전기차 배터리 종류별 충전속도 비교: LFP 배터리 vs. 인산철 배터리

안녕하세요
공부하는 웅이입니다.


오늘은 LFP 배터리가 전기차에 사용되는 이유와 LFP 배터리의 장단점, 그리고 인산철 배터리와 LFP 배터리의 충전속도에 대한 비교에 대해 알아보도록 하겠습니다. 중국 vs 한국의 K-배터리의 내용을 들여다보면, 서로 주력으로 밀고 있는 종류가 다른데요. 그중에서 중국이 잘하고, 테슬라에서 밀고 있는 LFP를 알아보려고 합니다.
 
 

http://www.dailydgnews.com/news/article.html?no=125245

LFP 배터리란?

 

LFP(Lithium Iron Phosphate) 배터리는 리튬이온 배터리의 일종으로, 철인산 리튬(FeLiPO4)을 사용하여 제조된 배터리이며, 대체로 안정적이며 안전하고 경제적입니다. 이전에는 인기가 높지 않았지만, 최근에는 안정성과 경제성을 높이기 위해 많은 전기차에서 LFP 배터리를 사용하고 있습니다.

 
 

LFP 배터리의 장단점

 

LFP 배터리의 가장 큰 장점은 안전성입니다. LFP 배터리는 NCM과 다르게 열 안정성이 뛰어나며, 화재 발생률이 낮습니다. 또한, 충방전 특성이 안정적이기 때문에 배터리 수명이 길고, 전기차 등에 사용하기 적합합니다. 또한, LFP 배터리는 상대적으로 저렴하게 생산할 수 있기 때문에, 경제적인 면에서도 장점이 있습니다.

하지만, LFP 배터리는 에너지 밀도가 낮아서, 전력이 큰 차량에는 적합하지 않을 수 있습니다. 하지만 가격에 민감한 차량의 경우, 차량 무게를 높게 가져가고 배터리팩을 더 많이 설치해서 주행가능거리를 최대한 높이는 방향으로도 개발되고 있고, cell-to-pack 기술을 사용해서 기술 혁신을 이뤄내고 있습니다. 그렇지만 충전속도가 상대적으로 느리다는 단점이 있습니다.

 
 

LFP 배터리의 충전속도

 
LFP 배터리의 충전속도는 NCM과 비교해서 느리다는 인식이 있습니다. 그러나, 실제로는 충전속도는 배터리셀의 C-Rate에 따라 결정됩니다. 이는 충전량을 배터리 용량으로 나눈 것으로, C-Rate가 높을수록 빠른 충전이 가능합니다.

이에 대한 예시로, TESLA에서는 LFP 배터리를 Model 3 Standard Range Plus 차량에 사용했는데, 이 차량은 최대 충전속도가 170 kW 입니다. 

 
 

인산철 배터리와 LFP 배터리의 충전속도 비교

 
그렇다면, 인산철 배터리와 LFP 배터리의 충전속도를 직접 비교해보기는 어렵습니다. 이는 배터리셀의 크기, 전기차의 종류, 충전기의 종류 등에 따라서 충전속도가 달라질 수 있기 때문입니다.

하지만, LFP 배터리는 안정성이 높고 경제적이며, 충전속도가 예열을 충분히 하면 충분히 빠를 수 있습니다. 따라서, 전력이 적은 차량에는 적합한 선택지가 될 수 있습니다.
 
 

insideEVs

 
Tesla Model 3 SR+의 LFP 배터리 충전 속도 테스트 결과를 보면, SOC, C-rate, DOD와 같은 배터리 용어들이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다.

SOC(충전 상태)는 배터리의 충전 상태를 나타내는 지표입니다. 충전 상태가 낮을수록 더 많은 전력이 필요합니다. 이 테스트에서는 10% SOC에서 충전을 시작했으며, 충전 속도는 165kW까지 빠르게 증가하였습니다.

C-rate는 배터리 충전 속도를 나타내는데 사용되는 배터리의 전력과 배터리의 전체 용량 간의 비율입니다. 이 테스트에서는 C-rate가 약 3.0C 이상으로 나타났습니다. 또한, 20%에서 80% SOC로 충전하는 경우, 평균 C-rate는 거의 1.5C 정도로 나타났습니다.
 
 

insideEVs

 

DOD(방전 깊이)는 배터리에서 사용된 전력의 양을 나타내는데 사용됩니다. 이는 배터리의 수명과 성능에 영향을 미칩니다. LFP 배터리의 경우, 높은 SOC에서 충전하거나 방전 시, 다른 배터리 유형과 비교하여 더 좋은 성능을 발휘합니다.
 
 

결론

 

전기차의 배터리는 여러 가지 종류가 있으며, 각각의 특징과 장단점이 있습니다. LFP 배터리는 안정성과 경제성이 높지만, 에너지 밀도가 낮아서 전력이 큰 차량에는 적합하지 않을 수 있습니다.
 
 
 
요즘은 전기차 배터리에 수냉식으로 열관리 해주고 있기 때문에, 히트펌프 작동만 하면 충분히 안정적인 온도에서 예열을 가동할 수 있습니다. 이게 무슨 뜻이냐면 겨울철 충전이나 낮은 온도에서 주행시, 줄어드는 주행가능거리를 어느정도 높여줄 수 있다는 뜻입니다. 그렇기에 충전속도가 인산철 배터리보다 빠를 수 있으며, 전력이 적은 차량에는 적합한 선택지가 될 수 있습니다.

따라서, 전기차를 선택할 때는 배터리 종류뿐만 아니라, 충전기의 종류와 전기차의 용도 등을 고려해서 선택하는 것이 중요할 것 같습니다.
 
참고로 하이니켈 쪽에 관심이 있었던 에코프로비엠이 이제는 양극재 시장 쪽에도 관심을 갖고 있다고 하니, 2025년에 양산 목표로 하고 있는 LFP배터리 - 에코프로비엠 기대해보겠습니다. K-배터리로 제2의 삼성전자가 나올 수 있도록 소망해봅니다. 참고로 저는 주주가 아닙니다. ^^

에코프로비엠이랑 에코프로 관련 LFP 배터리 회사로서 어서 IRA에 따른 좋은 결과가 있길 바랍니다.

그리고 요새 쌍용, 아니 KG모빌리티 F100 컨셉카 폼 보니깐, 자비가 없던데 마자막으로 열심히 구독중인 우파푸른하늘님 의 최근 2023 킨텍스에서 열린 서울모빌리티쇼에서 관련된 영상 올라와 있는거, 참고해 보시길 바라며 글 마무리 하겠습니다.
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=l9_pqxXLSt8&ab_channel=%EC%9A%B0%ED%8C%8C%ED%91%B8%EB%A5%B8%ED%95%98%EB%8A%98WoopaTV 

이렇게만 나와주면....나도...