자동차 배터리 종류 차세대 리튬계 전지의 특징과 장단점 정리

자동차에 사용되는 배터리의 종류에는 어떤 것들이 있고 어떤 특징과 장단점을 가지고 있는지에 대해 정리해보도록 하겠습니다. 

 

배터리 종류 정리

납축전지의 특징과 장단점

먼저 엔진 내연기관 자동차에 가장 많이 사용이 되고 있는 납축전지를 살펴보도록 하겠습니다. 납축전지는 가격적으로 가장 저렴한 배터리로 넓은 온도 조건에서 다양하게 사용 가능한 배터리라고 할 수 있습니다. 엔진차에 이용되어 지금까지 가장 널리 사용되었다고도 할 수 있는 배터리입니다. 하지만 전기자동차의 트랙션 배터리로 납축전지를 이용하기에는 에너지 밀도가 지나치게 낮다는 한계가 존재합니다. 

 

 

알칼리계 전지의 특징과 장단점

납축전지에 이어 사용 가능한 배터리는 알칼리계 전지입니다. 알칼리계 전지 안에는 니켈 수소전지, 니켈 카드뮴 전지 등이 있습니다. 알칼리계 전지는 현재 비행기 엔진 시동이나 철도차량 등의 시동에 사용이 되는 전지입니다. 장점으로 에너지 밀도는 비교적 높은 편이라는 점이 있지만 니켈 카드뮴 전지나 니켈 수소 전지와 같은 알칼리계 전지의 가장 대표적인 문제는 공해물질이라는 점에 있습니다. 따라서 알칼리계 전지를 사용하는 데는 상당한 제한이 있습니다. 알칼리계 전지의 또 하나의 단점으로는 메모리 효과가 있기 때문에 소용량 충방전이 지속적으로 일어나면 성능이 하락하게 되는 문제가 있습니다. 메모리 효과는 충전이 10%만 되었다가 방전이 되어버리는 상황이 계속 발생하게 되면 알칼리계 전지는 총용량이 10%라고 판단하여 10% 이상 충전이 되지 않는 것을 말합니다. 

 

 

리튬계 전지의 특징과 장단점

리튬계 전지의 일반적인 특징과 장단점 

리튬이온과 리튬 인산철 배터리가 리튬계 전지에 속한다고 할 수 있습니다. 또한 리튬 폴리머 전지도 있을 수 있습니다. 리튬계 전지의 장점은 알칼리계 전지가 가지고 있는 메모리 효과가 없고 에너지 밀도가 높은 편으로 전기차에 사용하기에 적합한 조건을 가지고 있습니다. 하지만 리튬계 전지는 조건에 따라서 폭발 위험을 가지고 있거나 온도에 따라 성능 저하가 발생하는 것이 현재 가장 큰 문제로 지적받습니다. 상용되고 있는 전기자동차의 배터리를 보면 대부분 리튬이온 배터리를 사용하고 있는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

리튬이온 전지의 특징

전기 자동차에서는 리튬이온 배터리를 많이 사용하는데 이 리튬이온 배터리를 세부적으로 살펴보자면 일단 리튬계 전지의 특징인 메모리 효과가 없다는 점과 에너지 밀도가 높다는 장점을 가지고 있습니다. 또한 적은 양을 조금씩 충전하거나 방전이 되어도 큰 성능 저하가 발생하지 않는다는 장점이 있으며, 사용을 하지 않을 때도 자연적으로 방전이 되면서 전압이 낮아지는 문제가 적게 발생합니다. 리튬 이온 배터리는 전기자동차뿐만 아니라 휴대용 전자기기나 플러그인 하이브리드 자동차에도 많이 사용됩니다. 하지만 리튬이온 배터리는 열에 약한 특징을 가지고 있고 셀단 위로 사용하는 것에 어려움이 있다는 단점이 있습니다. 일반인 차원에서 리튬이온 셀을 사서 다루는 것이 불가능하기 때문에 적절한 안전 처리가 된 배터리 팩의 형태로만 사용이 가능합니다. 

 

 

리튬 폴리머 전지의 특징

리튬 폴리머 전지의 경우 리튬 이온 배터리와 동일한 장점을 가지고 있지만 폭발 위험을 현저히 낮춘 좋은 성능의 배터리라고 할 수 있습니다. 아직 상용화 단계까지 이르지는 못했지만 개발 가능성이 충분히 있는 형태의 배터리입니다. 

 

 

리튬 인산철 배터리의 특징

리튬 인산철 배터리는 과충전이나 과열 상황에도 폭발 위험이 없는 안정성을 가진 형태의 배터리라고 할 수 있습니다. 사용자가 셀 단위로 구입하여 본인 나름대로 팩을 구성하여 꾸미는데 적합한 배터리라고 할 수 있습니다. 리튬 인산철 배터리는 중국에서 전기자동차에 많이 적용을 하고 있습니다. 리튬 인산철 배터리의 단점은 리튬 이온 배터리에 비해 무겁고 에너지 밀도가 낮으며, 사각형과 같은 모양을 다양하게 만들어 낼 수 없다는 단점을 가지고 있습니다.