호주 리튬 자회사 VSPC는 코발트가 없는 새로운 LFMP 배터리 셀을 개발했습니다. LFMP는 LFP(LiFePO4)의 고전압 버전이며 후속 제품이 될 것으로 예상됩니다.
보도 자료의 주요 내용을 살펴보겠습니다.
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VSPC는 망간을 생산하는 동안 양극 활물질에 통합하기 위해 독점적인 제조 공정을 조정함으로써 LFP LIB 전지의 에너지 밀도를 개선하는 방향으로 상당한 진전을 이루었습니다.
VSPC의 LFP(왼쪽) 및 LMFP(오른쪽) 배터리 셀의 방전 곡선
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VSPC는 테스트용 LMFP 배터리 셀을 성공적으로 생산했습니다. 이 전지는 더 높은 전압 덕분에 표준 LFP 전지보다 더 큰 에너지 밀도를 제공합니다.
아래의 방전 곡선은 VSPC 생산 LFP(왼쪽) 및 VSPC 생산 LMFP(오른쪽)로 제조된 전지에 대한 것입니다. LMFP 셀의 더 높은 전압 전달은 LFP 셀과 비교할 때 최대 25%의 에너지 밀도 증가를 가져옵니다. 전 세계적으로 주요 LFP 전지 생산업체는 음극 분말의 구성 요소로 망간을 도입하여 유사한 에너지 밀도 증가를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.
LIB는 포함된 양극재의 결정 구조에 따라 여러 범주로 나눌 수 있습니다.
현재 전기 자동차('EV')에 가장 일반적으로 사용되는 LIB 유형은 니켈코발트 망간('NCM')입니다. 및 니켈 코발트 알루미늄('NCA'). NCM과 NCA는 모두 상대적으로 약한 화학 결합을 특징으로 하는 스피넬(산화물) 구조를 가지고 있습니다. 반면에 LFP와 LMFP는 결합 강도가 매우 높은 인산염(올리빈과 같은 결정 구조)으로 구성됩니다. 이러한 근본적인 물리적 특성은 LFP 및 LMFP 유형 LIB의 우수한 특성(열 안정성 및 긴 수명 포함)을 가져옵니다.
Prelude 수송용 급속 충전 배터리 VSPC는 급속 충전 배터리를 개발할 계획입니다. 운송 애플리케이션용 배터리를 충전하십시오(2020년 2월 12일 발표 참조). LMFP 셀 테스트에서의 최근 성공은 VSPC의 특허 제조 공정이 이러한 응용 분야를 위해 LMFP를 합성할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 더 높은 에너지 밀도로 인해 LMFP는 EV용으로 설계된 표준 LFP 공식과 관련된 '거리 불안'을 줄여야 합니다.
니켈이나 코발트가 필요 없는 고성능 LIB를 생산할 수 있다는 것은 많은 이점이 있으며, 무엇보다 안전이 가장 중요합니다. 그 외에도 망간, 철 및 인과 같은 일반적인 벌크 상품을 사용하면 비용이 절감됩니다. 훨씬 더 안정적인 공급망에 접근할 수 있다는 것이 또 다른 이점입니다.
LIB 생산을 위한 LMFP의 상용화는 인권 침해(아동 노동 사용 포함)가 만연한 지역의 재료에 대한 요구 사항을 제거합니다.
또한 언급한 바와 같이 산업 폐기물에서 추출한 재료를 사용하고 새로운 LFP 또는 LMFP 유형 LIB의 전구체를 만드는 배터리는 지속 가능성을 높이고 공급망 위험을 줄일 수 있습니다.
LFP 및 LFMP 음극이 있는 배터리 셀의 방전 곡선은 매우 다릅니다. LFP 배터리 셀은 거의 가득 찬 상태에서 거의 비어 있는 상태까지 평평한 전압 곡선을 유지하는 반면, LFMP 배터리 셀은 SoC(충전 상태)의 약 50%에서 큰 전압 강하를 보입니다.
배터리 셀의 방전 곡선이 다를 때 다른 BMS(Battery Management System) 및 GOM(Guess-o-Meter) 알고리즘도 필요합니다. 이것은 최근 중국에서 만든 Tesla Model 3 SR+에서 매우 분명해졌습니다.
Tesla Model 3 SR+ MIC는 LG Chem의 초기 NCM 811 배터리 셀을 CATL의 LFP 배터리 셀로 교체했으며 이제 GOM은 신뢰할 수 있는 범위 추정을 제공하지 않습니다. 이제 Tesla는 BMS와 GOM을 일부 조정하기 위해 새 차에서 데이터를 수집해야 하며, 그런 다음 OTA(Over-the-Air) 펌웨어 업그레이드로 이 문제를 해결할 수 있습니다.
어쨌든, LFMP와 LNMO는 가까운 장래에 가장 유망한 두 가지 무코발트 배터리 기술이며 이미 내년에 상용화될 것으로 예상됩니다. 그들은 매우 안전하고 저렴하며 적절한 에너지 밀도를 가지고 있습니다. 그럼에도 불구하고 LFP 배터리는 점점 더 좋아지고 있으며 입증된 안정성으로 인해 언젠가는 사용할 수 있을 것으로 기대합니다.
