충전식 배터리라고도 알려진 2차 배터리는 현대 사회의 필수적인 부분이 되었습니다. 그것들은 휴대용 전자제품, 전기 자동차 및 그리드 규모의 에너지 저장을 포함한 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다. 리튬 이온 배터리는 현재 가장 인기 있는 이차 전지 유형으로, 리튬, 니켈, 코발트의 세 가지 중요한 원료에 크게 의존하고 있습니다. 이번 블로그 게시물에서는 이차전지에서 이러한 원료의 역할에 대해 자세히 알아보겠습니다.
리튬입니다
리튬은 부드럽고 은백색의 금속으로 반응성과 인화성이 매우 높습니다. 그것은 가장 가벼운 금속이고 가장 가벼운 고체 원소입니다. 리튬은 모든 금속 중에서 전기화학적 전위가 가장 높기 때문에 이차전지에서 중요한 원료입니다. 이것은 그것이 다른 재료들보다 더 효율적으로 에너지를 저장하고 방출할 수 있다는 것을 의미합니다. 리튬 이온은 충전 및 방전 중에 배터리의 양극과 음극 사이를 이동하여 전류를 생성합니다.
리튬이온전지는 일반적으로 양극재로 리튬, 코발트, 산소의 조합인 리튬코발트산화물(LiCoO2)을 사용합니다. 리튬 이온 배터리는 리튬 망간 산화물(LiMn2O4) 및 리튬 철 인산화물(LiFePO4)과 같은 다른 물질을 양극 재료로 사용할 수도 있습니다. 이러한 재료는 에너지 밀도, 전력 밀도 및 사이클 수명과 같은 서로 다른 특성과 균형을 갖습니다.
니켈입니다
니켈은 단단하고 은백색의 금속으로 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 리튬이온전지의 에너지 밀도와 안정성을 높일 수 있기 때문에 이차전지에서 중요한 원료입니다. 니켈은 코발트, 망간과 같은 다른 물질들과 함께 리튬 이온 배터리에서 양극 물질로 사용됩니다.
니켈-코발트-알루미늄(NCA)과 니켈-망간-코발트(NMC)는 리튬 이온 배터리에 사용되는 두 가지 일반적인 양극 화학 물질입니다. NCA 배터리는 일반적으로 에너지 밀도와 출력 밀도가 높지만, NMC 배터리에 비해 가격이 비싸고 사이클 수명이 낮습니다. NMC 배터리는 NCA 배터리보다 에너지 밀도는 낮지만 사이클 수명이 높고 가격이 저렴합니다.
코발트입니다
코발트는 단단한 은회색 금속으로 산업 분야에서 합금으로 자주 사용됩니다. 리튬이온전지의 안정성과 에너지 밀도를 높일 수 있기 때문에 이차전지에서 중요한 원료입니다. 코발트는 니켈, 망간과 같은 다른 물질들과 함께 리튬 이온 배터리의 양극 물질로 사용됩니다.
코발트는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2)과 같은 양극재의 일부로서 리튬 이온 전지에 일반적으로 사용됩니다. 코발트는 전지의 충전 안정화 및 에너지 밀도 향상에 매우 효과적입니다. 하지만, 코발트는 비싸고, 콩고 민주 공화국의 아동 노동과 다른 인권 침해를 포함하는 공급망 때문에 윤리적인 문제를 가지고 있습니다.
결론
결론적으로 리튬, 니켈, 코발트는 이차전지, 특히 리튬이온전지에서 중요한 원료입니다. 리튬은 모든 금속 중에서 전기화학적 전위가 가장 높은 반면, 니켈과 코발트는 리튬이온 배터리의 에너지 밀도와 안정성을 증가시킵니다. 이러한 재료는 망간 및 알루미늄과 같은 다른 재료와 결합하여 서로 다른 특성과 트레이드오프를 갖는 서로 다른 양극 화학을 생성하는 데 사용됩니다. 전기 자동차와 그리드 규모의 에너지 저장에 대한 수요가 증가함에 따라, 이러한 원료의 가용성과 지속 가능성은 점점 더 중요해질 것입니다.
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