간단 지식창고

배터리 핵심 광물 알아보기

(1) 리튬 (Lithium)

리튬은 리튬 이온 배터리의 기본 구성 요소.  

매장량의 82%가 칠레, 호주 등 4개국에 의존

중국 의존도 84%(수산화리튬 기준)

 (2) 니켈 (Nickel)

니켈은 다양한 종류의 배터리에서 사용. 리튬 이온 배터리의 경우, 니켈은 안정성과 용량을 높이는 데 중요한 역할을 하고 니켈-카드뮴 배터리와 니켈-수소 배터리도 니켈을 사용

매장은  비교적 고르게 분포하나 인도네시아, 중국 외에 개발 프로젝트가 거의 없음

(3) 코발트 (Cobalt)

 리튬 이온 배터리의 주요 구성 요소 중 하나. 리튬 이온 배터리에서 코발트는 안정성과 내구성을 높이는 데 중요한 역할. 

콩고민주공화국이 공급량의 80% 차지하지만 중국도 생산

중국 의존도 97%(황산코발트 기준)

위의 광물 외에 망간, 철, 흑연도 배터리 광물로서 망간의 경우 중국 의존도가 100%(탄산망간)이고 흑연도 87%(인조흑연)으로 높은 편임

 다음은 리튬 이온 배터리 구조에 대해서 알아보았습니다. 

음극은 배터리에서 전하를 축적하는 곳으로, 주로 탄소나 그래핀과 같은 탄소 기반 소재로 만들어집니다. 양극은 전하를 방출하는 곳으로, 주로 리튬과 다른 금속 산화물로 만들어집니다.

전해질은 양극과 음극 사이에 있는 전기를 전달하는 역할을 합니다. 리튬 이온 배터리에서는 일반적으로 유기용제를 사용하며, 이용액이 양극과 음극을 가리는 분리막을 통해 서로 닿지 않도록 합니다. 분리막은 전해질을 통과하면서 전기를 전달하고, 동시에 양극과 음극 사이에서 직접적인 접촉을 막아 충전/방전 중 발생할 수 있는 단락을 방지합니다.

배터리를 충전하면, 양극에 있는 리튬 이온들이 전해질을 통해 음극으로 이동합니다. 음극 소재는 리튬 이온을 화학적으로 흡수하고, 이때 음극 소재 내부에 전하가 축적됩니다. 배터리를 방전하면, 이전에 축적된 전하가 다시 전해질을 통해 양극으로 이동하고, 이 과정에서 전기가 발생합니다.

리튬 이온 배터리는 고에너지 밀도와 장수명 등의 이점으로 널리 사용되며, 모바일 전자제품, 전기 자동차, 태양광 축전기 등 다양한 분야에서 활용됩니다.