전기자동차의 배터리 역사를 정확히 이해하고 나면 앞으로 전기차의 배터리는 어떤 식으로 발전을 해 나가야 하는지까지 고민할 수 있고 방향성을 제시해 볼 수도 있다.
전기차 배터리의 역사
| 연도 | 배터리 변천 내용 |
| 1800년 | 이탈리아 볼타가 세계 최초로 배터리를 발명 |
| 1859년 | 프랑스의 가스톤 플랑테가 납배터리를 발명 |
| 1881년 | 프랑스 까뮤 포레가 대용량의 납베터리를 생산 |
| 1886년 | 독일의 칼 가스너가 건전지를 발명 |
| 1959년 | 미국의 에버레디 배터리사가 알칼리 망간 건전지 개발 |
| 1970년 | 미국에서 우주기기용으로 니켈-수소 배터리 개발 |
| 1979년 | 미국의 굿이너프와 일본의 미즈시마 코우이치가 리튬이온 배터리 발명 |
| 1990년 | 일본의 마츠시타공업(현재 파나소닉)과 산요전기가 니켈수소 배터리 생산 |
| 1991년 | 일본의 소니와 아사히가 리튬이온 배터리 상용화 |
배터리는 1859년에 납 배터리가 발명되고 1881년에 상용화가 되고나서 다음 단계의 진전이 거의 없었습니다. 자동차에 적용이 되는 수준의 기술이 없다 보니 계속 내연기관에 밀리고 도태되게 되었습니다.
납 배터리는 (-) 전극은 해면상납(Pb), (+) 전극은 과산화납, 전해질로 묽은 황산을 사용한 구조로 저렴한 가격으로 생산이 가능하다는 장점이 있습니다. 이것은 항속거리가 너무 짧아 요즘에는 사용하지 않습니다.
니켈수소 배터리
니켈수소 배터리는 (+)극에 수산화 니켈, (-)극에 수소 흡장 합금, 전해액을 수산화칼륨 수용액을 사용합니다. 수소 흡장 합금에 축적된 수소가 전해질 안으로 용해되기 시작할 때 수소이온이 되면, 전자를 방출하기 때문에 전류가 흐르게 됩니다.
수소 흡장 합금은 1000배 이상의 부피인 수소를 흡장하는 것이 가능하기 때문에 비교적 대량의 전기를 축적하는 게 가능합니다. 비슷한 시기에 개발된 리튬이온 배터리에 비해 용량이 적어 니켈수소 배터리의 생산은 크게 감소하였습니다. 하지만 리튬이 논 배터리보다 안전성이 높고, 자기 방전이 많고 메모리 효과가 있고, 과방전에 약한 단점을 제어 시스템으로 커버가 가능해져서 하이브리드 자동차 전원으로 니켈수소 배터리를 사용하는 곳도 있습니다.
리튬이온 배터리
리튬이온 배터리는 경량, 소형, 대용량, 더욱 길어진 수명으로 배터리에 요구되는 조건을 하나씩 충족시켜 주었습니다. 니켈 수소 배터리와 비교를 해보면 수명은 2배, 자기방전은 1/3, 구조가 더욱 간단해져서 제조원가 절감이 가능하다는 장점이 있습니다.
하지만 리튬이온 배터리에도 최대의 단점이 있습니다. 고성능이다보니 에너지 밀도가 높고, 실제 많은 양의 에너지가 축적되어 있어 발화나 폭발의 위험이 있습니다.
핸드폰 회사들이 배터리가 폭발하여 제품을 리콜하거나, 새 제품으로 교체해주는 사례들이 종종 있습니다. 리튬이온 배터리의 과열은 급속 충전을 할 때 일어나기 쉬워 전기자동차의 급속 충전을 할 때 폭발의 위험성이 도사리고 있습니다. 안전하게 충전하려면 온도나 압력 전압을 체크해야 하는 문제점이 있습니다.
하지만 에너지효율이 좋고 수명 또한 좋기 때문에 지금 전기자동차(EV)에는 리튬이온 배터리가 사용되고 있습니다. 앞으로 충전시간이나 충전장소 등은 계속 진화되어 가고 있습니다.
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