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2015. 06. 08
제   목 : 배터리클럽 이야기(12) 자동차 밧데리, 기술의 차이가 미래를 결정한다.
작성자 : 조회 : 4518


모든 차량에는 배터리(납축전지)가 장착되어 있습니다. 승용차의 경우 제조사에서 밝히는 수명은 통상 4~5년이라고 하지만 밧데리를 교체하기 위하여 배터리클럽을 방문하는 소비자들과 얘기를 나누다 보면 통상 3년 정도 주기로 배터리를 교체하고 있습니다. 배터리의 수명대로 100% 활용하지는 못하고 있다고 해야 맞을 것입니다.

 

수명만큼 밧데리를 사용하고 또 그것을 재활용한다면 환경 오염을 막고, 비용까지 절감할 수 있지 않을까요?

 

 



배터리를 수명만큼 사용하지 못하는 주요인은 밧데리에 낀 황산염이 충전 불량과 수명 감소를 유발하기 때문이라고 합니다. 자동차 밧데리는 납과 황산의 화학작용으로 전기를 발생시키는데, 2년 정도 지나면 납이 부식되기 시작하고, 그 부식된 자리에 황산염이 끼게 됩니다. 세계배터리위원회는 납산 배터리의 84%가 황산염으로 인해 폐기된다고 밝히고 있습니다. 하지만 배터리 재생 기술은 아직 만족할 만큼의 수준에 도달하지 않은듯합니다.



 

 


배터리 황산염화의 주요 원인으로 전해액의 층리화 현상을 말하고 있습니다. 배터리 전해액의 상단 부에는 물이 대부분을 차지하는 반면 하단부에는 고농도의 황산이 차지하게 되는데 이는 극판 하단부의 조기부식을 야기시키고 배터리의 상단부와 하단부의 극판 활물질과 표면의 변질을 초래한다고 합니다. 또한 배터리가 충/방전을 반복함에 따라 층리화 현상은 가속화된다고 합니다.

 

탄소 나노튜브 공학회사인 Molecular Rebar Design은 납 축전지(lead acid battery)를 위한 새로운 첨가제인 Molecular Rebar Lead Negative를 개발하였으며, 이 첨가제는 혼합과정에서 전지 페이스트(paste) 내에 균일하게 분포된 dCNT(discrete carbon nanotube, 탄소 나노튜브)를 구성하고 있다고 발표했습니다.

 

Journal of Power Sources에 게재된 논문에서, 연구팀은 dCNT를 포함하지 않는 대조군에 비해 dCNT를 포함하는 NS40ZL 12V 자동차 납 축전지가 200% 이상의 충전 수입성(charge acceptance), 보유 용량(reserve capacity) 및 저온 시동능력(cold-cranking performance)을 향상시키고, 양극화(polarization)의 위험을 감소시키고, 페이스트 특성에 해로운 변화를 일으키지 않는다고 보고하고 있습니다.

 

그렇다면 납축전지의 시장성은 어떨까요?


 

 


 

납축전지는 2차전지의 일종으로 친환경 자동차 시장이 성장하면서 리튬이온 2차전지(LiB: Lithium-ion Battery)에 밀릴 것으로 예상되었으나 중국 전기자동차 시장이 활성화됨과 동시에 신흥국 자동차 수요가 대폭 증가함에 따라 시장 규모가 축소되지 않을 것으로 판단되고 있습니다 EV(Electric Vehicle)보다 HE(Hybrid EV)가 더욱 각광받고 있어 당분간 납축전지 시장은 중대형 LiB 시장과 달리 성장세를 유지할 것으로 보고 있습니다.

 

시장 관계자는 “2차전지 시장은 LiB에 집중되고 있는 것은 사실이나 납축전지도 성장세를 지속할 것이라며 중대형 시장이 LiB로 완전히 대체되기까지는 5~10년이 소요될 것이라고 주장했습니다.

 

 



Molecular Rebar Design 또한 이러한 신흥국 시장의 가능성을 보고 있지 않을까요?


 

 

 


어느 시장이나 그렇듯이 배터리 시장도 기술의 차이가 미래를 결정할 것으로 보고 있습니다.  2030년까지는 배터리 가격은 급격히 내려갈 것이고, 에너지 밀도는 급격히 올라갈 것입니다. 당분간 2차 전지의 주력 시장은 산업기기 시장으로 예상되므로 경쟁영역에서 납축전지의 시장 수성은 기술로 해결할 수밖에 없을 것입니다.

 

 

 

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