리튬 망간 산화물 배터리의 개요
리튬 이온 배터리, 즉 Li-ion 배터리는 전해질을 통해 리튬 이온이 양극에서 음극으로 방전 시 이동하고 충전 시에는 그 반대로 이동하는 이차 (재충전 가능한) 배터리의 일종입니다. 양극은 리튬 화합물이 삽입된 복합 재료로 구성되며 Li-ion 배터리 셀의 이름을 정의합니다. 일반적으로 음극은 투과성 리튬화된 흑연으로 만들어집니다. 전해질은 액체, 고분자, 또는 고체일 수 있으며, 분리막은 리튬 이온의 수송을 가능하게 하고 셀의 단락과 열적 폭주를 방지합니다.
LiMn2O4의 특징
LiMn2O4는 입방 스피넬 구조를 가진 유망한 양극 재료입니다. 저렴한 재료를 포함하고 있기 때문에 가장 연구된 망간 산화물 기반의 양극 중 하나입니다. 이 배터리의 장점은 향상된 안전성과 높은 열 안정성이지만, 사이클 및 캘린더 수명은 제한적입니다. 이러한 유형의 배터리는 전동 공구, 의료 장비, 그리고 동력 전달 장치에서 찾아볼 수 있습니다.
리튬 이온 배터리의 종류
리튬 이온 배터리는 양극 재료에 따라 분류됩니다. 양극은 리튬 화합물이 삽입된 복합 재료로 구성되며 Li-ion 배터리 셀의 이름을 정의합니다. 두 가지 종류의 전극이 있습니다: 삽입 전극과 전환 전극. 삽입 전극은 리튬 이온이 삽입될 수 있는 호스트 재료로 기능하는 재료들입니다. 대표적인 예는 LiCoO2와 그 파생물들입니다. 전환형 양극 재료는 재충전 가능한 Li 및 Li-ion 배터리의 차세대 주요 후보입니다.
리튬 코발트 산화물 (LiCoO2)
LiCoO2는 가장 일반적으로 사용되는 양극 재료입니다. LiCoO2 배터리는 매우 안정적인 용량을 가지고 있지만, 니켈-코발트-알루미늄 (NCA) 산화물을 기반으로 하는 배터리보다 용량이 낮습니다. 현재 이 배터리 유형은 모바일 폰, 태블릿, 노트북, 카메라에서 찾아볼 수 있습니다.
리튬 망간 산화물 (LiMn2O4)
앞서 언급한 바와 같이, LiMn2O4는 저렴한 재료를 포함하는 유망한 양극 재료입니다.
리튬 니켈 망간 코발트 산화물 (LiNiMnCoO2) – NMC
니켈 망간 코발트 (NMC) 배터리는 니켈, 망간, 코발트의 조합으로 만든 양극을 포함합니다. NMC는 Li-ion 시스템에서 가장 성공적인 양극 조합 중 하나입니다. 전동 공구, 전기 자전거 및 기타 전기 동력 전달 장치에 사용됩니다.
리튬 철 인산염 (LiFePO4) – LFP
LiFePO4는 최근에 소개된 양극 재료 중 하나입니다. 2017년 기준, LiFePO4는 전기차 응용 분야를 포함한 리튬 이온 배터리의 대량 생산 후보 중 하나입니다.
리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 (LiNiCoAlO2) – NCA
1999년에 등장한 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 배터리, 또는 NCA는 특별한 용도에서 사용됩니다.
기타 배터리 유형
다음 목록은 하나 이상의 전기 화학적 셀로 구성된 주목할 만한 전기 배터리 유형을 요약합니다.
배터리 크기 및 형식별 분류
AA 배터리, AAA 배터리, AAAA 배터리, C 배터리, D 배터리 등 다양한 크기와 형식의 배터리가 있습니다.
배터리 화학적 구성
주요 배터리에는 알칼라인 배터리, 리튬 금속 배터리, 아연-탄소 배터리 등이 있으며, 이차 배터리에는 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등이 포함됩니다.
배터리 응용 분야
UPS 배터리, 전기차 배터리, 12V 자동차 배터리 – SLI 배터리, 오토바이 배터리, 해양 배터리, 노트북 배터리, 휴대폰 배터리 등이 있습니다.
배터리 전압
1.2V 배터리, 3V 배터리, 6V 배터리, 9V 배터리, 12V 배터리, 24V 배터리 등 다양한 전압의 배터리가 있습니다.
