각형 배터리 규격과 성능 분석

목차

1. 각형 배터리 개요

    각형 배터리는 금속 케이스에 전극과 전해질을 직사각형 형태로 배치한 이차전지로 전기차 에너지저장장치 산업용 배터리에서 널리 사용된다.

견고한 구조와 높은 에너지 밀도를 제공하며 배터리 팩 내부에서 공간 활용도를 극대화할 수 있다.

각형 배터리는 일정한 규격으로 생산되며 전기차 제조업체들이 맞춤형 설계를 적용할 수 있어 배터리팩 최적화가 용이하다.

 

2. 각형 배터리 규격별 구분

    각형 배터리는 제조사와 용도에 따라 크기와 용량이 다양하며 주로 전기차와 ESS에서 사용된다.

2.1 주요 각형 배터리 규격 및 성능 비교

규격	크기 (mm)	용량 (Ah)	에너지 밀도 (WhL)	적용 분야
1112170	11×121×70	10~20	550~600	전기차 ESS
50160165	50×160×165	30~50	580~620	전기차 산업용
72173195	72×173×195	60~100	600~650	전기차 ESS
100200350	100×200×350	100~300	620~680	ESS 대형 전기차

 

각형 배터리는 셀 크기가 커질수록 저장할 수 있는 에너지가 많아지며 동일한 배터리팩 내에서 개별 셀 개수를 줄여 배선 구조를 단순화할 수 있다.

3. 각형 배터리 성능 분석

3.1 에너지 밀도

    각형 배터리는 원형 배터리와 파우치 배터리 대비 높은 에너지 밀도를 제공하며 동일 부피에서 더 많은 에너지를 저장할 수 있다.

• 원형 배터리 250~300WhL
• 파우치 배터리 500~600WhL
• 각형 배터리 550~680WhL

각형 배터리는 내부 공간을 최적화하여 전극 배치와 활성 물질 사용량을 극대화할 수 있어 동일 부피에서 높은 에너지를 저장할 수 있다.

3.2 충전 및 방전 성능

    각형 배터리는 높은 출력과 안정적인 방전을 제공하며 충방전 효율이 높다.

규격	충전 속도 (C-rate)	최대 방전 전류(A)	충방전 수명사이클
1112170	1.0C~2.0C	50~100	1000~1500
50160165	1.5C~3.0C	100~200	1200~1800
72173195	2.0C~4.0C	150~300	1500~2000
100200350	2.0C~5.0C	200~500	2000~2500

 

충전 속도가 증가하면 발열이 증가할 수 있으나 각형 배터리는 금속 외장을 통해 방열 성능이 뛰어나 고속 충전을 효과적으로 수행할 수 있다.

3.3 방열 성능

    각형 배터리는 금속 케이스를 사용하여 열을 빠르게 방출할 수 있으며 배터리 팩 내에서 열 관리가 용이하다.

• 원형 배터리는 개별 셀 간 간격이 존재하여 공기 흐름을 활용한 냉각이 가능
• 파우치 배터리는 외장이 연질 필름으로 방열 성능이 낮음
• 각형 배터리는 금속 외장이 열을 빠르게 방출하며 균일한 냉각이 가능

테슬라의 4680 원형 배터리는 방열 문제를 해결하기 위해 탭리스 기술을 적용했지만 각형 배터리는 기본적으로 우수한 방열 성능을 제공한다.

3.4 배터리 팩 설계 최적화

    각형 배터리는 일정한 규격으로 제작되어 전기차 배터리 팩의 공간 활용도를 극대화할 수 있다.

• 원형 배터리는 원통형 구조로 인해 직사각형 배터리 팩 내부에서 공간 낭비 발생 가능
• 파우치 배터리는 유연성이 있지만 외부 압력에 취약하여 배터리팩 설계가 복잡
• 각형 배터리는 셀 간 밀착 배치가 가능하여 높은 공간 효율을 제공

 

4. 각형 배터리 관련 기업 분석

4.1 주요 각형 배터리 제조사

기업	국가	주요 제품	특징
CATL	중국	1112170 50160165 72173195	세계 1위 배터리 제조사 전기차 및 ESS용 대량 공급
LG에너지솔루션	한국	50160165 72173195 100200350	GM 폭스바겐 현대차 등에 공급
삼성SDI	한국	72173195 100200350	BMW 스텔란티스에 공급
BYD	중국	50160165 72173195	블레이드 배터리 개발 전기차 자체 생산

 

각형 배터리는 글로벌 전기차 및 ESS 시장에서 가장 널리 사용되는 폼팩터이며 중국 한국 기업들이 시장을 선점하고 있다.

 

5. 각형 배터리 적용 분야 및 미래 전망

5.1 주요 적용 분야

규격	주요 적용 분야
1112170	전기차 ESS
50160165	전기차 산업용 전동공구
72173195	전기차 대형 드론 ESS
100200350	ESS 대형 전기차

 

5.2 미래 전망

• 전기차 시장 확대로 각형 배터리 수요 증가
• 전고체 배터리 기술 적용 시 각형 배터리가 가장 유리한 폼팩터로 평가
• 배터리 제조사들은 각형 배터리 생산 능력을 지속적으로 확대 중
• CATL LG에너지솔루션 삼성SDI 등이 차세대 고밀도 각형 배터리 개발 진행

 

6. 정 리

    각형 배터리는 높은 내구성 우수한 방열 성능 최적화된 공간 활용도를 제공하여 전기차와 ESS 시장에서 가장 널리 사용되는 폼팩터이다.

원형 배터리는 대량 생산과 내구성에서 강점을 가지지만 공간 활용과 방열 성능에서 각형 배터리 대비 한계가 있으며 파우치 배터리는 경량성과 유연성이 있지만 기계적 강도와 방열 성능이 취약하다.

각형 배터리는 고속 충전이 가능하며 높은 에너지 밀도를 제공하여 미래 전기차 배터리 시장에서도 핵심적인 역할을 할 것으로 전망된다.