바나듐 이온 배터리(VIB) 새로운 이차전지 세계최초 개발

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바나듐 이온 배터리(VIB)는 바나듐 전해액을 사용하는 새로운 이차전지로, 한국의 스탠다드에너지가 세계 최초로 개발했습니다. VIB는 바나듐 전해액의 전기화학반응을 통해 전기를 충전하고 방전하며, 화재 위험성이 거의 없고 수명이 길며 에너지 효율도가 높다는 특징을 갖고 있습니다. VIB는 에너지 저장 장치(ESS)에 적합하다고 평가받고 있으며, 전기차 충전소, 산업용, 선박용 등 다양한 용도로 활용될 수 있습니다.

 

바나듐 이온 배터리

 

 

 

목차

• 바나듐 이온 배터리 전망
• 바나듐 이온 배터리 원리
• 바나듐 이온 배터리 장단점
• 바나듐 이온 배터리 상용화

 

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◎바나듐 이온 배터리 전망

바나듐 이온 배터리(VIB)의 전망은 매우 밝다고 할 수 있습니다. VIB는 에너지 저장 장치(ESS)에 적합한 배터리로, 재생에너지의 보급과 환경 문제의 해결에 기여할 수 있습니다. VIB는 이미 국내외에서 다양한 용도로 활용되고 있으며, 특히 전기차 충전소, 산업용, 선박용 등에서 큰 장점을 발휘할 것으로 기대됩니다.

 

VIB는 세계 최초로 개발된 새로운 기술이기 때문에, 아직 규제 특례나 인증 과정을 거쳐야 하는 경우가 있습니다. 또한 VIB는 리튬 이온 전지보다 무게가 무겁고 출력이 낮아서, 모바일 기기나 전기차 배터리에 적용하기 어렵습니다. 이러한 단점을 개선하고, 기술의 안정성과 신뢰성을 높이는 것이 VIB의 성장을 위한 중요한 과제입니다.

 

VIB는 160년 배터리 산업 역사상 우리나라에서 원천 기술이 시작된 유일한 사례이며, 세계 경제 포럼에서 테크놀로지 파이어니어 100개사에 선정된 바 있습니다. VIB는 국내외에서 많은 투자와 관심을 받고 있으며, 차세대 배터리로서 큰 가능성을 가지고 있습니다.

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◎바나듐 이온 배터리 원리

• VIB는 바나듐 전해액을 양극과 음극에 각각 담아두고, 분리막을 통해 전기화학반응을 일으킵니다.
• 양극의 전해액은 V2+와 V3+ 이온을 포함하고, 음극의 전해액은 V4+와 V5+ 이온을 포함합니다.
• 충전할 때는 양극에서 V2+ 이온이 전자를 받아 V3+ 이온이 되고, 음극에서 V5+ 이온이 전자를 내어 V4+ 이온이 됩니다.
• 방전할 때는 양극에서 V3+ 이온이 전자를 내어 V2+ 이온이 되고, 음극에서 V4+ 이온이 전자를 받아 V5+ 이온이 됩니다.
• 이때 전자의 이동은 외부 회로를 통해 전기로 사용되고, 이온의 이동은 분리막을 통해 전위차를 유지합니다.

VIB는 바나듐 이온의 산화환원 반응을 통해 에너지를 저장하고 사용하는 새로운 이차전지입니다.

VIB

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VIB 장단점 알아보기↘

 

◎바나듐 이온 배터리 장단점

▷장점

• 에너지 효율이 높습니다.
  • VIB는 전기를 100 넣으면 96을 쓸 수 있으며, 손실이 4%에 불과합니다.
  • 리튬 이온 전지는 대개 90% 내외의 효율을 보입니다.
• 수명이 길고 용량이 안정적입니다.
  • VIB는 8천 번 이상 완전 충전과 방전을 반복할 수 있으며, 이 정도의 수명의 리튬 이온 기준으로 보면 약 4배에 달합니다.
  • 8천 회 충방전을 끝낸 배터리 용량이 초기 대비 99%로, 배터리의 노화가 거의 없습니다.
  • 리튬 이온 전지는 충방전 반복하면 대략 수명이 500-1,000회 정도고 초기용량 대비 80%-90% 수준이 됩니다.
• 화재 및 폭발 위험이 거의 없습니다.
  • VIB는 전해액으로 물을 사용해서 불이 안 붙습니다.
  • 또한 외부 충격에도 안전하게 설계되어 있습니다.
  • 리튬 이온 전지는 과충전이나 충격으로 인해 화재나 폭발의 위험이 있습니다.
• 재활용이 가능합니다.
  • VIB는 내부 소재와 외부 패키징을 분해해서 다른 배터리에 그대로 사용할 수 있습니다.
  • 특히 내부 소재인 분리막과 구조체는 폐플라스틱으로 만들 수 있으며, 외부 패키징은 재활용 종이를 사용합니다.
  • 리튬 이온 전지는 재활용이 어려우며 비용이 많이 듭니다.

▷단점

• 무게가 무겁습니다.
  • VIB는 작은 공간에 에너지 밀도를 높였기 때문에 무게가 나갑니다.
  • 리튬 이온 전지는 무게 대비 에너지 밀도가 높아서 휴대용이나 전기차 배터리에 적합합니다.
• 출력이 낮습니다.
  • VIB는 리튬 이온 전지의 약 2배 정도의 출력을 가집니다.
  • 리튬 이온 전지는 최고 3C 정도의 출력을 가집니다.
  • 이는 전기차의 가속성능이나 ESS의 피크 컷 등에 영향을 줄 수 있습니다.
• 기술이 새롭습니다.
  • VIB는 세계 최초로 개발된 새로운 기술이기 때문에, ESS 관련 인허가 기준이 없거나 규제 특례를 받아야 하는 경우가 있습니다.
  • 리튬 이온 전지는 이미 성숙한 기술로, 다양한 규격과 표준이 존재합니다.

VIB는 에너지 효율, 수명, 안전성, 재활용성 등의 면에서 다른 전지보다 우수하지만, 무게, 출력, 기술 적용성 등의 면에서는 아직 개선의 여지가 있습니다. VIB는 ESS용 대용량 고정형 배터리로 개발되었기 때문에, 전기차 충전소, 산업용, 선박용 등 다양한 용도로 활용될 수 있습니다

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VIB 상용화 알아보기↘

 

◎바나듐 이온 배터리 상용화

바나듐 이온 배터리(VIB)의 상용화는 올해 상반기에 이루어졌습니다.

 

• 전기차 충전소용:
  • VIB는 도심형 전기차 충전소에 ESS로 설치되어 무료로 충전서비스를 제공하고 있습니다.
  • 또한 E1과 협력하여 전국 LPG충전소에 초급속 전기차 충전기와 연계하여 미래차 충전 인프라를 조성할 예정입니다.
• 산업용:
  • VIB는 산업용 ESS로서 재생에너지의 보급과 안정적인 전력 공급에 기여하고 있습니다.
  • 특히 풍력 발전과 태양광 발전에 적합한 배터리로 평가받고 있습니다.
• 선박용:
  • VIB는 친환경 선박용 ESS로서 전기추진선, 전력운송선 등 차세대 선박 개발에 활용되고 있습니다.
  • 한국조선해양과 협력하여 선박용 고안전성 ESS 솔루션을 개발하기로 했습니다.

VIB는 ESS에 특화된 바나듐 이온 배터리로, 에너지 효율, 수명, 안전성, 재활용성 등의 면에서 다른 전지보다 우수합니다. VIB는 ESS 시장의 새로운 기준을 제시하고 있습니다.

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끝.