으로 여러 층의 재료로 구성됩니다. 전기화학적 과정을 촉진하기 위해 특정한 순서로 배열되어 있습니다. 배터리가 에너지를 저장하고 방출할 수 있도록 합니다. 음극선, 전해질, 분리기 및 집전체.

양극이란 무엇입니까?

양극은 배터리의 구성요소로서 용량에 중요한 역할을 하며, 성능, 배터리 내구성. 충전 시 흑연 양극은 리튬 이온을 수용하고 저장하는 역할을 담당합니다. 배터리가 방전되면 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동하여 전류가 생성됩니다. 일반적으로 상업적으로 사용되는 가장 일반적인 양극 완전히 리튬화된 상태의 LiC6에서 최대 상관관계가 있는 흑연입니다. 1339C/g(372mAh/g)의 용량. 하지만 기술이 발전하면서 새로운 실리콘과 같은 물질은 에너지 밀도를 향상시키기 위해 연구되었습니다. 리튬이온 배터리용.

음극이란 무엇입니까?

음극은 양극으로 충전된 리튬 이온을 받아들이고 방출하는 역할을 합니다. 현재주기. 일반적으로 층상 산화물의 층상 구조로 구성됩니다. (코발트산리튬 등), 다중음이온(인산철리튬 등) 또는 전하 수집 장치에 코팅된 스피넬(예: 리튬 망간 산화물)(보통 알루미늄으로 만들어졌습니다).

전해질이란 무엇입니까?

유기용매 내 리튬염으로서 전해질이 매질 역할을 함 충전 중에 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하기 위해 방전.

분리기 란 무엇입니까?

비전도성 물질의 얇은 막 또는 층으로서 분리막은 다음과 같이 작동합니다. 양극(음극)과 음극(양극)이 서로 섞이는 것을 방지합니다. 단락 현상은 이 층이 리튬 이온은 투과하지만 전자는 투과하지 못하기 때문입니다. 그것 또한 충전 중에 전극 사이의 안정적인 이온 흐름을 보장할 수 있습니다. 그리고 방전. 따라서 배터리는 안정적인 전압을 유지하고 과열, 연소 또는 폭발의 위험이 있습니다.

집전체란 무엇입니까?

전류 컬렉터는 생산된 전류를 수집하도록 설계되었습니다. 배터리의 전극을 외부 회로로 운반합니다. 최적의 성능과 배터리 수명을 보장하는 것이 중요합니다. 그리고 일반적으로 얇은 알루미늄 또는 구리 시트로 만들어집니다.

3. 리튬 이온 배터리의 개발 역사

충전식 리튬 이온 배터리에 대한 연구는 1960년대로 거슬러 올라갑니다. 최초의 사례는 1965년 NASA가 개발한 CuF2/Li 배터리입니다. 그리고 석유파동 1970년대에 세계를 강타하면서 연구자들은 대안에 관심을 돌렸습니다. 에너지의 원천이므로 가장 초기 형태의 에너지를 만들어낸 획기적인 발전입니다. 현대의 리튬 이온 배터리는 가볍고 높은 에너지로 인해 만들어졌습니다. 리튬 이온 배터리의 밀도. 동시에 엑손의 스탠리 위팅엄(Stanley Whittingham)은 TiS2와 같은 물질에 리튬 이온을 삽입할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 충전용 배터리를 만들어요 

그래서 그는 이 배터리를 상용화하려고 했으나 높은 비용과 셀에 금속 리튬이 존재하기 때문에 실패했습니다. 1980년에 더 높은 전압을 제공하는 새로운 물질이 발견되었으며 훨씬 더 많은 이후 최초의 상업용 리튬 이온 배터리에 사용된 공기 중에서 안정적입니다. 비록 그 자체로 계속되는 문제를 해결하지는 못했지만 가연성. 같은 해 Rachid Yazami는 리튬 흑연을 발명했습니다. 전극(양극). 그리고 1991년에는 세계 최초의 충전식 리튬이온이 개발되었습니다. 배터리가 시장에 진입하기 시작했습니다. 

2000년대 들어 리튬이온 수요 급증 휴대용 전자기기가 대중화되면서 배터리도 늘어나고, 리튬이온 배터리는 더욱 안전하고 내구성이 뛰어납니다. 전기자동차는 2010년대에 출시되어 리튬이온 배터리의 새로운 시장이 탄생했습니다. 그만큼 실리콘 양극과 같은 새로운 제조 공정 및 재료 개발 고체전해질 등을 사용하여 성능과 안전성을 지속적으로 향상시켜 왔습니다. 리튬 이온 배터리. 요즘은 리튬이온 배터리가 필수품이 되었습니다. 우리의 일상생활 속에서 신소재 연구개발과 성능, 효율성, 안전성을 향상시키기 위한 기술은 계속해서 발전하고 있습니다. 이 배터리들.

4.리튬이온 배터리의 종류

리튬 이온 배터리는 모양과 크기가 다양하지만 모든 것이 다 그런 것은 아닙니다. 그것들은 동등하게 만들어졌습니다. 일반적으로 리튬이온 배터리에는 5가지 종류가 있습니다.

l 리튬 코발트 산화물

리튬코발트산화물전지는 탄산리튬으로 제조되며, 코발트는 리튬 코발테이트 또는 리튬 이온 코발트 배터리라고도 합니다. 그들은 코발트 산화물 음극과 흑연 탄소 양극 및 리튬 이온을 가지고 있습니다. 방전 중에 양극에서 음극으로 흐름이 역전되면서 이동합니다. 배터리가 충전되면. 그 용도는 휴대용으로 사용됩니다. 전자 기기, 전기 자동차, 재생 에너지 저장 시스템 높은 비에너지, 낮은 자체 방전율, 높은 작동으로 인해 전압 및 넓은 온도 범위. 그러나 안전 문제에 주의하십시오. 높은 온도에서 열폭주 및 불안정성의 가능성과 관련됨 온도.

l 리튬 망간 산화물

리튬망간산화물(LiMn2O4)은 일반적으로 사용되는 양극재입니다. 리튬 이온 배터리에 사용됩니다. 이런 종류의 배터리에 대한 기술은 초기에 1980년대에 발견되어 Materials Research에 처음으로 발표되었습니다. 1983년 게시판. LiMn2O4의 장점 중 하나는 열이 좋다는 것입니다. 안정성은 열 폭주를 경험할 가능성이 적다는 것을 의미합니다. 다른 리튬 이온 배터리 유형보다 안전합니다. 게다가 망간은 풍부하고 널리 이용 가능하므로 다른 제품에 비해 더 지속 가능한 옵션이 됩니다. 코발트처럼 한정된 자원을 함유한 양극재까지. 결과적으로, 의료 장비 및 기기, 전동 공구, 전기 제품에서 자주 발견됩니다. 오토바이 및 기타 응용 프로그램. 장점에도 불구하고 LiMn2O4는 더 나쁩니다. LiCoO2에 비해 사이클링 안정성이 높으며 이는 더 많은 양이 필요할 수 있음을 의미합니다. 자주 교체하므로 장기간 에너지 저장에 적합하지 않을 수 있습니다. 시스템.

l 리튬인산철(LFP)

인산염은 인산철리튬 배터리의 음극으로 사용되며, 종종 리튬인산염 배터리로 알려져 있습니다. 낮은 저항으로 인해 열이 향상되었습니다. 안정성과 안전성. 또한 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 것으로도 유명합니다. 다른 유형의 리튬 이온에 비해 가장 비용 효율적인 옵션이 됩니다. 배터리. 결과적으로 이러한 배터리는 전기 자전거에 자주 사용됩니다. 긴 수명주기와 높은 수준의 안전성이 요구되는 기타 응용 분야. 그러나 단점으로 인해 빠른 개발이 어렵습니다. 첫째, 비교하면 다른 종류의 리튬이온 배터리는 희귀한 배터리를 사용하기 때문에 가격이 더 비쌉니다. 비싼 원자재. 또한 리튬인산철 배터리에는 작동 전압이 낮아서 일부에는 적합하지 않을 수 있습니다. 더 높은 전압이 필요한 애플리케이션. 충전 시간이 길어지면 빠른 재충전이 필요한 애플리케이션에서는 단점이 있습니다.

l 리튬 니켈 망간 코발트 산화물 (NMC)

종종 NMC로 알려진 리튬 니켈 망간 코발트 산화물 배터리 배터리는 보편적으로 사용되는 다양한 재료로 구성됩니다. 리튬 이온 배터리. 니켈과 망간을 혼합하여 만든 음극 코발트가 포함되어 있습니다. 높은 에너지 밀도, 우수한 사이클링 성능 및 긴 수명으로 인해 전기 자동차, 그리드 스토리지 분야에서 첫 번째 선택이 되었습니다. 시스템 및 기타 고성능 애플리케이션에 더욱 기여했습니다. 전기 자동차와 재생 에너지 시스템의 인기가 높아지는 이유입니다. 에게 용량을 늘리고 새로운 전해질과 첨가제를 사용하여 4.4V/셀 이상으로 충전 

이후 NMC 혼합 리튬 이온을 사용하는 경향이 있습니다. 이 시스템은 비용 효율적이며 좋은 성능을 제공합니다. 니켈, 망간, 코발트는 다양한 용도에 맞게 쉽게 결합할 수 있는 세 가지 활성 물질입니다. 다양한 자동차 및 에너지 저장 시스템(EES) 애플리케이션 빈번한 사이클링. 이를 통해 NMC 제품군이 점점 더 많아지고 있음을 알 수 있습니다. 다양하지만 열폭주, 화재위험, 환경오염 등의 부작용이 있습니다. 우려가 추가 개발을 방해할 수 있습니다.

l 티타늄산리튬

리튬티타네이트(Li-titanate)라고도 알려진 티탄산리튬은 다음과 같은 특성을 지닌 배터리 유형입니다. 점점 더 많은 용도로 사용됩니다. 뛰어난 나노기술로 인해 안정적인 전압을 유지하면서 빠르게 충전과 방전이 가능합니다. 전기 자동차, 상업용 등 고전력 애플리케이션에 매우 적합합니다. 산업용 에너지 저장 시스템, 그리드 레벨 스토리지 

그것과 함께 안전성과 신뢰성을 갖춘 이 배터리는 군사 및 항공우주 분야에 사용될 수 있습니다. 풍력 및 태양 에너지를 저장하고 스마트하게 건설하는 것뿐만 아니라 그리드. 또한, Battery Space에 따르면 이러한 배터리는 전력 시스템에 중요한 백업에 사용됩니다. 그럼에도 불구하고 티탄산리튬은 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 가격이 비싸기 때문에 그것을 생산하는 데 필요한 복잡한 제조 공정에.

5.리튬이온전지의 개발 동향

전 세계적으로 재생에너지 설비의 성장이 증가했습니다. 간헐적인 에너지 생산으로 인해 불균형한 그리드가 생성됩니다. 이로 인해 다음이 발생했습니다. 배터리에 대한 수요. 탄소 배출 제로에 초점을 맞추고 이동해야 함 화석 연료, 즉 석탄에서 벗어나 전력 생산을 촉진 정부는 태양광 및 풍력 발전 시설에 인센티브를 제공합니다. 이것들 설비는 초과 전력을 저장하는 배터리 저장 시스템에 적합합니다. 생성된 

따라서 정부는 리튬이온 배터리에 대한 장려책을 마련하고 있습니다. 설치는 또한 리튬 이온 배터리의 개발을 촉진합니다. 예를 들어, 글로벌 NMC 리튬 이온 배터리 시장 규모는 US$에서 성장할 것으로 예상됩니다. 2022년에는 100만 달러에서 2029년에는 미화 100만 달러로 증가할 것입니다. %의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 2023년부터 2029년까지. 그리고 무거운 것을 요구하는 애플리케이션의 요구가 증가하고 있습니다. 3000~10000개의 리튬 이온 배터리를 가장 빠르게 만들 수 있을 것으로 예상됩니다. 예측 기간(2022-2030) 동안 성장 세그먼트입니다.

6. 리튬이온 배터리 투자 분석

리튬이온 배터리 시장 규모는 51.16달러에서 성장할 것으로 예상된다. 2022년에는 10억 달러에서 2030년에는 1,181억 5천만 달러로 증가하며 연평균 복합 성장률을 나타냅니다. 예측 기간(2022-2030) 동안 4.72%의 성장률, 이는 다음에 따라 달라집니다. 여러 요인.

l 최종 사용자 분석

유틸리티 부문 설치는 배터리 에너지 저장의 핵심 동인입니다. 시스템 (BESS). 이 부문은 2021년 22억 5천만 달러에서 2030년에는 CAGR 11.5%로 59억 9천만 달러가 될 것입니다. 리튬이온 배터리는 34.4% 더 높은 수치를 나타냄 낮은 성장 기반으로 인해 CAGR이 발생합니다. 주거용 및 상업용 에너지 저장 세그먼트는 2030년에 55억 1천만 달러의 큰 시장 잠재력을 가진 다른 영역입니다. 2021년에는 16억 8천만 달러에서 산업계는 이를 향한 전진을 계속하고 있다. 탄소 배출 제로, 기업들이 향후 2년 동안 순 제로(net-zero) 서약을 함 수십 년. 통신 및 데이터 센터 기업은 비용 절감에 앞장서고 있습니다. 재생 에너지 전력원에 대한 관심이 높아짐에 따라 탄소 배출이 증가합니다. 모두 그 중 리튬 이온 배터리의 급속한 발전을 촉진할 것입니다. 기업은 안정적인 백업과 그리드 밸런싱을 보장하는 방법을 찾습니다.

l 제품 유형 분석

코발트의 가격이 비싸기 때문에 코발트 프리 배터리는 리튬이온 배터리 개발 동향. 고전압 LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO) 높은 이론적 에너지 밀도를 갖는 가장 유망한 Co-free 중 하나입니다. 추가로 음극 재료. 또한, 실험 결과는 다음과 같은 사실을 입증했습니다. LNMO 배터리의 사이클링 및 C-rate 성능은 다음을 사용하여 향상됩니다. 반고체 전해질. 이는 음이온 COF가 다음을 수행할 수 있음을 제안할 수 있습니다. 쿨롱 상호작용을 통해 Mn3+/Mn2+ 및 Ni2+를 강하게 흡수하고, 양극으로의 파괴적인 이동을 억제합니다. 그러므로 이 작품은 LNMO 양극재 상용화에 유리

l 지역분석

아시아 태평양 지역은 가장 큰 고정형 리튬 이온 배터리 시장이 될 것입니다. 2030년은 유틸리티와 산업이 주도합니다. 북미를 추월할 것이고, 유럽 ​​시장은 2030년 70억 7천만 달러로 2019년 12억 4천만 달러에서 성장할 것입니다. 2021년 CAGR 21.3%로 예상됩니다. 북미와 유럽이 그 다음으로 큰 규모가 될 것입니다. 향후 경제와 그리드를 탈탄소화하려는 목표로 인해 시장 이십년. 라틴 아메리카는 CAGR 21.4%로 가장 높은 성장률을 보일 것입니다. 크기가 작고 베이스가 낮습니다.

7. 고품질 리튬 이온 배터리를 위해 고려해야 할 사항

광태양광 인버터를 구매할 때 가격과 품질뿐만 아니라 고려한다면 다른 요소들도 염두에 두어야 합니다.

l 에너지 밀도

에너지 밀도는 단위 부피당 저장된 에너지의 양입니다. 더 높은 무게와 크기가 더 적은 에너지 밀도는 충전 사이에 더 광범위합니다. 사이클.

l 안전

폭발 이후 안전은 리튬 이온 배터리의 또 다른 중요한 측면입니다. 충전이나 방전 중에 발생할 수 있는 화재 등의 위험이 있으므로 반드시 온도 센서 등 안전 메커니즘이 향상된 배터리를 선택하세요. 및 억제 물질.

엘 유형

리튬이온 배터리 산업의 최신 트렌드 중 하나는 다양한 이점을 제공하는 전고체 배터리 개발 더 높은 에너지 밀도와 더 긴 수명주기. 예를 들어, 전기 자동차의 전고체 배터리는 주행 거리를 크게 증가시킵니다 능력과 안전성.

l 충전 속도

충전 속도는 배터리가 얼마나 빨리 안전하게 충전되는지에 따라 달라집니다. 때로는 배터리를 사용하기 전에 충전하는 데 오랜 시간이 걸릴 수도 있습니다.

l 수명

배터리는 평생 동안 작동하지 않지만 만료일이 있습니다. 유통기한을 확인하세요 구매하기 전 날짜. 리튬 이온 배터리는 본질적으로 더 긴 수명을 가지고 있습니다. 화학적 특성으로 인해 수명이 단축되지만 모든 배터리는 사용 환경에 따라 서로 다릅니다. 유형, 사양 및 제작 방법. 고품질 배터리는 내부에 고급 소재를 사용하여 더욱 오래 사용할 수 있습니다.