배터리 경쟁: LFP 배터리 VS NMC 배터리.
최고의 태양 에너지 저장 배터리는 무엇인가요?
LFP 배터리 또는 NMC 배터리? 태양 에너지 저장 시스템을 구축하는 데 가장 적합한 선택은 무엇일까요?
리튬 배터리 에너지 저장 시스템은 최근 몇 년 동안 큰 주목을 받고 있습니다. 에너지를 저장하고 언제든지 사용할 수 있도록 하는 배터리의 중요성 때문이죠. 지속적인 연구와 개발로 배터리 소재에 대한 선택의 폭이 넓어졌습니다.
배터리 소재는 배터리 성능에 영향을 미치는 중요한 요소이므로 서로 비교하는 것은 피할 수 없습니다. 에너지 저장 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 화학 물질은 리튬인산철(LFP)과 니켈망간코발트(NMC)입니다.
리튬 인산철 배터리가 더 안전하고 안정적이기 때문에 점점 더 많은 회사에서 가정용 에너지 저장용 NMC 배터리를 대체하기 위해 LFP 배터리를 생산하기 시작했습니다.
하지만 전부는 아닙니다. 가정용 에너지 저장장치의 첫 번째 선택으로 삼원 전지를 사용하는 잘 알려진 회사들이 여전히 존재합니다. 그렇다면 어떤 배터리가 더 적합할까요?
리튬 배터리의 역사와 구성
요시노 아키라는 노벨상을 수상한 요시노, 굿너프, 휘팅엄의 연구를 바탕으로 1985년 리튬 이온 배터리의 첫 번째 시제품을 만들었습니다. 소니의 한 팀이 1991년 최초의 상용 리튬 이온 배터리를 만들었습니다.
리튬 배터리는 크게 네 가지 구성 요소로 나눌 수 있습니다. 이 네 가지 구성 요소는 양극, 음극, 전해질, 분리막입니다. 이들은 배터리에 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 이 중 하나가 없으면 배터리가 작동할 수 없습니다. 우리가 LFP 배터리와 NMC 배터리라고 부르는 것은 양극의 재질을 말합니다.
배터리가 충전되면 리튬 이온은 전해질을 통해 음극에서 양극으로 이동하여 흑연 구조에 저장됩니다. 방전 과정에서 리튬 이온은 다시 음극으로 이동하여 전자 장치에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있는 전류를 생성합니다.
LFP 배터리란 무엇인가요?
양극 재료: LFP 배터리의 음극재는 LiFePO4입니다.
음극재 재질: 음극은 일반적으로 흑연 또는 경질 탄소로 만들어집니다.
구성: LFP 배터리에는 양극 및 음극 재료 외에도 리튬 염이 유기 용매에 용해된 전해질과 양극과 음극을 분리하는 분리막이 포함되어 있습니다.
최근 LFP 배터리의 명성은 주로 우수한 사이클 수명과 고출력을 가진 전기 자동차의 활발한 개발 덕분입니다. 가장 큰 매력은 철이 풍부한 매우 일반적인 재료로 구성되어 있기 때문에 비용입니다.
NMC 배터리란 무엇인가요?
양극재: NMC 배터리의 양극재는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)의 결합된 산화물로 만들어지며, 일반적으로 LiNiMnCoO2(NMC)로 표시됩니다. NMC 배터리마다 니켈, 코발트, 망간의 비율이 다릅니다. 일반적인 것들로는 NMC111, NMC622, NMC811이 있습니다.
음극재: 음극은 일반적으로 흑연 또는 경질 탄소로 만들어집니다.
구성: LFP 배터리와 마찬가지로 NMC 배터리에도 전해질과 분리막이 포함되어 있습니다.
NMC 배터리도 납축 배터리를 대체할 수 있는 좋은 옵션이며 에너지와 전력의 좋은 조합이지만 다른 많은 리튬 화학 물질과 마찬가지로 니켈과 코발트가 필요하며, 이는 상대적으로 공급 비용이 많이 들지만 LFP 에너지보다 더 많은 에너지를 제공하지만 수명도 더 짧습니다.
LFP 배터리 & NMC 배터리 개요
| LFP 배터리 | NMC 배터리 | |
|---|---|---|
| 전압 | 3.20, 3.30V 공칭, 일반적인 작동 범위 2.5~3.65V/셀 | 3.60V, 3.70V 공칭, 일반 작동 범위 3.0~4.2V/셀 이상 |
| 비에너지(용량) | 90-120Wh/kg | 150-220Wh/kg |
| 요금(C-rate) | 1C 일반, 3.65V까지 충전, 충전 시간 일반 3시간 | 0.7-1C, 4.20V까지 충전, 일부는 4.30V까지 충전; 3시간 충전이 일반적입니다. 1C 이상의 충전 전류는 배터리 수명을 단축시킵니다. |
| 방전(C-rate) | 1C, 일부 셀에서 25C, 40A 펄스(2초), 2.50V 차단(2V보다 낮으면 손상 발생) | 1C; 일부 셀에서 2C 가능; 2.50V 차단 |
| 주기 수명 | 2000 이상(방전 깊이, 온도 관련) | 1000-2000(방전 깊이, 온도 관련) |
| 열 폭주 | 270°C(518°F) 완전 충전 시에도 매우 안전한 배터리 | 210°C(410°F)가 일반적입니다. 높은 충전량은 열 폭주를 촉진합니다. |
| 비용 | kWh당 ~$200 | kWh당 ~$420 |
LFP와 NMC 배터리의 차이점은 무엇인가요?
화학 재료
LFP는 일반적으로 과충전 및 과열에 더 잘 견디기 때문에 더 안전한 것으로 간주됩니다. 리튬 인산철 화합물의 열 안정성으로 인해 LFP 배터리는 극한 조건에서 열 폭주를 일으킬 가능성이 적습니다.
NMC에 사용되는 니켈의 비율이 높기 때문에 NMC 배터리는 과열 시, 특히 충전 상태가 높을 때 열 폭주가 발생하기 쉽습니다. NMC의 기술적, 화학적 특성으로 인해 사용 및 충전 중에 온도가 상승하므로 추가적인 방열 조치가 필요합니다.
또한 LFP 셀의 재료는 NMC 셀의 재료보다 독성이 훨씬 적기 때문에 수명이 다한 후 재활용하기가 더 쉽습니다.
그러나 이 두 배터리 사이의 화재 확률은 여전히 매우 낮으며 어떤 배터리가 절대적인 안전을 보장할 수 있다고 말하기는 어렵습니다. 좋은 품질의 배터리를 선택하고 배터리를 올바르게 유지 및 수리하는 것이 중요합니다.
수명
LFP 배터리(파란색 데이터 포인트)의 방전 용량 유지율이 NMC 배터리(검은색 데이터 포인트로 표시)를 훨씬 능가하는 것을 쉽게 확인할 수 있습니다. 한 번의 충전/방전 주기. 이 그림은 NMC가 LFP 셀보다 거의 두 배나 빠르게 성능이 저하되는 것을 보여 주며, LFP 셀의 전반적인 성능이 우수하다는 것을 입증합니다.
따라서 NMC 배터리보다 시간이 지남에 따라 더 많은 전력을 저장하고 방출할 수 있습니다.
값싸고 품질이 낮은 LFP 배터리는 고품질 NMC 배터리보다 오래 지속되지 않을 수 있습니다. Pknergy의 모든 제품은 등급 A LFP 셀80DOD는 7,000주기 이상에 도달할 수 있습니다.
비용
원자재 측면에서 LFP 배터리에는 리튬 인산철 양극(LiFePO4)이 있습니다. 음극을 만드는 데 사용되는 철과 인산염은 주로 코발트와 같은 NMC 배터리에 사용되는 일부 재료보다 더 풍부하고 저렴합니다.
현재 세계 정책으로 볼 때, 중국에는 LFP 배터리 제조업체가 더 많기 때문에 LFP 배터리 보유량도 증가했습니다. 기술이 축적되거나 배터리가 축적되면 가격은 더욱 낮아질 수밖에 없습니다.
전체 사용 시간의 관점에서 보면 구매 초기에는 NMC가 다소 유리할 수 있지만, LFP 배터리의 수명이 NMC 배터리의 4~5배에 달하기 때문입니다. LFP 배터리가 최종 승자가 될 것입니다.
성능
NMC의 에너지 밀도는 약 250Wh/kg, LFP의 에너지 밀도는 약 120-160Wh/kg입니다.
NMC 배터리는 에너지 밀도가 높기 때문에 같은 용량의 LFP 배터리보다 물리적 크기가 더 작습니다. 그리고 같은 양의 전기는 더 가벼워집니다.
사용 환경
모든 리튬 이온 배터리는 저온에서 용량과 전력이 감소하지만, NMC 배터리는 저온을 더 잘 견딜 수 있습니다. 하지만 배터리가 내부에 설치되어 있거나 해당 지역에 극한의 온도가 심하지 않은 경우에는 걱정할 필요가 없습니다.
고온 환경에서 LFP는 높은 화학적 안정성으로 인해 NMC 배터리보다 성능이 우수하고 안전합니다.
충전
LFP는 배터리 수명을 줄이지 않고 100%까지 충전할 수 있으며, 반대로 NMC 셀은 수명을 최대화하기 위해 80%로 제한해야 합니다.
LFP는 고온에서 성능 저하가 적고 충전/방전 속도가 빠르기 때문에 고성능 주행과 고속 충전에 더 적합합니다.
시장 선택
시장 영역에 따라 LFP 배터리와 NMC 배터리 간에는 분명한 차이가 있음을 알 수 있습니다. 자동차에서 시장은 배터리의 무게와 온도에 대한 내성에 대해 더 우려하고 있습니다. 가정용 에너지 저장 장치에서 대부분의 사람들은 배터리 수명과 안전성을 기반으로 한 선택 인 LFP 배터리를 선택합니다.
결론
위의 이유에 따라 태양광 시스템을 구축할 때 LFP 배터리를 선택하는 것이 좋습니다. 가족을 위한 첫 번째 고려 사항은 배터리의 안전 성능이며, 그다음은 비용입니다.
위 기사에서 언급했듯이 LFP 배터리의 초기 비용은 NMC 배터리보다 높지만. 그러나 프로젝트 비용을 10년 단위로 보면 NMC 배터리를 교체할 때마다 필요한 설치 비용과 인건비가 LFP 배터리보다 더 많이 듭니다.
Pknergy에서는 안전과 가격 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있습니다. 자세히 알아보기 고품질의 경제적인 가정용 에너지 저장 배터리 지금.
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