2차 전지 배터리 기초 지식 (배터리 구조, 제조 공정)

 

 

요즘 2차 전지 배터리 관련 주식 등 투자가 정말 뜨겁습니다. 작년 대비 했을 때 주가가 10배 가량 종목을 비롯하여 배터리 소재, 제작, 장비 등 배터리와 관련된 모든 Value Chain 상의 업체들의 주가가 지속적으로 오르고 있습니다. 이렇게 배터리 섹터가 좋을 때 투자하여 경제적 부를 추가 창출하기 위해 많은 분들이 관심을 갖고 있고, 배터리 관련 유튜브 블로그 등 관련 정보는 넘쳐납니다. 이런 정보를 보고 정확한 투자를 하실 수 있도록 2차 전지와 관련한 기초 지식에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 리튬 이온 배터리 구조

 

- 리튬이온배터리는 리튬 이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응을 통해 전기를 만들어 냄

- 양극의 리튬 이온이 음극으로 이동하여 배터리가 충전되고, 음극의 리튬이온이 양극으로 돌아가며 에너지를 방출, 방전

- 이 때 양극과 음극 사이에서 리튬 이온의 이동통로 역할을 해주는 전해질과 양극과 음극이 서로 닿지 않게 해주는 분리막 필요

- 일반적으로 리튬이온배터리는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막을 4가지 구성 요소로 말함

 

 

 

 

 

 

 

 

 삼원계 배터리 기술 발전 Road Map

 

자료 : 하이투자증권

 

 

 

 

 

 

※ 삼원계 배터리란?

리튬이온배터리는 리튬이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응을 통해 전기를 만들어 냅니다. 양극 소재로 사용되는 리튬은 단독으로 사용하기엔 불안정한 특성이 있기 때문에 다른 금속들과 결합한 형태인 '리튬금속산화물(LiMO2)'로 존재하데 되는데요. 양극재로 주로 쓰이는 '리튬코발트산화물(LCO)'을 기본으로 니켈과 다른 원소가 더해져, 양극재에 총 세 가지 원소가 들어가는 배터리를 「삼원계 배터리」 라고 부릅니다.

 

 

※ 리튬인산철(LFP) 배터리란?

국내 업체가 주력 생산하는 삼원계 배터리와 중국에서 거의 생산되는 리튬인산철(LFP) 배터리 모두 기본적으로 리튬을 기반으로 만들어진 '리튬이온 배터리'입니다.  그런데 리튬 이외 어떤 양극화 물질을 쓰느냐에 따라 나뉘며 리튬(Li), 철(Fe), 인산(P)을 주 재료로 해 일명 LFP 배터리로 불립니다.

 

 

※ NCM/NCA 배터리란?

위의 설명에서와 같이 삼원계 배터리는 리튬(Li)을 기반으로 세 가지 활물질을 양극재 소재로 쓴 배너리를 말합니다. NCM/NCA 등과 같은 표기는 소재의 원소기호 앞 글자를 따서 명명한 배터리를 말합니다.
NCM은 니켈 (Li), 코발트(Co), 망간(Mn)을
NCA는 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al)을 
활물질로 쓴 배터리를 말합니다.

 

 

 

 

 배터리 제조공정

 

- 리튬이온배너리의 제조공정은 <전극공정 → 조립공정 → 활성화 공정 → 팩 공정>으로 이르는 4개의 큰 Step으로 이루어짐

 

 

 

 

자료 : 배터리인사이드