지금까지 리튬이온배터리의 핵심 소재인 양극재가 무엇인지, 어떤 역할을 하는지 알아보았습니다. 또 양극재 중 세 가지 원소로 구성된 ‘NCM 양극재’, ‘NCA 양극재’에 대해서도 자세히 들여다보았습니다.
이번 시간에 다룰 양극재는 총 네 가지 원소로 이루어진 ‘NCMA 양극재’입니다. 인포그래픽을 통해 NCMA 양극재의 구성과 특징을 살펴보겠습니다.
네 개의 양극재를 조합한 ‘사원계 배터리’
다양한 원소로 이루어진 양극재는 리튬이온배터리의 용량과 전압을 책임집니다. 양극재를 구성하는 원소들은 배터리에서 각각 다른 역할을 수행하게 되며, 원소 조합에 따라 배터리 성능이 결정됩니다. 이러한 이유로 양극재는 배터리의 쓰임새에 맞게 다양하게 사용되고 있습니다.
대표적인 양극재는 3가지 원소로 구성된 ‘NCM’ 과 ‘NCA’이지만, 최근에는 이를 더 발전시킨 양극재가 주목받고 있습니다. 바로 한 가지 원소를 더 추가한 ‘NCMA 양극재’인데요. NCMA는 4개의 금속 원소로 이루어졌다 하여, ‘사원계 배터리’라고 부르기도 합니다.
높은 출력과 안전성, 가격 경쟁력까지 갖춘 ‘NCMA 양극재’
NCMA 양극재는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망가니즈(Mn)로 구성된 NCM 양극재에 알루미늄(Al)을 추가한 조합입니다. 이 중에서 니켈(Ni)은 배터리의 용량과 에너지 밀도를 높이는 역할을 하며, 코발트(Co)와 망가니즈(Mn)는 안전성을 높여줍니다. 또 알루미늄(Al)은 배터리의 출력과 안전성에 기여합니다.
특히 NCMA 양극재는 니켈의 비중을 높이고, 값비싼 코발트의 함량이 상대적으로 줄어든 만큼 제조 원가를 낮출 수 있습니다. 또한 NCMA 양극재는 원형, 각형, 파우치형 등 배터리 형태의 구분 없이 모두 사용되어 활용 범위가 넓다는 이점도 있습니다.
여러모로 장점이 많은 NCMA 양극재! 이러한 특징 덕분에 주로 고성능 전기차 배터리의 양극재로 쓰이는데요. 전기차의 주행거리와 출력 향상, 배터리 안전성까지 개선할 수 있기 때문에 핵심 소재로 떠오르고 있습니다.
지금까지 인포그래픽을 통해 양극재에 대해 자세히 살펴보았습니다! 이제 NCM, NCA, NCMA라는 용어를 접했을 때, 각 양극재의 원소 구성과 그 특징이 무엇인지 알 수 있겠죠?
다음 시간에는 리튬이온배터리 4대 소재 중 하나인 음극재에 대해 소개해 드리겠습니다.