최근 인천 청라에서 벤츠 자동차 배터리 화재 사고로 차량 파손과 함께 아파트 화재로 인해 많은 전기자동차 차주님들의 걱정이 늘어나고 있는데요 전기 자동차 배터리 종류와 장단점에 대해 알아보도록 하겠습니다.
전기차는 친환경적인 이동 수단으로 주목받고 있으며 트럭과 UAM ai 무인 택시까지 산업 성장을 가져오고 있는데요 그 중심에 다양한 종류의 배터리 기술이 이를 뒷받침하고 있습니다.
오늘은 인천 청라 벤츠 자동차 사고 인해서 더 관심이 늘어난 전기차의 성능, 주행 거리, 충전 시간 등은 모두 배터리 종류와 기술에 대해 알아보고 궁금한 사항과 배터리 관리 방법까지도 같이 알아보겠습니다.
대표적인 전기차 배터리 종류 5가지
1. 리튬 이온 배터리 (Lithium-Ion Battery, NCM)
2. 니켈-수소 배터리 (Nickel-Metal Hydride Battery)
3. 고체 상태 배터리 (Solid-State Battery)
4. 리튬 황 배터리 (Lithium-Sulfur Battery)
5. 리튬 철 인산 배터리 (Lithium Iron Phosphate Battery, LiFePO4 LFP)
전기 자동차 배터리 종류 5가지 및 장단점
5가지 전기 자동차 배터리 종류를 알려드리고 특징을 더 자세히 알아보겠습니다.
전기차 배터리 화재 사고로 발생한 배터리 공통사항은 바로 NCM 리튬 이온 배터리로 알려지고 있으며 리튬 인산철 배터리는 화재에 더 안전한 것으로 알려지고 있습니다.
리튬 이온 배터리 (Lithium-Ion Battery)
1.특징
리튬 이온 배터리는 현재 대부분의 전기차에서 사용되는 배터리입니다.
2. 장점
높은 에너지 밀도와 수명이 길고 충전이 빠르게 가능하며 메모리 효과가 없어 충전과 방전을 반복해도 성능 저하가 다른 배터리에 비해서 적은 편으로 알려져 있습니다. 높은 에너지 밀도를 가지고 있어서 동일 무게 부피에서 더 많은 에너지 저장이 가능하고 차량 전체 무게를 줄일 수 있어서 연비에 도움이 되는 배터리입니다.
3. 단점
리튬 이온 배터리의 단점은 발화 위험성과 높은 제조 비용입니다. 과열되거나 충격을 받을 경우 화재 위험이 있으며, 이를 방지하기 위한 추가적인 안전장치가 필요합니다.
4. 사용 자동차 종류
테슬라, 닛산 리프, 쉐보레 볼트 자동차, 기아 ev6 sk온 ncm, 기아 레이 2014년식 ev sk온 ncm, 벤츠 QEQ 파라시스 ncm 리튬 이온 배터리를 탑재를 하고 있으며 주행 거리와 성능 측면에서 좋은 평가를 받고 있지만 요즘 화재가 되고 있는 배터리 이기도 합니다.
니켈-수소 배터리 (Nickel-Metal Hydride Battery) 전기 자동차 배터리
1.특징
니켈-수소 배터리는 리튬 이온 배터리 이전에 전기차에서 널리 사용되던 배터리입니다.
2. 장점
내구성이 좋고, 환경 친화적인 소재를 사용한다는 점에서 장점을 가집니다. 또한, 충전 속도도 비교적 빠릅니다.
3. 단점
에너지 밀도가 낮아 주행 거리가 짧고, 리튬 이온 배터리보다 무거운 것이 단점입니다. 고온 환경에서의 성능 저하가 크며, 메모리 효과가 있어 관리가 필요합니다.
4. 사용 자동차 종류
도요타 프리우스 하이브리드 차량에 탑재를 하고 있으며 하이브리드 차량의 요구 사항을 충족시키기 위해 적합한 배터리로 알려져 있습니다.
고체 상태 전고체 배터리 (Solid-State Battery) 전기 자동차 배터리
1.특징
고체 상태 배터리는 현재 개발 중인 차세대 배터리 기술로, 전해질이 고체 형태인 배터리를 말합니다. 북한의 미사일 개발에서 고체 연료 개발을 연상을 하시면 됩니다.
2. 장점
높은 에너지 밀도와 안전성이 특징이며, 발화 위험이 거의 없어서 화재 발생을 줄일 수 있으며 빠른 충전이 가능하고, 수명도 길다는 장점이 있습니다. 리튬이온 배터리 보다 더 높은 에너지 밀도를 자랑을 하며 폭발 위험도 적으며 겨울철 배터리 성능 저하를 해결 할 수 있는 배터리 입니다.
3.단점
현재 기술적으로 상용화가 어렵고, 제조 비용이 매우 높습니다. 아직 개발 단계에 있어 대량 생산 및 상용화까지는 시간이 필요한 배터리 중 하나 입니다.
4.사용 자동차 종류
고체 상태 배터리는 주로 연구 개발 단계에 있으며, 일부 전기차 제조사들이 향후 출시될 모델에 적용할 계획을 세우고 있습니다. 대표적으로 도요타가 고체 상태 배터리 연구에 적극 투자하고 있습니다.
리튬 황 배터리 (Lithium-Sulfur Battery) 전기 자동차 배터리
1.특징
리튬 황 배터리는 리튬 이온 배터리보다 더 높은 에너지 밀도를 가지고 있어서 차세대 배터리로 주목을 받고 있습니다.
2. 장점
황은 저렴하고 풍부한 자원이므로 비용 효율적인 배터리 제조가 가능합니다.
3.단점
리튬 황 배터리는 현재 주기 수명(충전 및 방전 사이클 수)이 짧다는 문제점이 있습니다. 이는 실용적인 전기차 배터리로 사용되기 위해 극복해야 할 주요 과제입니다.
4. 사용 자동차 종류
리튬 황 배터리는 아직 상용화되지 않았지만, 여러 연구 기관과 기업들이 이 배터리의 상용화를 목표로 연구를 진행 중입니다. 이 기술이 상용화되면 전기차의 주행 거리와 배터리 수명에서 큰 혁신이 기대됩니다.
리튬 철 인산 배터리 (Lithium Iron Phosphate Battery, LiFePO4)
1.특징
리튬 철 인산 배터리는 안전성이 뛰어나고 긴 수명을 자랑합니다.
2. 장점
열적인 부분에서 안정성이 높아 발화 위험이 적고, 고온에서도 안정적으로 작동하며 비교적 저렴한 비용으로 제조가 가능해서 많은 자동차 제조사에서 선택을 하고 있으며 원가 절감 가격 경쟁력에서 선택을 받고 있습니다.
3.단점
리튜 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮아 리튬 이온 배터리보다 주행 거리가 짧고 무게가 무겁다는 단점으로 인해 주행 가능 거리를 저하시키는 이유가 되기도 합니다.
4.사용 자동차 종류
중국의 BYD와 같은 전기차 제조사들이 리튬 철 인산 배터리를 채택하고 있습니다. 이 배터리는 주로 상업용 차량이나 버스에서 많이 사용됩니다.
전기차 배터리 기술발전에 따른 고객 관심사항
전기차 배터리 기술은 빠르게 발전을 하는 상태입니다.
어떤 재료를 사양하는가에 따라서 다양하게 배터리 제조가 가능하지만 사용하는 원료와 재료에 따라서 여러 장단점을 가지게 되며 제조사나 전기 자동차 제조사는 비용과 효율이라는 관점에서 재료 선택을 해 왔다면 인천 청라 리튬 이온 배터리 전기차 화재사고로 인해서 앞으로는 고객 안전성이라는 관점에서 선택을 하게 될 것입니다.
현재 가장 널리 사용되는 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 속도로 주목받고 있지만, 안전성과 비용 문제를 가지고 있으며 니켈-수소 배터리와 리튬 철 인산 배터리는 안전성과 내구성이 뛰어나지만 에너지 밀도가 낮아 주행 거리가 짧습니다.
이러한 부분으로 비용과 효율이라는 관점에서 고민을 해 오고 있는데요 앞으로 고체 상태 배터리와 리튬 황 배터리는 차세대 기술로 개발완성만 된다면 차세대 배터리로 높은 에너지 밀도와 안전성 관점에서 선택을 받을 것으로 보입니다. 다만 아직 상용화 단계에 이르지 못해서 아쉬울 따름입니다.
미래의 전기차는 안전성은 기본이고 고효율에 저비용이라는 과제를 더 해결하면서 더 많은 주행 거리와 짧은 충전 시간을 갖춘 차량이 선택을 받을 것으로 보입니다. 앞으로 배터리 제조사 주가도 이러한 부분이 반영이 되어 주식 시장에서도 선택을 받을 것으로 보이며 고객들도 각 제조사 배터리 기술의 발전 상황을 주시하며, 전기차의 성능과 안전성에 대한 기대를 하고 있는 상황입니다.
전기차 배터리 관련 Q&A
1. 전기차 배터리의 가장 중요한 요소는?
전기차 배터리의 가장 중요한 요소는 에너지 밀도, 안전성, 수명, 충전 속도입니다. 높은 에너지 밀도는 긴 주행 거리를 가능하게 하고, 안전성은 화재 등의 위험을 줄이며, 긴 수명은 배터리 교체 주기를 늘려줍니다. 또한, 빠른 충전 속도는 사용자 편의성을 높입니다.
2. 리튬 이온 배터리의 주요 단점은?
리튬 이온 배터리의 주요 단점은 발화 위험성과 높은 제조 비용을 해결을 해야 합니다. 아니면 외면을 당할 것으로 보입니다. 과열이나 물리적 충격으로 인해 쉽게 화재가 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위한 안전 장치가 필요해 보입니다.
3. 고체 상태 배터리는 상용화 시점은?
고체 상태 배터리는 현재 연구 개발이 막바지에 다다르고 있어 보입니다. 상용화까지는 몇 년의 시간이 더 필요할 것으로 예상이 되지만 일부 전문가들은 2025년 이후를 예측을 하고 있습니다.
4. 니켈-수소 배터리는 어떤 자동차에 적합할까요?
니켈-수소 배터리는 주로 하이브리드 차량에 적합하여 이유는 내구성이 좋고, 비교적 빠른 충전 속도를 제공하여 하이브리드 차량 제조에 적합 하다고 전문가들이 말을 하고 있습니다.
5. 리튬 황 배터리가 상용화는 어떤 장점이 있을까요?
전기차의 주행 거리와 배터리 수명에서 큰 혁신이 기대됩니다. 높은 에너지 밀도와 비용 효율적인 제조가 가능해져, 더 저렴한 가격에 더 긴 주행 거리를 제공할 수 있을 것입니다.
6. 추천할 만한 배터리 관리 방법이 있다면 무엇일까요?
첫째는 완전 방전, 과충을 피해야 합니다. 배터리 손상으로 수명 단축의 원인이 되기도 합니다. 오랫동안 사용을 위해서는 80% 이만으로 충전하고 10%미만으로 충전되어 있지 않도록 해야 하며 서서히 충전을 하는 것이 좋습니다.
둘째는 고온과 저온 피해기입니다. 완전 방전, 과충전과 같이 수명 단축의 길이 됩니다. 그래서 지하 주차장 주차가 선호가 되는 이유이기도 합니다.
세번째는 급속 충전은 최소화합니다. 빠른 고속 충전은 편리하지만 편리한 만큼 배터리도 빨리 수명 단축이 됩니다. 물론 기술이 많이 발전을 했지만 말입니다.
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