18650 vs 파우치 셀
점점 더 모바일과 기술이 주도하는 세상에서 리튬 이온 배터리는 주머니 속 스마트폰부터 도로 위를 달리는 전기 자동차에 이르기까지 다양한 기기에 전력을 공급합니다. 기본 화학 원리는 비슷할 수 있지만, 배터리는 다양한 형태와 크기로 제공되며 각각 고유한 특성을 지니고 있습니다. 가장 흔히 접할 수 있는 두 가지 형식은 원통형 배터리입니다. 18650 배터리 그리고 플랫 파우치 셀. 하지만 이 둘의 차이점은 정확히 무엇이며, 휴대폰에서는 한 가지를 사용하는데 노트북에서는 다른 것을 사용하는 이유는 무엇일까요?
이 글에서는 18650과 파우치 셀의 주요 차이점을 살펴보고 폼 팩터, 에너지 밀도, 안전 기능, 비용 및 일반적인 용도에 대해 자세히 설명합니다. 글을 마치면 이러한 배터리 유형과 각기 다른 장치에 선택되는 이유를 명확하게 이해할 수 있을 것입니다.
18650 배터리란 무엇인가요?
"18650"이라는 용어는 기술 코드처럼 보일 수 있으며, 어떤 면에서는 그렇습니다. 이 숫자는 배터리의 대략적인 치수를 나타냅니다: 직경 18mm, 길이 65mm입니다. "0"은 전통적으로 원통형 모양을 나타냅니다. 리튬 이온 충전식 배터리는 견고한 금속 실린더로 둘러싸여 있어 구조적 무결성을 제공할 뿐만 아니라 내부 안전 메커니즘도 갖추고 있습니다.
일반적으로 18650 배터리의 공칭 전압은 약 3.6V 또는 3.7V이며, 용량은 약 2000mAh에서 3500mAh까지 다양합니다. 18650 배터리는 일반적으로 노트북 배터리 팩(파우치 셀도 점점 더 많이 사용되고 있지만), 보조 배터리, 일부 전기 자동차 배터리 팩(특히 초기 모델이나 특정 디자인의 경우), 고출력 손전등과 같은 애플리케이션에서 찾을 수 있습니다. 표준화된 크기 덕분에 개별적으로 다루거나 모듈형 배터리 시스템에 통합하기가 비교적 쉽습니다.
파우치 셀이란 무엇인가요?
18650의 단단한 원통형 형태와 달리 파우치 셀은 유연하고 밀봉된 폴리머 라미네이트 케이스를 사용합니다. 이 설계는 모양과 크기 면에서 더 다양한 활용이 가능하므로 제조업체가 장치 내 공간 활용을 최적화할 수 있습니다. 18650과 마찬가지로 파우치 셀도 공칭 전압 특성(약 3.7V)이 유사한 리튬 이온 배터리입니다.
파우치 셀은 특정 디바이스 폼 팩터를 구현하고 무게 대비 에너지 밀도를 극대화하는 데 중점을 두는 경우가 많습니다. 스마트폰, 태블릿, 많은 최신 전기 자동차(테슬라의 경우 구조용 배터리 팩에 대형 파우치형 셀을 사용하는 등)와 세련된 디자인과 가벼운 고에너지 저장 공간이 중요한 드론에 널리 사용되고 있습니다.
주요 차이점: 18650 대 파우치 셀
둘 다 리튬 이온 배터리이지만 18650과 파우치 셀은 몇 가지 주요 측면에서 큰 차이가 있습니다:
4.1. 폼 팩터 및 유연성
가장 분명한 차이점은 물리적 형태에 있습니다. 18650 배터리 고정된 원통형 모양으로 견고하지만 디자인 통합에 제한이 있습니다. 개별 유닛으로 다루기가 더 쉽습니다. 반면에 파우치 셀 은 유연하고 다양한 모양과 크기로 제조할 수 있어 디바이스 내 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고 더 얇고 독특한 윤곽의 제품을 만들 수 있습니다. 또한 특정 디자인 요구 사항에 맞게 파우치 셀을 쌓거나 레이어링할 수도 있습니다.
4.2. 에너지 밀도
이러한 배터리가 무게 대비 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지(중력 에너지 밀도)에 관한 것입니다, 파우치 셀 가 일반적으로 유리합니다. 일반적으로 파우치 셀은 약 250-300Wh/kg 이상의 중력 에너지 밀도를 달성할 수 있는 반면, 18650은 200-250Wh/kg 범위인 경우가 많습니다. 따라서 파우치 셀은 스마트폰이나 더 긴 주행 거리를 목표로 하는 전기 자동차처럼 무게에 민감한 애플리케이션에 특히 매력적입니다. 체적 에너지 밀도(동일한 부피에 대한 에너지)는 비슷할 수 있지만 효율적인 적층으로 인해 파우치 셀이 약간 우위에 있는 경우가 많습니다.
4.3. 안전
모든 배터리에서 안전은 중요한 고려 사항입니다. 18650 배터리 는 구조적 무결성을 제공하고 열 폭주 시 압력을 방출하도록 설계된 환기 메커니즘을 포함하는 금속 케이스의 이점을 활용하여 잠재적으로 더 치명적인 고장을 방지할 수 있습니다. 하지만 고장이 발생하면 더 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 파우치 셀는 케이스가 더 부드럽기 때문에 과충전되거나 손상될 경우 부풀어 오르기 쉽습니다. 일반적으로 배터리 관리 시스템(BMS)이 제대로 작동하면 안전한 것으로 간주되지만, 열 폭주는 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다. 파우치 셀은 안전을 위해 BMS에 더 많이 의존하는 경우가 많습니다.
4.4. 비용
대량 생산과 표준화의 역사가 길기 때문입니다, 18650 배터리 는 파우치 셀에 비해 에너지 단위당 비용(Wh)이 낮은 경우가 많습니다. 파우치 셀의 제조는 더 복잡하고 특정 애플리케이션에 맞게 조정될 수 있어 Wh당 비용이 높아질 수 있지만, 파우치 셀 생산이 확대됨에 따라 이 격차는 좁혀지고 있습니다.
4.5. 수명 및 내구성
사이클 수명(배터리가 심각한 성능 저하 전에 견딜 수 있는 충전-방전 횟수)은 폼 팩터 자체보다는 배터리 화학 물질과 사용 패턴에 따라 달라집니다. 18650과 파우치 셀 모두 비슷한 화학 물질을 사용하고 잘 관리하면 비슷한 사이클 수명을 제공할 수 있습니다. 경미한 충격에 대한 물리적 내구성 측면에서 견고한 금속 케이스는 18650s 의 부드러운 케이스에 비해 약간의 이점을 제공할 수 있습니다. 파우치 셀.
장점과 단점
각 유형의 장단점을 요약하면 다음과 같습니다:
5.1. 18650 배터리의 장점
- 표준화 및 더 넓은 가용성: 많은 제조업체에서 쉽게 사용할 수 있습니다.
- 일반적으로 Wh당 비용이 저렴합니다: 에너지 단위당 더 경제적인 경우가 많습니다.
- 견고한 원통형 폼 팩터: 우수한 물리적 보호 기능을 제공합니다.
- 잘 정립된 안전 기능(환기): 열 폭주를 완화하는 데 도움이 됩니다.
5.2. 18650 배터리의 단점
- 중력 에너지 밀도를 낮춥니다: 파우치 셀에 비해 같은 무게에 더 적은 에너지를 저장합니다.
- 디바이스 설계의 유연성 저하: 고정된 모양으로 인해 매끈하거나 독특한 모양의 디바이스에 통합하는 데 한계가 있습니다.
5.3. 파우치 셀의 장점
- 더 높은 중력 에너지 밀도: 같은 무게에 더 많은 에너지를 저장합니다.
- 모양과 크기의 유연성: 최적화된 공간 활용과 디자인이 가능합니다.
- 더 가벼워진 무게: 폴리머 라미네이트 케이스는 금속보다 가볍습니다.
5.4. 파우치 셀의 단점
- 일반적으로 Wh당 비용이 더 높습니다: 에너지 단위당 더 비쌀 수 있습니다.
- 손상(펑크, 부기)에 더 취약합니다: 물리적 보호 기능이 떨어집니다.
- 보다 정교한 배터리 관리 시스템(BMS)이 필요합니다: 안전한 작동에 필수적입니다.
어떤 것을 선택해야 할까요?
"더 나은" 배터리 유형은 전적으로 애플리케이션에 따라 다릅니다. 선택 18650 비용이 주요 관심사라면 견고하고 표준화된 폼 팩터가 적합하며 교체가 용이해야 합니다. 선택 파우치 셀 스마트폰이나 최신 전기 자동차처럼 높은 에너지 밀도와 가볍고 유연한 디자인이 중요한 경우에 적합합니다.
결론
18650과 파우치 셀은 모두 리튬 이온 배터리 기술 환경에서 중요한 구성 요소입니다. 원통형 18650은 견고함과 경제성이 조화를 이루는 반면, 파우치 셀은 뛰어난 에너지 밀도와 설계 유연성을 제공합니다. 둘 중 하나를 선택하려면 전원을 공급받는 장치의 특정 요구 사항과 우선 순위에 따라 절충점을 찾아야 합니다.
자주 묻는 질문
- Q: 파우치 셀이 18650 배터리보다 안전한가요?
A: 어느 쪽도 본질적으로 더 안전한 것은 아닙니다. 안전성은 설계와 BMS에 따라 달라집니다. 18650에는 통풍구가 있으며 파우치 셀은 BMS에 크게 의존합니다. - Q: 어떤 배터리 유형이 더 오래 지속되나요?
A: 수명은 폼 팩터뿐만 아니라 화학 물질과 사용법에 따라 달라집니다. 둘 다 비슷한 주기를 가질 수 있습니다. - Q: 파우치 셀이 더 강력한가요?
A: 전력 공급은 비슷할 수 있습니다. 파우치 셀은 에너지 밀도(무게당 저장 용량)가 뛰어난 경우가 많습니다. - Q: 스마트폰에 파우치 셀을 사용하는 이유는 무엇인가요?
A: 얇은 디자인에 맞는 모양 유연성과 무게 대비 높은 에너지 밀도를 제공합니다. - Q: 18650을 파우치 셀로 교체할 수 있나요?
A: 일반적으로 폼 팩터, 연결 및 BMS 요구 사항이 다르기 때문에 일반적으로 아니오입니다. - 질문: 어떤 유형의 배터리가 더 가볍나요?
A: 동일한 에너지의 경우 일반적으로 파우치 셀이 더 가볍습니다.
