바나듐이온 배터리(Vanadium Ion Battery, VIB)는 바나듐 전해액을 사용하는 새로운 2차전지로 한국의 배터리 전문업체 스탠다드에너지가 세계 최초로 개발했다. VIB는 바나듐 전해액의 전기화학 반응을 통해 전기를 충전하고 방전한다. 바나듐 배터리(Vanadium Redox Flow Battery, VRFB)와는 전해액을 빼곤 완전히 다른 배터리다. 리튬이온 배터리(Lithium Ion Battery, LIB)랑은 당연히 소재부터 다르고, 구조, 성능, 특성 등 차이가 많다.
기술적 특징
효율성
배터리에 전기를 충전하고 방전할 때 전기 손실이 적을수록 효율이 높은 배터리인데, VIB는 전기를 100 넣으면 96을 쓸 수 있다. 손실이 4%다. 위스키 만들 때 일년에 2%씩 날아가는걸 angel’s share라고 하는데, 거의 그 수준에 가깝다.
VIB는 8천번 이상 충전과 방전을 반복해도 배터리 용량이 초기 대비 99% 라고 한다. 배터리의 노화가 거의 없다고나 할까, 마치 뱀파이어 처럼 늙지 않는 배터리다. 리튬이온 배터리는 충방전 반복하면 대략 수명이 500-1,000회 정도고 초기용량 대비 80%-90% 수준이 된다고 한다. 스마트폰 새로사고 1-2년 뒤에 배터리 health가 80-90%대로 떨어지는 것을 다들 경험해 봤을 것이다. 스마트폰은 대부분 리튬이온전지 이다.
안전성
VIB는 충전 방전할때 열이 거의 안 나서 따로 열을 식히지 않아도 된다. 리튬이온 배터리가 들어간 노트북이나 핸드폰을 충전할 때나 사용할 때 기기가 뜨끈뜨끈해지는 그런 현상이 바나듐이온 배터리는 발생하지 않는다는 얘기다. 그렇다고 해서 바나듐 이온 배터리가 노트북이나 핸드폰에 쓰이지는 않을 것이다. 애초에 개발 목적이 ESS용 대용량 고정형 배터리이다. 대용량 배터리라서 크고 무거운데, 이걸 노트북이나 핸드폰에 넣기 위해서 모바일 기기를 일부러 크게 만들지는 않을 것이다.
VIB는 전해액으로 물을 사용해서 불이 안 붙는다. H₂O 그 물 맞다. 따라서 배터리를 대량으로 연결해서 만드는 ESS(에너지 저장 장치)에 적합하다고 한다. 불이 안나니까 대도시 건물 내부에 설치해도 안전하다고 본다. 최근 언론에 보도되는 것을 보면 전기차 초고속 충전을 위해 충전소에 설치될 예정이라고 한다.
생산적 특징
소재
VIB 주 재료인 바나듐은 철강산업에서 사용되는 원재료인데, 바나듐 수급은 안정적이고, 바나듐 가격도 큰 변동이 없다.
VIB는 불이 안 나서 추가적인 안전 패키징을 할 필요가 없다. 따라서 패키징 재료의 선택이 자유롭다. 보통 배터리는 패키징 재료로 금속이나 플라스틱을 쓰는데, 스탠다드에너지가 출시한 바나듐 이온 배터리의 경우 재활용 종이를 패키징으로 쓴다. 언론에 공개된 제품 사진을 보면 크리넥스 휴지통 사이즈 정도의 크기이고 패키징으로 재활용지를 쓴 것으로 보인다.
부피
VIB는 발열이나 화재 위험이 없어서 배터리를 상하좌우 원하는 방향으로 연결할 수 있다. VIB를 ESS용 시스템 단위로 구성하는 경우에도, 리튬이온 처럼 배터리 열을 식히기 위한 선풍기나 에어컨을 설치할 별도의 공간을 따로 만들 필요가 없다.
참고자료
같이 보기
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