만 시간의 법칙

원형배터리의 구조는 그림과 같은 방식으로 생산되고 양극, 음극, 분리막이 돌돌 말려져 있는 와인딩 방식으로 생산이 된다. 탭리스 구조를 많이 이야기하는데 원래 양극, 음극 탭이 있고 중앙에 심이 들어가 있는 형태이며 아래, 위로 뚜껑을 막게 되어 있다. 기존 배터리는 하단이 막혀있는 캔으로 한방에 만들어진 구조가 많다. 이런 형태에서 4680은 상당히 다른 구조로 형태가 이루어져 있다. 왼쪽에 있는 것이 기존 원형 배터리구조이고 오른쪽에 있는 부분이 4680의 단면구조로 예상되는 부분이다. 기존 기술을 보면 파란색으로 표시된 부분이 음극부분이고 윗부분이 양극부분이다. 기존에는 tab이라는 것이 단순하게 한개가 내려와 탭 밑바닥을 용접을 한다. 양극도 한개가 튀어나와서 용접을 하는 구조이다. 위쪽 파란색으..

4680 배터리 성공에 필요한 기술들 4680 배터리는 음극부분에 탭을 모아놓은 형상으로 기존 2170 대비 에너지는 5배, 주행거리는 16%증가, 파워는 6배가 향상되는 기술적인 목표를 가지고 있었다. 이렇게 원형 배터리가 고성능화된다고 하면 앞으로 4680배터리 사용량은 급증할 것으로 보인다. 그렇게 된다면 리튬이온 배터리 시장이 점점 커질 것으로 예상된다. 특히 전기차의 용도가 점점 증가할 것으로 보는데 여기에서 핵심적인 원형 배터리 규격이 4680 배터리가 될 것으로 본다. 테슬라 배터리데이에 나온 기술들- 배터리 가격, 셀디자인, 음극재, 양극재 기술, Cell을 자동차에 장착하는 기술, Cell 공장에서의 생산성과 같은 기술들-이 모두 적용된 결과 배터리의 가격을 낮추기 위해 4680기술이 소..

건식 전극 기술은, 테슬라가 멕스웰 인수 등 관련 영상을 공개하면서 원가를 낮추는 기술, 친환경기술로 배터리데이에서 소개하였다.(인수한 멕스웰은 다시 매각했지만, 테슬라와 관련성은 여전해 보인다.) 또 다른 건식 전극 기술을 추구하는 기업은 LG화학, LG에너지솔루션이다. LG에너지 솔루션이 미래 추구하는 기술은 하이티켈, 리튬리치, 코발트 프리, 건식전극이다. 테슬라에 의해 소개되었지만 건식 공정은 이전에도 많이 사용되었고 특히 슈퍼캐패시터에 많이 사용되던 기술이다. 건식 전극 공정은 습식 공정 대비 많은 장점이 있다. 1. 건식이라 - 솔벤트가 필요없다. 바인더에 의해 간단히 만들 수 있다. 2. 두께를 압연을 통해 더 얇게 만들 수 있다. 3. 에너지 밀도를 높이는데 유리하다. -. 하이니켈, 전고..

SK이노베이션 2019년 미국 조지아주 배터리 공장 착공 장비 업체 현황 이럴 경우 장비 업체에게는 호재이지만 일단은 단발성임. 2022년 양산 전에 1년 전부터 설비를 설치하기 시작함. 설치를 시작하게 되면 전체 수주 금액에서 일부를 받기 시작함. 이로 인해 매출이 형성됨. 준공이 완료되면 잔금을 받게 됨. 이런 과정들은 장비업체를 투자하면서 계속 확인해야할 부분들임.(21년 하반기 SK향 발주는 시작되었으나 수주 잔고가 그대로 남아 있다고 함. SK벤더들 주가 폭망) 2021년에 장비 설치가 완료되고 배터리를 양산하게 되면 장비 운영을 위한 지원을 하게 됨. 이것이 계약에 따라 3개월, 6개월 긴 경우에는 1년도 가능함. 기술자가 장기간 체류하면서 출장비를 지급하거나, 설비가 문제가 있어서 수리를 하..

분리막의 기능 1. 양극과 음극이 섞이지 않도록 물리적으로 막아주는 역할을 한다. 2. 내부의 미세한 구멍을 통해 리튬 이온만 이동하게 하고, 전자가 전해액으로 직접 흐르지 않도록 한다. 파우치 배터리 X-ray 분리막은 두께 30마이크로미터 이하임. 아래 그림에 구불구불해 보이는 것이 분리막이다. 분리막이 양극, 음극 사이를 막아서 완전히 밀착이 되어 있는 구조다. 분리막의 종류 건식(a), 습식(b) 두가지임. 발전되고 있는 순서는 건식(1$/m)->습식(1.3$/m)-> 코팅 강화막(1.5$/m) (코팅 강화막은 엘지화학에서 내세우고 있는 기술이다..) 분리막 스펙 싱글Layer? 삼면Layer?, 구성, 두께, 멜팅 온도(220도 이상 견디기), 통기도(150이하), 구멍의 크기(30나노미터이하)..

기존 리튬 이온 배터리에서 음극재는 그라파이트, 흑연을 사용하는데 리튬 이온이 들어가는 방식은 Intercalation이라하고 삽입하는 형태임. 실리콘 입자가 리튬이 삽입됨에 따라 부피팽창이 일어나는데 이것은 리튬이 점점 많이 들어가기 때문에 생기는 현상임. 흑연(그라파이트)의 경우 탄소 6개와 리튬 1개의 결합으로 375mAh/g의 용량을 가질 수 있음. 실리콘은 원자 하나 당 4.4개의 실리콘을 받아들일 수 있어 최대 4000mAh/g까지 용량을 증가시킬 수 있음. 합금화학의 증가된 용량은 상당한 부피 변화를 동반하게 되고 300%의 부피팽창으로 실리콘 음극은 사이클 동안 균열 및 분쇄를 경험하게 되어 SEI층, 전도성 물질 및 집전체와의 접촉 실패를 초래함. 실리콘은 초기 용량 대비 계속적으로 충방..

리튬 이차전지-최신 양극재 기술 설명(LCO, NCM811, NCA) 2019년 1분기 전기차 탑재 양극재 사용 현황. 순위별로 대표적인 양극재 기술 수준을 알 수 있음. NCM523, NCA가 가장 많이 사용되는 양극재이고 최신 양극재는 NCM811인 것을 알 수 있음. 양극재 중요 원소들-니켈, 코발트, 망간 양극재에서 중요하게 사용되는 원소들은 니켈, 망간, 코발트, 알루미늄임. 금속 원소들은 배터리에서 각각의 특징을 가지고 있음. 옆에 숫자 1.0의 의미는 100%라는 의미로 함유된 퍼센티지를 나타냄. Rule of Thumb 니켈: 높은 용량 망간: 낮은 가격, 열안정성 코발트: 좋은 수명 리튬을 사용한 양극재는 대표적으로 6가지 정도가 있음. 리튬이 공통적으로 사용이 되고, 최근에는 니켈을 첨..

원형 배터리 구조는 위에서부터 TOP버튼, PTC, Vent, CID, Gasket으로 구분됨. TOP, CID는 신흥SEC, Vent는 상신이디피, Gasket은 삼진엘엔디, Can은 이시자키에서 생산되고 있음(상신이디피가 Can생산 능력을 갖춤). 가지 배터리 제조사의 분해도를 보면 구조적으로 큰 차이는 없고 삼성은 PTC가 없는 상대적으로 간단한 구조를 갖고 있어 원가면에서 경쟁력이 있음. 안전장치들의 동작 방식은 ① PTC는 과전류가 발생하면 High impedance mode, 저항이 높아져 전류량을 줄이게 함. ② 계속 내부 압력이 커지만 CID가 끊어지면서 양극과 CID가 분리되어 전류가 차단됨. ③ 그래도 계속 압력이 증가하면, ③번 그림과 같이 내부가 열리면서 가스를 외부로 방출시키면서 ..

전고체 전지는 전지의 모든 구성요소가 고체인 전지로 고체 전해질은 기존 리튬 이온 전지의 전해액과 분리막의 역할을 대신하게 된다. 고체 전해질은 형태만 고체일 뿐 전해액과 같이 리튬 이온을 이동시켜주는 역할을 하고 유기 용매로 구성된 전해액이나 고분자로 구성된 분리막이 아닌 무기계 고체 전해질이 들어가기 때문에 발화가능성이 낮고 열 안정성이 높은 기술적인 개선이 나타나게 된다. 전해액은 활물질 사이로 스며들어 리튬이온을 쉽게 전달할 수 있지만 고체 전해질은 그렇지 못하기 때문에 활물질과 고체 전해질 간의 접촉을 향상시키는 것이 중요하다. 또한 액체 전해질 방식보다 화재 가능성을 낮출 수 있는 기술이다. 마이크로 실리콘 음극재를 적용하여 성능에서 획기적 개선이 있고 충방전 사이클 500회 이후에도 잔존 용..