5분 만에 읽는 전기차 배터리 작동원리와 전망

comaster 2023-06-05 (월) 13:55 조회 : 1214 추천 : 11

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기후변화 · 에너지

How does an EV battery actually work?

5분 만에 읽는 전기차 배터리 작동원리와 전망

현재 전기차 업계는 많은 양의 리튬이온 배터리를 필요로 한다. 더 저렴하고 지속가능한 대안을 위한 연구가 진행되고 있다.

Patrick Sisson

2023년 3월 6일

전기 승용차와 전기 트럭이 공도를 누비는 시대가 왔다. 전기차의 동력이 되는 배터리는 이제 가장 중요한 부품으로 차량 가격에서도 높은 비중을 차지한다. 배터리는 청정 운송의 가능성을 보여줄 뿐만 아니라, 지정학적 힘과 산업의 지배구조, 환경보호 등 다양한 분야에 걸쳐 광범위한 변화를 가져왔다.

최근 업계 예측에 따르면 2030년까지 미국 신차 판매의 절반 이상을 전기차가 차지할 것으로 보인다. 전 세계 배터리 시장의 성장 가능성을 고려해 향후 10년간 테슬라의 기가팩토리(Gigafactory) 규모의 설비가 90개 더 필요하다는 추정도 나왔다.

스마트폰에도 들어가는 리튬이온(lithium-ion) 배터리는 전기차의 가장 대중적인 동력원이다. 리튬은 반응성이 뛰어난 화학물질로 이를 사용해 만든 배터리는 고전압을 수용하고 충전력이 우수하다. 또 효율적인 고밀도 상태로 에너지를 저장할 수 있다. 리튬이온 배터리는 제작 비용이 감소하는 반면 성능이 향상되고 있기 때문에 향후 전기차에서도 우위를 점할 것으로 예상된다.

현재 일반적인 전기차의 배터리 무게는 약 1,000파운드(약 454kg), 배터리 제조 비용은 약 1만 5,000달러(약 1,900만 원)다. 완충 시 일반적인 가정을 기준으로 수일간 차량을 운용할 수 있다. 충전 용량은 시간이 지나면서 줄어들지만, 보통 10년에서 길게는 20년까지 사용할 수 있다.

하나의 배터리는 수백 개, 또는 수천 개 리튬이온 전기화학 배터리 셀의 집합체다. 배터리 셀은 실린더 또는 주머니 모양을 하고 있으며 약간 무른 재질이다. 배터리 셀은 니켈, 망간, 코발트 등 산화물 소재로 만드는 양극, 흑연으로 만드는 음극, 그 사이를 채운 액체물질인 전해질로 구성된다.

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