베터리 인산철 리튬이온

리튬 인산철 배터리(LiFePO₄ battery, LFP battery, lithium iron phosphate battery, 磷酸铁锂电池)

리튬인산철을 사용하는 리튬이온 배터리의 일종

 전체 용량의 90%까지 방전 후에도 1,000회 이상 재충전이 가능하고, 보편화되어 사용되고 있는 삼원계 배터리에 비교해서 가격이 저렴하다.

기존 리튬 이온계열의 배터리가 가지고 있는 결함중 하나인 발화성 및 폭발성의 위험을 대폭 줄인 배터리로 최근 대중화 되어 가고 있다. 현재는 CATL, BYD같은 중국업체가 시장을 주도하고 있고 테슬라 모델3에 채용되면서 더욱 유명해졌다.

 

Lithium iron phosphate(Compound)

이미지 출처 - https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Lithium-iron-phosphate

Lithium iron phosphate

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장점

가벼운 무게 - 납산 베터리(SLA)에 비해 60% 이상 가벼움

긴 수명 - 일반적인 베터리의 재충전 반복 횟수 4~500회에 비해 1500회 이상(1500회 이후에도 최초 성능용량의 80% 이상 유지)

안정성 : 납산 베터리(SLA)는 수소가스의 유출 위험성과 온도에 따른 성능저하가 및 과충전 과방전시의 화재위험 이 있으나, 인산철 배터리는 폭발의 위험성이 낮고(폭발 대신 내부손상) 유독가스 유출이 없다.

에너지 밀도 : 납산 베터리 기준 1.5배(거기다 수명이 3배 이상)

낮은 자가방전율 : 월 1%의 자가방전(1년 동안 자연방전율 12~15%) - 납산 배터리는 월 5~20% 자가 방전된다.

안정적인 작동전압

친환경 : 납, 황산, 니켈, 카드뮴 등의 유해 독성물질이 전혀 없다.

사용 온도 범위 : (-20℃ ~ 75℃ )

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단점

비싼 가격  - 용량과 수명을 생각하면 단점이라기엔 애매하다.

에너지 밀도 

영하의 날씨에서 충전문제

충전 속도

자동차 시동배터리로서의 문제 - 회로 문제로 배터리가 사망하는 사례가 제법 있다. 일반 납산배터리는 방전이 되어도 충전해서 사용이 가능한데 인산철 시동배터리의 경우는 방전 및 회로이상이 생겨버리면 충전자체가 불가능한 경우가 있다.

그리고 과충전으로 인한 문제와 영하에서 충전자체가 되지 않는 등 아직 불안전한 단계

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• 유해 중금속(Pb, Cd, Hg 등)을 함유하지 않은 친환경 제품
• 부풀거나 변형이 쉽게 되지 않음
• 열정적으로도 안정적인 구조라 2차 가공에도 용이.
• 온도 특성이 좋아 자체 발열이 거의 없다.(냉각으로부터의 자유)
• 과열, 과충전 상황에서의 폭발가능성 낮음.(하지만 고속충전 시 배터리 표면온도가 100℃ 이상으로 상승하면서 열폭주 및 화재발생 가능성에 대한 연구결과과 있음

 

과충전에 의한 파우치형 리튬이온전지의 열폭주 발생 특성에 관한 실험연구

Characteristics of Thermal Runaway Generation of Pouch-type Lithium-ion Batteries by Overcharging (kifsejournal.or.kr))

Characteristics of Thermal Runaway Generation of Pouch-type Lithium-ion Batteries by Overcharging

 

 

 

 

 

내용 출처

리튬 인산철 배터리 - 해시넷 (hash.kr)

리튬 인산철 배터리 - 해시넷

Lithium iron phosphate battery - Wikipedia

Lithium iron phosphate battery - Wikipedia