리튬 이온 배터리와 리튬 폴리머는
어떻게 다른가요?
리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)와 리튬 폴리머 배터리(Lithium polymer battery)는
모두 리튬을 이용하여 전기 에너지를 저장하고 사용하는 축전지입니다.
사실,
리튬 이온 배터리가 좀 더 상위 개념으로 리튬 폴리머 배터리가를 포함하는 의미인데요.
다양한 매체와 제품 설명에 두가지로 나누어 기재하고 있으므로
이글에서도 이해를 돕기 위해 리튬 이온 배터리와 리튬 폴리머 배터리로
구분하여 표기하도록 하겠습니다.
리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)
리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 자가방전이 일어나는 정도가 작아
일상 생활에 많은 휴대용 전자 기기에 사용되고 있습니다.
(ex. 전기 자동차, 스마트폰, 보조배터리, 휴대용 스피커, 디지털 카메라, 전동 킥보드 등)
기존 1차 전지인 리튬 전지의 경우 재사용이 불가능했으나,
2차 전지인 리튬 이온 배터리의 경우 충/방전이 가능하기 때문에 재사용이 용이합니다.
" 리튬 이온 배터리의 장점 "
1. 높은 에너지 밀도
다른 유형의 배터리보다 에너지 밀도가 높기 때문에 같은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 수 있다.
2. 긴 충/방전 사이클
리튬 이온 배터리는 심각한 성능 저하 없이 많은 충/방전 사이클을 가질 수 있다.
3. 빠른 충전
다른 배터리보다 더 빨리 충전이 가능하다.
4. 휴대성
다른 배터리에 비해 상대적으로 가벼운 리튬 이온 배터리는 휴대 전자기기에 적합하다.
리튬 폴리머 배터리(Lithium polymer battery)
리튬 폴리머 배터리의 경우 액체 전해질 대신 조금 더 안정적인 폴리머 상태의 전해질을
사용하는 배터리 입니다.
또한, 리튬 이온 배터리의 우수한 성능은 유지하면서도 폴리머 전해질 사용으로
누액과 폭발 위험을 최소화하였으며,
얇은 두께와 소형 제작이 용이하여 휴대성이 매우 뛰어납니다.
" 리튬 폴리머 배터리의 장점 "
1. 리튬 이온 배터리 보다 뛰어난 휴대성
리튬 이온 배터리의 우수한 성능을 유지한 채 소형화가 가능하다.
2. 안전성
액체 전해질을 사용하지 않고 폴리머 형태의 전해질을 사용하기 때문에
전해질 누액 및 폭발 위험성이 작다.
3. 디자인
폴리머 타입의 전해질을 사용하여 원하는 형태로 제작이 가능하다.
리튬 이온 배터리와 리튬 폴리머 배터리는
제품의 특성, 크기에 따라 사용되고 있으며
우리 주변에 있는 다양한 전자 기기에 찾아볼 수 있습니다.
다만, 잘못된 사용 시 안전사고가 발생할 수 있다는 단점이 있습니다.
충격, 낙하, 파손 등 물리적인 손상과 과방전, 과충전, 과열로 인한 전기적인 손상 등
손상 및 과열로 인해 전해질 누설, 화재, 폭발 등 이 발생될 수 있습니다.
사용시 주의 사항, 관리에 대해서도 설명드리겠습니다.
" 리튬 이온 배터리 취급 시 주의 사항 "
1. 온도 관리
배터리 동작 온도는 -20℃ ~75℃ 정도입니다.
따라서, 이 이상의 온도에서 배터리로 충전하게 되면 배터리 성능이 저하되어 수명이 단축됩니다.
리튬 이온 배터리는 낮은 온도에서 내부 저항 증가로 리튬 이온의 이동 속도가 저하되어
배터리 전압이 낮아지게 되어 충분한 전력을 만들지 못하게 됩니다.
고온에서는 낮은 온도와 같은 리튬 이온의 이동속도 저하는 발생되지 않지만
환경 온도(직사광선, 무더위 등) 배터리 온도가 매우 높아지기 때문에
내부 과열로 인하여 배터리 수명 및 부품 손상이 발생될 수 있습니다.
2. 과방전 및 과충전
리튬 배터리의 전압이 0V 이하 과방전이 된다면 전지 내부에 전해질이 전기 분해되어
영구적으로 전지에 손상을 주게 되어 배터리 수명에 악영향을 줍니다.
리튬 이온 배터리를 과충전하게 된다면 리튬 이온의 전해질이 분해되어 가스가 발생됩니다.
가스로 인해 스웰링 현상이 발생되기도 하며 연기와 화재가 발생할 수 있습니다.
3. 물리적인 충격
리튬 이온 배터리는 찍힘, 눌림, 꺾임, 과도한 압력 등 물리적 손상을 입게 되면
배터리 내부 전해액이 누액 되거난 분리막이 손상 되어
양극과 음극의 단락으로 인한 화재가 발생될 수 있습니다.
" 리튬 이온 배터리 관리 방법 "
1. 온도관리
리튬 이온 배터리를 사용할 대는 제조사에서 권장하는 배터리 동작 온도를 확인하고
너무 낮은 저온 또는 고온 환경에서의 사용 및 보관을 피해야 합니다.
2. 과방전 및 과충전
리튬 이온 배터리를 사용하는 장치를 선택할 때, 신뢰할 수 있는 장치인지 확인하는 것이 중요합니다.
특히, 일부 저가형 리튬 이온 배터리와 배터리 관리 칩셋을 사용한 제품은
과충전 및 과방전 방지 기능이 제대로 동작하지 않을 수 있습니다.
과충전 및 과방전은 배터리의 수명과 안전에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 문제입니다.
따라서, 리튬 이온 배터리를 보관 및 사용할 때에는
배터리의 구간을 20%~80% 사이로 유지하는 것이 좋습니다.
이렇게 사용하면 배터리의 수명을 더 오래 유지할 수 있을 뿐만 아니라,
안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.
3. 물리적인 충격
배터리는 외부 충격으로부터 손상을 입을 수 있습니다.
그러나 이는 소비자가 직접 확인하기 어려운 부분이며, 이로인한 문제는 예측하기 어렵습니다.
따라서, 사용하려는 제품의 배터리가 보호 홀더나 강화된 하드 케이스로
안전하게 보호되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
안전한 보호 장치가 적용된 제품을 선택함으로써 외부 충격에 의한 배터리 손상을 최소화하고,
소비자의 안전성을 보장할 수 있습니다.
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