충전시간, 전기차 시대의 새로운 과제

에너지 효율성과 지속 가능성을 중심으로 전환되는 산업 환경 속에서, 전기차·재생에너지·스마트 디바이스의 보급 확산은 고성능 에너지 저장장치에 대한 수요를 빠르게 증가시키고 있습니다.

이 가운데 특히 전기차 분야에서 가장 큰 기술적 과제로 떠오른 것이 바로 충전시간입니다.리튬이온 배터리 기반 시스템은 충전 방식과 용량에 따라 완전 충전에 1~10시간 이상이 소요되며, 이로 인해 사용성과 인프라 운영 효율에 한계를 드러내고 있습니다.

이와 같은 한계를 극복하기 위한 대안으로, ‘수 분 내 급속 충전’이 가능한 슈퍼커패시터(Supercapacitor)가
차세대 에너지 저장 기술로 주목받고 있습니다.

슈퍼커패시터 vs 리튬이온 배터리: 핵심 성능 비교

슈퍼커패시터와 리튬이온 배터리는 모두 전기화학 반응을 기반으로 한 에너지 저장장치지만, 전기 저장 메커니즘 / 에너지·출력 밀도 / 충방전 효율 / 수명 등에서 본질적인 차이를 보입니다. 

슈퍼커패시터는 전극 표면에서 이온이 물리적으로 흡착·탈착되는 방식으로 에너지를 저장합니다. 이 때문에 순간적으로 큰 전력을 주고받을 수 있고, 충·방전 효율이 높으며, 수명이 매우 깁니다.

반면, 리튬이온 배터리는 화학 결합을 통해 에너지를 저장하므로, 에너지 밀도는 높지만 충전 속도가 느리고 수명도 상대적으로 짧습니다.

이러한 특성들로 인해 슈퍼커패시터는‘급속 충전’이 핵심 과제인 모빌리티 분야에서 이상적인 미래 솔루션으로 주목받고 있습니다.

슈퍼커패시터의 현주소와 해결과제

위 자료(Ragone Plot)를 보면, 슈퍼커패시터는 에너지 저장량(Wh/kg)은 낮지만, 전력 밀도(W/kg)는 매우 높다는 점이 분명하게 나타납니다. 이로 인해 슈퍼커패시터는 주로 보조전원, 회생 제동 시스템 등에 사용되었으며, 리튬이온 배터리와 결합된 하이브리드 구조로 채택되어 왔습니다.

그러나 최근에는 소재·구조 혁신을 통해 슈퍼커패시터의 출력 밀도를 유지하면서도 에너지 밀도를 높이는 연구가 활발히 진행되면서 슈퍼커패시터가 보조전원이 아닌 단독 주전원 장치로 활용될 가능성도 점차 커지고 있습니다.

실제로 상하이에서는 슈퍼커패시터를 주전원 장치로 활용하는 버스가 운행되고 있으며, 정류장마다 15초 내외의 급속 충전을 통해 안정적인 운행이 이뤄지고 있습니다. 이러한 사례는 향후 슈퍼커패시터의 기술 발전 정도에 따라 더욱 다양한 산업 분야로의 확대 가능성을 예고하고 있습니다.

비나텍의 슈퍼커패시터: 에너지의 미래를 설계하다

비나텍은 자체 연구 개발을 통한 기술력을 바탕으로 고출력·고내구성을 갖춘 슈퍼커패시터를 제공하고 있으며 모빌리티, 스마트미터, 산업용 ESS, 방산 등 다양한 분야에 에너지 솔루션을 제공하고 있습니다.

비나텍의 슈퍼커패시터는 빠른 반응속도와 긴 수명, 높은 신뢰성을 요구하는 산업군에서 다양한 글로벌 고객사들에게 맞춤형 제품을 제공하며 에너지 시스템 구현에 앞장서고 있습니다. 

앞으로도 비나텍은 고객의 다양한 요구에 부응하는 고출력·고용량 슈퍼커패시터 솔루션을 통해 지속 가능한 에너지 미래를 만들어 가겠습니다.

▶ 슈퍼커패시터 관련 문의 및 제휴 상담