파워뱅크 제작에 사용할 리튬인산철(LiFePO4) 배터리의 장단점을 요약하였습니다.
● 장점
- 무게가 가볍다(크기가 작다).
높은 에너지 밀도
납축전지, Ni-based 전지에 비해 매우 작고 가벼우며, 전압이 높기 때문에 에너지 밀도가 2~10배 이상 높다(같은 크기의 다른 전지에 비하여 더 큰 용량)
수명이 길다.
용량의 90%까지 방전 후, 재충전 반복 횟수가 1,500회 이상이고 납축전지 대비 4배 이상, Ni- base 전지, 리튬이온전지보다 수명이 3배 가까이 더 길다.
안전하다.
과방전, 과충전 시 폭발하지 않고(외관이 변하지 않고) 내부적으로만 손상되며, 강한 외부 충격이나 고온(열), 화재에도 폭발하거나 가스를 내뿜지 않고 물에도 강하다.
우수한 고율 충/방전 특성
3C까지 급속충전이 가능하고, 정전류로 3C(A)까지 연속 방전, 순간적으로 20C까지 고율 방전이 가능하다. 즉 지속 방전 특성과 순간 방전 능력이 뛰어나다.
하지만 제조업체의 스펙에 따라 다르며, 수명을 위해서 권장 충전 용량은 0.1C(용량의 1/10), 급속 충전이라도 0.2C(용량의 1/5)를 넘지 않도록 한다. 단 영하의 온도에서 충전 시에는 0.1C가 바람직하다. 예를 들어 120Ah의 경우 권장 충전 용량은 12A이다.
방전 용량의 경우, 실제로는 파워 뱅크를 구성한 BMS(PCM)의 허용 전류에 의존하다.
넓은 사용 온도 범위(-20℃~ 75℃)를 갖는다.
기존의 납축전지의 단점으로 겨울철에도 용량 저하 없이 사용할 수 있다.
메모리 효과(memory effect)가 없다.
기존의 Ni-based 전지(Ni-Cd, Ni-MH)의 단점으로 이와 같은 메모리 효과가 없어 실제 사용할 수 있는 출력 에너지가 많다.
자가 방전에 의한 전력 손실이 매우 적다.
월 3%미만으로 충전 후 장기간 저장이 가능하다.
유해물질이 없어 파손 시 환경에 무해하고, 친환경적이다.
기울어져도 성능 발휘에 지장을 받지 않는다.
유지보수가 불필요하다.
● 단점
리튬이온이나 리튬폴리머 전지보다 에너지 밀도가 낮다.
가격이 비싸다.
차량 시동 용으로는 충전 전압이 맞지 않아 이르다. 이 경우 만충이 되지 않아 효율, 나아가 수명이 떨어진다.
BMS 즉 셀밸런스 기능이 차량용에서는 실시간 충방전에 대응하도록 기술이 개발되고 있다 비싸다. 하지만 캠핑용으로는 무난하다.
내구성을 높이기 위해서는 높은 단가의 고급 BMS 장착이 요구된다.
영하 온도에서 충전이 문제가 되어 주변 온도에 따라 보온커버가 필요할 수 있다.
시중에 나와 있는 리튬인산철배터리 단셀의 스펙 비교
1) 종단 충전전압은 과충전을 방지하기 위하여 충전을 차단해야 하는 전압입니다.
2) 종단 방전전압은 과방전으로 배터리를 손상시키지 않기 위해서 방전을 차단해야 하는 전압입니다.
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