[한국전력 KEPCO]
ESS 배터리 열화관리 기술과 망간 수계 이차전지 기술에 대해 알아보세요~
에너지저장장치(ESS)
: Energy Storage System
LIB(Lithium-Ion Battery)
단점: 열폭주 현상을 일으키며 화재발생
화재 진압 어려움
→ 높은 전압, 출력을 발현하기 위해 유기용매를 전해액으로 사용하기 때문.
현안 해결>
Grid-ESS 배터리 열화관리 기술 개발
LIB 배터리 사고 예방, 수명 관리 기술
미래 대응>
ESS용 고안전성 저가 배터리 개발
망간 수계 이차전지 기술
1. 배터리 열화관리 기술이란?
ESS: 저장 장치
ESS 컨테이너 1대 = 전기차 50대
발전소에서 생산되는 전기 저장해야되기 때문에, 규모와 수가 거대함
한전) 발전소 건설비, 송전선 설치비 등 투자비 절감
재생E 변동 대응, 송전 제약 완화
안정적 전력시스템 운영
ESS: 전기화학적, 기계적, 열역학적 저장 방식 등 에너지 저장방식과 규모에 따라 여러 가지 기술로 이루어짐
구분) 주파수 조정(F/R), 피크 감소, 신재생 출력안정화
LIB 장점
: 빠른 응답속도, 높은 E밀도, 높은 출력, E 변환 효율 높음, E 용량
LIB
: 전기 E를 화학적 E로 전환하여 저장하는 방식
단점)
화학 E 밀도가 높아,
과충전, 단락, 고온 노출 등 다양한 발화의 원인 조성
내부 쇼트로 인해 급격한 열폭주가 발생할 수 있음
값비싼 소재. 수요에 따른 가격 변동이 큼
(리튬, 코발트, 니켈 등)
안전한 영역에서 사용, 제어하면
우수한 E 저장장치임
→ ESS의 잔여수명 파악, 효율적 사용,
재사용, 재활용 등 전략적인 운영 필요
배터리 열화관리 기술
배터리 상태 추정
- 배터리에서 측정되는 전류, 전압, 온도를 사용하여,
가상의 모델 만들어야 함
→ 배터리의 상태 정확하게 파악 가능
이상배터리를 탐지, 배터리의 안전한 출력 성능 확인하여,
문제 없이 운용할 수 있게 하는 기술
운영기술
전력망 ESS용 실시간 배터리 열화관리 시스템
- 실시간 배터리 상태 모니터링 기능, 열화셀 위치 탐지 및 운용 이력 시각화 기능,
배터리 성능 평가 분석 자동화 기능, 이벤트 데이터 저장 기능 탑재
- 지속적 모니터링 및 실시간 상태추정기능
배터리 열화상태와 스트레스 관리 등 수행
2. 망간 수계 이차전지 기술이란?
일반 건전지 = 일차전지
: 방전되면 재사용 x
2차전지
: 충전하여 재사용 가능
Mn
: 일차전지에 오랫동안 사용되오던 재료
: 지구에서 12번째로 풍부한 원소
전해액으로 알칼리 성질인 수산화칼륨(KOH)을 사용해,
충방전 반응이 불가능했음
망간 수계(Zn-MnO2) 이차전지
양극재) 이산화망간(MnO2)
음극재) 아연(Zn)
전해질) 약산성의 황산아연(ZnSO4) 수용액을 사용하는 기술
→ 물을 전해질 용매로 사용, 화재의 위험성 제거
20Ah
: 20A 전류를 1시간 동안 사용가능한 양.
ESS 시스템화의 이차전지 최소 용량
아직까지는
낮은 E밀도, 수명 특성의 개선 필수
기술의 신뢰성 확보 필요
한전) 상용급 단전지 개발, 시스템화하여
전력 계통에 적용하는 것을 목표중임
수명 특성 향상, 제조기술 안정화, 전극 활물질 대량생산 기술, ESS 적용 운영 기술 개발
기술이전 및 사업화 진행 예정
#양극활물질
니켈, 알루미늄, 망간, 코발트, 인산, 철