2차전지에 대해 깊이 있게 알려고 한다면, 삼원계배터리가 무엇인지 관심을 갖는 것이 좋습니다. 또한 삼원계배터리를 LFP와 비교해 보는 것은 이해의 폭을 넓일 수 있습니다. 마지막으로 국내에서 3원계배터리와 관련된 기업을 살펴보는 것을 마무리하겠습니다.
삼원계배터리란
삼원계배터리란 이름에서 알 수 있듯이 무엇인가 3개 들어간 배터리입니다. 2차전지를 구성하는 양극재를 세 가지 원소를 조합하여 만들기 때문에 삼원계배터리라고 합니다. 그럼 조금 더 자세히 알아보기 전에 2차전지가 무엇인지 그리고 양극재가 무엇이며 무슨 역할을 하는지부터 알아볼까요?
2차전지란
2차전지란 충전해서 쓸 수 있는 배터리를 말합니다. 한 번만 쓸 수 있는 일회용 배터리는 1차전지입니다.
2차전지에 대한 자세한 내용은 아래 포스팅으로 대체하겠습니다.
양극재란
양극재란 2차배터리의 4대 구성요소 (음극재, 전해액, 분리막, 양극재) 중에 하나입니다. 배터리의 용량과 출력을 담당하는 중요한 구성품입니다.
삼원계배터리란 양극재를 만들 때 3가지 원료를 사용해서 만들었다고 해서 3원계입니다. 주로 니켈과 코발트 그리고 망간을 조합한 NCM배터리가 있고 니켈과 코발트 그리고 알루미늄을 조합해서 만든 NCA배터리가 있습니다.
NCM과 NCA배터리 비교
3가지 원소를 조합해서 배터리의 양극재를 만드는 점에서 두 배터리 모두 삼원계배터리 입니다만, NCM배터리는 망간과 조합을 해서 만들고 NCA는 알루미늄과 조합하였습니다.
망간을 혼합하는 이유는 니켈이 가지고 있는 불안정성을 낮춰주는 역할을 하기 때문이고 알루미늄과 조합하는 이유는 에너지밀도와 출력을 향상 지키려는 목적이 있습니다.
즉, NCM은 조금 더 안정성에 중점을 둔 것이라면 NCA는 배터리 성능에 중점을 둔 배터리입니다.
LFP배터리와 비교
2원계배터리는 흔히 인산철배터리 혹은 LFP라고 불리는데 두 가지 원료인 인산과 철로 양극재를 만들기 때문입니다. 주로 중국에서 주도하고 만드는 배터리로 3원계와 어떤 차이가 있는지 표로 알아보겠습니다.
| LFP배터리 | 삼원계배터리 | |
| 가격 | 값 싼 철을 사용하므로 저렴함 | 비싼 니켈 크롬 망간등이 사용되므로 비쌈 |
| 안전성 | 비교적 안전성이 높음(철원소가 갖는 특성) | 비교적 불안정함(니켈원소가 갖는 특성) |
| 용량 | 에너지밀도가 낮아서 용량이 적음 | 에너지밀도가 높아 용량이 큼 |
3원계배터리 관련 기업
그러면 우리나라의 어떤 기업들이 삼원계배터리와 관련되 있는지 알아볼 필요가 있겠죠? 간단하게만 언급하고 넘어가겠습니다.
- 에코프로비엠 : 요새 뜨거운 인기(?)를 얻고 있는 기업으로 NCM, NCA 양극재 모두 생산하는 기업입니다.
- 포스코케미칼 : 양극재와 음극재 모두 생산하는 기업입니다. 해외에도 공격적을 진출하는 모양새입니다.
- 엘앤에프 : NCM생산을 주력으로 하는 기업입니다.
정리
이렇게 이차전지를 구성하는 양극재를 3가지 원소를 조합해서 만든 삼원계배터리에 대해 알아보았습니다. 그리고 LFP배터리와 비교해 보았는데요. 결국 두 가지 배터리는 안정성과 싼 가격에 중점(LFP)을 두냐 아니면 높은 전지저장능력과 출력에 중점(삼원계)을 두냐로 요약해 볼 수 있겠습니다.
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