1. 리튬 배터리 사이클 수명이란 무엇이며, 어떤 요소들이 이를 결정하는가?

상업용 및 산업용 에너지 저장 분야에서 리튬 배터리의 사이클 수명은 에너지 시스템의 장기적 가치를 고려할 때 가장 중요한 기준 중 하나이다. 사이클 수명은 배터리가 원래 용량의 80%에 도달할 때까지 충전과 방전을 반복할 수 있는 횟수로 정의되며, 이는 사용 가능성을 판단하는 일반적인 기준치이다. 사이클 수명은 고정된 값이 아니며, 배터리의 기술, 사용 방법 및 관리 상태에 따라 영향을 받을 수 있다.

오리고텍(Origotek) 주식회사는 2009년 팀의 초기 R&D 활동부터 리튬 배터리 사이클 수명의 복잡성을 인지하고 업계에 뿌리를 내린 산업용 및 상업용 에너지 저장 분야의 선구주자로 평가받고 있다. 회사는 제품 개발의 4단계에 걸쳐 총 10가지 영향 요인 중 다음의 3가지를 산업용 및 상업용 활용 측면에서 사이클 수명에 가장 큰 영향을 미친다고 제시하였다.

전극 재료: 양극 및 음극 재료의 안정성은 사이클 수명에 큰 영향을 미칩니다. 에너지 밀도와 용량 감소 간의 균형, 그리고 용량 저하를 최소화하는 것은 R&D가 수년간 협력해온 분야입니다.

충전 및 방전 조건: 45도 이상 또는 -10도 이하의 극한 온도 조건, 그리고 1C를 초과하는 충전·방전 속도는 배터리의 조기 노화를 유발할 수 있습니다. 산업용 환경에서는 시스템이 다양한 부하 하에서 작동해야 하기 때문에 이러한 요인이 중요합니다.

배터리 관리 시스템(BMS): 전압, 전류, 온도를 효율적으로 관리하는 스마트 BMS는 리튬 배터리의 사이클 수명을 30% 이상 향상시킬 수 있습니다. Origotek의 4세대 제품은 산업용 및 상업용 애플리케이션을 위해 맞춤 설계된 BMS 솔루션을 채택하고 있습니다.

2. 리튬 배터리 사이클 수명이 산업용 및 상업용 에너지 저장 장치에 미치는 영향

에너지 저장을 도입하는 기업들에게(피크 절감, 백업 전원 또는 가상 발전소 운영 시) 리튬 배터리의 사이클 수명은 더 이상 단순한 기술 사양이 아니다. 이는 에너지 저장 시스템의 운영 비용, 신뢰성 및 지속 가능성에 직접적인 영향을 미친다.

우선, 배터리의 사이클 수명은 장기적인 비용 효율성을 결정한다. 예를 들어, 사이클 수명이 10,000회인 배터리는 5,000회인 제품과 비교하여 매일 충·방전이 이루어진다고 가정할 경우 8~10년 동안 교체 없이 사용할 수 있어 총 소유 비용을 약 50% 감소시킬 수 있다. 이는 당사 오리고텍(Origotek)이 '가치 있는 재생 가능 에너지 제품'을 제공하겠다는 목표와도 일치하며, 결과적으로 고객의 투자 수익률(ROI)을 높이는 데 기여한다.

또한, 배터리 사이클 수명은 시스템 신뢰성에 영향을 미칩니다. 제조 공장의 부하 평준화나 데이터 센터의 백업 전원과 같은 중요 응용 분야에서 배터리를 자주 교체해야 할 경우 운영에 혼란이 발생합니다. 오리고텍(Origotek) 제품은 리튬 배터리의 사이클 수명에 주목함으로써 장기간 동안 일관된 성능을 유지하여 기업당 시간당 수천 달러의 손실을 초래할 수 있는 예기치 못한 가동 중단을 방지합니다.

세 번째는 지속 가능성입니다. 리튬 배터리의 사이클 수명이 길수록 배터리를 폐기해야 하는 시점까지의 기간도 그만큼 길어집니다. 이는 배터리 폐기로 인한 환경적 영향을 완화시켜 줍니다. 이는 또한 오리고텍이 산업 및 상업 기업들에게 약속한 '지속 가능한 발전의 힘'이라는 철학과 부합하며, 재생 에너지에 대한 글로벌 목표와도 조화를 이룹니다. 3. 오리고텍의 4세대 제품: 리튬 배터리 사이클 수명 최적화.
지난 16년간의 에너지 저장 기술 R&D는 리튬 사이클 수명을 개선하고, 청 씨의 비전을 회사의 에너지 저장 기술 라인업에 포함된 새로운 4세대 제품들과 통합하는 데 초점을 맞춰왔다. 회사의 신제품 개발은 여전히 천진 리선 배터리(Tianjin Lishen Battery) 및 산둥 상촌 에너지(Shandong Shangcun Energy)와의 공동 파트너십에 긴밀하게 연계되어 있으며, 현재까지도 해당 응용 분야에서 활동하고 있다. 이는 회사가 초기부터 집중해온 부분이며, 독자적인 경쟁 우위를 형성하는 데 기여해왔다.

예시는 다음과 같습니다.

높은 안정성 전극 조합: 개질된 리튬 철 인산염(LFP) 양극과 실리콘-탄소 복합 음극은 리튬 배터리의 사이클 수명을 12,000회 이상으로 확장할 수 있는 능력을 회사에 제공하였으며, 이는 저장 산업 평균을 훨씬 상회하는 수준이다.
적응형 열 관리: 내장된 열 제어 시스템을 통해 배터리 팩을 15-35°C 범위 내에서 관리할 수 있습니다. 이는 특히 극한의 온도 조건을 가지는 공장이나 야외 보관 환경에서 사이클 수명에 가장 큰 위협이 되는 요소 중 하나를 제어합니다.

AI 기반 BMS: 최신 BMS 개정판은 머신러닝을 적용하여 충전-방전 파라미터를 동적으로 조정할 뿐만 아니라, 배터리 수명 유지에 가장 유용한 시간대를 보존합니다. 이는 가장 중요한 정점 온도 구간에서 충전 속도를 낮춤으로써 배터리의 사이클 수명을 연장시킵니다. 이러한 구간 동안의 충전은 시스템이 해당 구간에서 제공할 수 있는 에너지 활용도와 타협하는 허용 가능한 방식입니다.

이러한 발전은 여전히 기존 기술에 대한 개선 사항이며, 따라서 이러한 개선 사항들은 오리고텍의 핵심 시장에 중점을 두고 있습니다. 피크 쉐이빙을 활용하는 식품 가공 공장의 경우, 시스템의 10년 운영 사이클 수명은 계절적 수요 급증 기간 동안 특히 중요합니다. 가상 발전소 운영자의 경우, 시스템 기능이 전력망 안정성 유지에 기여할 수 있도록 효과적으로 작동해야 합니다.

결론: 에너지 자립을 위한 리튬 배터리 사이클 수명 우선순위 설정