리튬 인산 철 배터리 특성 - lityum insan cheol baeteoli teugseong

인산철리튬전지는 인산철리튬을 양극재로 사용하는 리튬이온전지를 말한다. 리튬 인산철 배터리의 특성은 무엇입니까?

1. 높은 안전 성능

인산철 리튬 배터리 의 PO 결합은 안정적이며 분해되기 어렵습니다. 고온이나 과충전시에도 붕괴되지 않고 리튬코발트산화물과 같은 발열이나 강한 산화성 물질을 형성하지 않습니다. 인산철리튬의 분해온도는 약 600℃이므로 안전성이 좋다. 과충전 시 과연소 및 폭발이 발생하지만 일반 액체 전해질 리튬 코발트 산화물 배터리에 비해 과충전 안전성이 크게 향상되었습니다.

2. 긴 수명

납산 배터리의 사이클 수명은 약 300배이고 최대 수명은 약 500배인 반면 리튬 인산철 배터리의 사이클 수명은 2000배 이상이며 표준 충전(0.2C, 5시간)은 2000회에 달할 수 있습니다. 타임스. 같은 품질의 납축전지는 "신반년, 구반년, 수선 반년"으로 길어야 1~1.5년인데, 인산철리튬전지는 같은 조건에서 사용하며, 이론적인 생활은 7~8년을 도달할 것입니다. 종합적으로 고려하면 성능 대 가격 비율은 이론적으로 납산 배터리의 4배 이상입니다. 고전류 방전은 고전류 2C를 빠르게 충전 및 방전할 수 있습니다. 특수 충전기에서 배터리는 1.5C 충전 후 40분 이내에 완전히 충전될 수 있으며 시작 전류는 2C에 도달할 수 있지만 납산 배터리는 이러한 성능이 없습니다.

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3. 좋은 고온 성능

인산철 리튬 배터리의 전기 가열 피크는 350℃-500℃에 도달할 수 있는 반면, 망간산 리튬 및 코발트산 리튬은 약 200℃에 불과합니다. 작동 온도 범위는 넓으며(-20C--+75C), 고온 저항을 갖는 인산철 리튬의 전기 가열 피크는 350℃-500℃에 도달할 수 있는 반면, 망간산리튬 및 코발트산리튬은 약 200℃에 불과합니다.

4. 대용량

리튬인산철 전지는 일반 전지(납산 등)보다 용량이 크며, 납축전지의 에너지 밀도는 약 40WH/kg이다. 시장에서 주류인 인산철 리튬 배터리는 에너지 밀도가 균일합니다. 90WH/kg 이상을 하십시오.

5. 메모리 효과 없음

2차 전지는 만충전 상태에서 작동하는 경우가 많으며 용량은 빠르게 정격 용량 이하로 떨어집니다. 이 현상을 기억 효과라고 합니다. 니켈-금속 수소화물 및 니켈-카드뮴 배터리와 마찬가지로 메모리가 있지만 리튬 철 인산염 배터리에는 이러한 현상이 없습니다(리튬 이온 배터리는 일반적으로 메모리 효과가 없습니다).

6. 가벼운 무게

동일한 사양 및 용량의 인산철 리튬 전지의 부피는 납산 전지 부피의 2/3이고 무게는 납축 전지의 1/3이며 에너지 밀도는 납축 전지의 몇 배입니다. 납산 배터리.

7. 환경 친화적

인산철 리튬 배터리는 일반적으로 중금속 및 희금속이 없는 것으로 간주됩니다(니켈-금속 수소화물 배터리에는 희소 금속이 필요함), 무독성(SGS 인증), 무공해, 유럽 RoHS 규정 준수 및 친환경 배터리 . 리튬 인산철 배터리가 업계에서 선호되는 중요한 이유는 환경 보호 고려 사항입니다.

그러나 한 가지 점을 직시하십시오. 인산철 리튬 배터리는 새로운 에너지 산업에 속하지만 중금속 오염 문제를 피할 수 없습니다. 금속 재료의 가공에서 납, 비소, 카드뮴, 수은, 크롬 등은 먼지와 물로 방출될 수 있습니다. 배터리 자체는 화학 물질이므로 두 가지 오염을 유발할 수 있습니다. 하나는 생산 프로젝트의 공정 폐기물 오염입니다. 다른 하나는 폐기 후 배터리 오염입니다.

위의 내용은 인산철 리튬 배터리에 대한 관련 소개입니다. 더 궁금한 점이 있으면 Nanjing Winshinepower Technology Limited에 문의하십시오!

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  • 리튬배터리 개요
  • 응용분야 : B2B
  • 응용분야 : B2C

  전지는 1차 전지(Primary Cell)와 2차 전지(Secondary Cell)로 구분할 수 있으며 1차전지는 방전 후 재사용이 불가능한 전지, 2차 전지는 방전 후 충전을 통해 재사용이 가능한 전지를 의미한다. 이 2차 전지는 양극재 원료에 따라 납축전지(Lead-Acid), 리튬이온전지(Lithium-Ion) 등으로 분류할 수 있다. 납축전지는 주로 자동차용 배터리와 산업용 예비전원 용도로 사용되며, 전지 시장 내 비중은 약 80%(2014년 기준), 리튬이온전지는 스마트폰, 노트북, Tablet PC, 전기차, ESS(Energy Storage System) 등의 용도로 적용되며, 전지 시장 내 비중은 12%(2014년 기준) 수준이다. 화석 연료 고갈에 대한 우려와 지구 환경 오염에 대한 우려가 커짐에 따라 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기자동차, 에너지저장시스템 등의 새로운 응용 분야에서는 리튬이온전지를 요구하고 있다. 특히 에너지저장기술에 있어 리튬이차전지가 주도 기술로 부상할 것으로 예상되는데 배터리 방식이 물리적 저장방식보다 시장에서 선호될 것으로 예상되기 때문이다. 따라서 리튬이차전지는 고효율, 고성능 및 우수한 충방전 특성으로 에너지 저장 기술을 선도할 것으로 전망되며 용량 확장성, 에너지 변환효율, 친환경적으로 타 경쟁기술 대비 많은 장점을 가진다.

  리튬전지는 일반전지에 비해 2배 이상 높은 3.0~3.6V의 전압을 가지며, 전압 평탄도가 우수하고, 호환 가능한 전지들 중에서 에너지 밀도가 가장 높은 것은 물론 -55~85℃의 넓은 온도 범위에서 작동이 가능하다. 아울러 일반적인 조건에서의 자가 방전율이 연간 2퍼센트 미만이므로 장기간 저장 후에도 사용이 가능하다. 리튬은 가장 가벼운 금속 원소(원소기호 Li, 번호 3)로서, 휴대용 단말기에 사용되는 리튬 이온전지는 니켈-카드뮴 전지에 비해 약 2배의 용량과 약 3배의 전압을 유지하며 자기 방전이 적은 특징을 가지고 있다. 충·방전을 1,000회 이상 반복해도 메모리 효과가 발생하지 않아 전지를 다 쓰지 않고 재충전해도 수명이 단축되지 않으며 내구성이 좋다.


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첫째, 가볍고 에너지 밀도가 높다.
리튬 금속은 다른 어느 금속보다 가볍기 때문에 이 금속을 사용한 전지도 매우 가벼워 에너지 밀도가 크다. 리튬이온전지의 에너지 밀도는 160Wh/kg으로 니켈카드뮴 전지의 약 2배, 납축전지의 6배 정도.

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둘째, 기전력이 크다.
리튬이온전지의 기전력은 3.6V로 이 전지 하나로 휴대전화를 작동시킬 수 있다. 니켈-기반(nickel-based)의 전지는 기전력이 1.2V이기 때문에 이 전지 세 개를 직렬 연결하여야 리튬 이온전지 한 개의 기전력을 얻을 수 있다.

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셋째, 리튬이온전지는 관리가 쉽다.
기억효과(memory effect : 충전하기 전에 전지가 완전히 방전되어 있어야 하는 성질로 생각하면 됨)가 없어 완전히 방전시키지 않고 어느 정도 충전 되어 있는 상태에서도 충전이 가능하다.

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넷째, 자가 방전에 의한 전력 손실이 매우 적다.
리튬이온 전지의 자가 방전율은 5%/월 로 니켈-기반의 전지의 1/4정도에 불과.

리튬이온전지를 구성하고 있는 4대 소재는 양극재(양극활물질), 음극재(음극활물질), 분리막, 전해액이며 이 4대 소재의 리튬이온전지 내 원가 비중은 양극재 36%, 음극재 13%, 분리막 14%, 전해액 9%, 기타28% 등으로 파악된다. 원가 비중을 가장 많이 차지하는 양극재 부문에서 전지의 출력, 안정성, 수명, 가격 등을 개선하기 위해 양극 활물질의 코발트 함유량을 축소하려는 움직임이 점진적으로 확대되고 있으며 이에 따라 전이금속으로 니켈, 망간, 인산철 등을 사용, 확대 적용 중인 상황이다.

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리튬이온전지 원가 구조

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양극재 : 양극 활물질 종류별 시장 수요 현황

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양극재 : 양극 활물질 종류별 시장 수요 변화 전망


  리튬 배터리는 전해질에 따라 액체 상태이면 리튬 이온 배터리(LIB), 고체 상태이면 리튬 폴리머 배터리 (LIPB)로 구분된다. 이 리튬 폴리머 배터리 중 리튬 인산철(LiFePO4)은 다른 리튬이온전지 (폴리머 포함) 등과 비교 시 발열성이 없어, 가연성 또는 폭발 등을 일으키지 않음으로써 안전성이 탁월하다. 따라서 리튬의 주 문제점인 불안정성, 즉 폭발 및 발화의 위험을 해결하는 가장 안전한 배터리라 할 수 있다. 리튬 인산철 배터리의 화학구조는 올리빈 구조로 매우 안정적인 구조를 가진다. 그렇기에 리튬의 경로 이동이 쉽고 열적으로도 매우 안정적이여서 외부 불순물과 합성되어 다른 변형된 형태로 쉽게 왜곡 되지 않으며 2차 가공에 용이하다. 직류 측 입력 변동이 작아서 PCS 설계가 용이하고 전체적으로 EES 절연전압도 낮출 수 있는 효과가 있다. 또한 온도특성이 매우 좋아 자체 발열이 거의 없어서 주위온도에 영향을 주지 않는다. 정리하면, 리튬인산철 이차전지는 탁월한 안전성을 가지고 있으며 자가 방전율과 에너지 손실률이 매우 낮아 효율이 뛰어나다.

고 에너지 밀도

납축전지, 니켈-카드뮴에 비하여 3~5배 높은 에너지밀도로 부피가 작고 중량이 가벼워서 전기자동차용으로 니켈-수소전지를 대체하고 있으며, 설치/해체가 간단하여 적재 공간 절약 가능

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높은 충방전 효율

충방전 효율이 95% 이상으로 우수하여 충, 방전시 적은 전력을 소비하여 전기료 절감효과가 있음. 납축전지는 70% 정도의 충방전 효율로 20~30%의 전기료 절감효과 있음.

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장수명에 따른 경제성

납축전지, 니켈전기, 타 리튬전지 등 어떤 배터리보다도 3~5배가 긴 수명특성을 갖고 있으므로 타 배터리 대비 가장 경제적인 배터리임

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온도특성 우수

극심한 환경에서 온도특성이 우수하여 고온에서 수명저하, 저온에서 시동불량등 문제점이 없으며, 배터리 보관 장소에 별도의 항온, 항습 등이 필요치 않아 일반사무실에 설치가 가능함

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탁월한 안정성

리튬과 인산철의 결정구조가 강한 공유결합 상태로 초고온에서도 산소발생이 없으며, 과충전, 과방전시, 침수 또는 외부 기계적 충격에도 폭발, 화재 등이 전혀 없는 안정성을 갖추고 있음

고율 충방전 특성

급속 충방전이 가능한 특성을 갖고 있으며, 미국시장에서는 출시되면서 전동공구와 RC시장에서 기존의 니켈-카드뮴 배터리를 완전 대체하였음(美國A123, International Battery-군용배터리)

낮은 자가 방전율

월 3% 이하의 낮은 자가 방전율로 장기간 보관이 가능하여, 농번기후 장기간 방치한 농기계 등의 시동에도 문제가 없으며, ESS, UPS 등에서 전기료 또한 절감 가능함

No Memory Effect

니켈전지에서 문제가 되는 메모리효과가 전혀 없고, 유지보수가 필요 없어서 관리 인력이 별도로 필요 없고, 배터리 활성화 장비도 필요 없음.


안정적인 작동전압

모든 배터리(납축전지, 니켈전지, 타 리튬전지)는 사용 중에 작동전압 강하가 심하게 나타나는데, 리튬 인산철은 전압강하가 아주 완만하여, 타 배터리 대비 가장 안정적인 작동성능을 나타냄

친환경 그린제품

납, 황산, 니켈, 카드뮴 등의 유해 독성물질이 전혀 없는 친환경 제품이며, 환경보호에도 적합한 녹색상품으로 최근 들어 환경문제가 심각하게 대두되어 기존 배터리의 대체가 필요함

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