리튬이온 배터리와 그리드 에너지 저장
리튬이온 배터리, 또는 Li-ion 배터리는 이차(충전 가능한) 배터리의 일종으로, 리튬 이온이 방전시 음극에서 전해질을 통해 양극으로 이동하고 충전시 다시 되돌아가는 원리를 가진 셀로 구성되어 있다. 리튬이온 배터리의 특장점은 여러 가지가 있지만, 가장 중요한 것은 높은 셀 전압, 높은 에너지 밀도, 그리고 기억 효과가 없다는 점이다. 이 배터리들은 노트북 컴퓨터 배터리, 무선 전동 공구, 일부 전기자동차, 전기 킥보드, 대부분의 전기자전거, 휴대용 파워뱅크, LED 손전등 등 다양한 곳에 사용된다. 방전 시의 전체 반응식은 다음과 같다: C6Li + CoO2 ⇄ C6 + LiCoO2.
리튬이온 배터리와 그리드 에너지 저장 시스템
배터리 저장 발전소는 전기 에너지를 저장하기 위해 배터리 그룹을 사용하는 에너지 저장 발전소 유형이다. 배터리 저장은 그리드에서 가장 빠르게 대응할 수 있는 발전원으로, 그리드 고장에 대처하기 위해 대기 상태에서 전력을 완전히 사용할 수 있는 상태로 몇 밀리초 내에 전환될 수 있다. 전체 등급 전력에서 배터리 저장 발전소는 일반적으로 몇 시간 동안 출력이 설계된다. 리튬-이온(Li-I) 배터리는 가장 흔한 유형의 충전식 배터리이다. 소듐 이온 배터리는 리튬보다 훨씬 풍부하고 저렴하기 때문에 리튬 이온의 저렴하고 지속 가능한 대안이지만, 전력 밀도가 낮다. 그러나 아직 개발 초기 단계에 있다. 납-산 배터리는 니켈-카드뮴 배터리와 함께 가장 오래되고 잘 알려져 있으며 가장 널리 사용되는 배터리 중 하나이다. 리튬 이온 배터리가 서서히 일부 응용 분야에서 대체되고 있지만, 납 및 알칼라인 배터리는 대체할 수 없는 분야가 있다. 리튬 이온 배터리와 비교할 때, 특히 저온 저항, 안전성, 가격면에서 뛰어나다.
리튬이온 배터리의 그리드 에너지 저장 가능성
리튬 이온 배터리는 그리드 에너지 저장을 위한 잠재적 옵션으로 자주 논의되며, 아직 대규모에서 비용 경쟁력이 있지는 않다. 리튬 배터리는 모든 다른 배터리들 중에서 가장 큰 시장 성장을 보이며, 경쟁 시스템을 성공적으로 대체하고 있다. 리튬 이차 배터리(리튬 이온 배터리)는 화학 에너지를 전기 에너지로 여러 번 가역 변환할 수 있어 이 배터리들을 자주 사용할 수 있다. 리튬 이온 배터리는 일반 배터리와 달리 기억 효과(완전 충전/방전하지 않음으로써 용량 손실)가 없으며 최대 95%의 높은 효율성(방전 대 충전량 비율)을 달성한다. 이 배터리의 문제점은 수명으로, 일반적으로 용량 손실이나 임피던스 상승 측면에서 실패 임계값에 도달하는 완전 충전-방전 주기 수로 정의된다. 500 주기 후 리튬 이온 배터리의 용량은 감소하기 시작하며, 1200-1500 방전 주기 후에는 용량이 약 50%로 줄어든다. 세계에서 가장 큰 리-이 저장소 중 하나는 2016년 1월 가동을 시작한 대한민국 경산 변전소의 48 MW, 12 MWh이다.
