전기 자동차 배터리 기술은 리튬 코발트 산화물(LCO) 및 리튬 망간 산화물(LMO)에서 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(NCA)에 이르기까지 다양한 리튬 이온 화학 물질이 등장하면서 계속해서 빠르게 발전하고 있습니다. 이러한 배터리는 일반적으로 방전 중에 리튬 이온이 흐르는 양극 재료의 이름을 따서 명명됩니다. 그런데 왜 EV에는 그렇게 많은 배터리 유형이 필요한 걸까요?
다양한 배터리 공식은 배터리 수명, 최대 충전 속도, 에너지 밀도 등 특정 성능 지표에 맞게 최적화됩니다. 선택은 주로 애플리케이션 요구 사항에 따라 달라집니다. 예를 들어 LMO 배터리는 내부 저항이 매우 낮아 고속 충전이 가능하지만 수명이 짧습니다. 현재 니켈 망간 코발트(NMC)와 NCA 배터리는 니켈과 코발트의 균형을 맞춰 수명과 에너지 밀도를 향상시켜 EV 부문을 지배하고 있습니다. 그러나 인산철리튬(LFP) 배터리가 강력한 대안으로 떠오르고 있다.
화학식 LiFePO₄(리튬, 철, 인산염)을 사용하는 LFP 배터리는 NMC 및 NCA 배터리에 비해 뚜렷한 이점을 제공합니다.
LFP의 견고한 Fe-PO 결합은 스트레스(단락, 과열) 시 산소 방출을 방지하여 코발트 기반 배터리보다 열 폭주를 더 효과적으로 방지합니다.
장점에도 불구하고 LFP 배터리는 다음과 같은 절충안을 제시합니다.
Tesla는 2021년(중국)과 2022년(미국)에 Standard Range 모델을 LFP로 전환했습니다. Ford는 2024년까지 유럽 Mustang Mach-E에 LFP를 채택하고 F-150 모델을 선택할 계획입니다. Rivian은 먼저 Amazon 배달 밴에 LFP를 구현한 다음 표준 범위 트럭에 LFP를 구현할 예정입니다. General Motors의 재설계된 Chevy Bolt EV와 BMW의 2025년 모델도 LFP 기술을 활용할 예정입니다.
Tesla 모델을 관찰한 결과 다음이 밝혀졌습니다.
연구에 따르면 LFP 사이클은 NMC 배터리보다 2~4배 더 오래 지속되며 완전 충전 시 성능 저하가 최소화됩니다.
예. 더 높은 열 폭주 임계값(270°C 대 NCA의 150°C)으로 인해 화재 위험이 크게 줄어들지만 리튬 배터리 화재는 극히 드물게 발생합니다.
Tesla는 탄력성 때문에 LFP를 완전 충전할 것을 권장하지만, 80~85% 충전을 유지하면 모든 리튬 이온 배터리의 수명이 최적화됩니다.
영하의 온도에서는 사전 조절 없이 충전 속도가 감소하지만 열 관리 업데이트로 이를 완화할 수 있습니다.
그렇습니다. 코발트/니켈을 제거하면 인도주의적 우려가 있는 광산 운영에 대한 의존도가 줄어들고 국내 공급망이 지원됩니다.
