지난 시간 NCM 양극재에 이어 이번에는 ‘NCA 양극재’에 대해 살펴보겠습니다. NCA는 NCM 양극재와 원소 조합 및 각 원소의 비율에서도 차이를 보이는데요. NCA 양극재는 어떤 원자재들로 구성되어 있으며, 이를 사용한 배터리의 특징은 무엇인지 인포그래픽을 통해 더 자세히 알아보겠습니다.
높은 에너지 밀도가 특징인 ‘NCA 양극재’
리튬이온배터리를 구성하는 4가지 핵심 요소 중 하나인 양극재는 리튬이온이 저장되는 공간으로, 배터리의 용량과 전압을 결정합니다.
NCA 양극재는 리튬코발트산화물(LCO)을 기반으로 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 원소의 조합으로 구성되어 있습니다. NCM과 마찬가지로 세 가지 원소가 쓰였다 하여 NCA삼원계 배터리라고도 합니다.
NCA원소들은 양극재 원자재로서 각기 다른 역할을 수행하고 있습니다. 니켈(Ni)은 에너지 밀도를 높이는 역할을 하며, 코발트(Co)는 안전성을 높여줍니다. 마지막으로 알루미늄(Al)은 배터리의 출력과 안전성에 관여합니다.
NCA 양극재의 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al)은 각 배터리의 쓰임새에 맞게 구성되어 있는데요. NCM 양극재보다 니켈의 함량이 단연 높고 알루미늄의 특성도 더해져, 더욱 높은 에너지 밀도와 출력을 보이는 것이 특징입니다. 다만, 에너지 밀도가 높은 만큼 불안정할 수 있기 때문에 NCA 양극재는 주로 원통형 배터리와 같은 소형 전지에 쓰이고 있습니다.
NCM과 NCA양극재가 각각의 원소 조합으로 서로 다른 배터리 성능을 만들어 내며, 배터리의 쓰임새에 따라 그 활용도 역시 높아졌는데요. 이에 따라 현재 국내 배터리 제조기업들은 NCM, NCA 삼원계 배터리 제조에 주력하고 있습니다.
이러한 삼원계 배터리에 안전성을 더욱 높이기 위해 배터리 업계에서는 양극재에 한 가지 원소를 더 결합한 사원계 배터리에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있습니다.