중성자 방사선사진법에 의한 배터리 전지용 전해액 충전과정의 원위치 가시화
- 전문가 제언
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○ 리튬이온 전지는 금속산화물의 양극과 탄소재료의 음극 사이에 유기 전해액을 넣어 충전과 방전을 반복하는 원리의 전지이다. 충전 시는 양극에서 음극으로 방전 시는 음극에서 양극으로 리튬이온이 전해액 안을 이동함에 따라 전류가 흐르므로 충·방전 시에 전해액 내의 리튬이온은 중요한 역할을 담당하게 된다. 그러나 플러그인 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에 탑재되는 리튬이온 전지에서 발생할 수 있는 리튬이온의 편향은 배터리 성능저하 원인 중의 하나가 된다.
○ 이차전지를 구성하는 4대 핵심소재 중의 하나인 세계 전해질 시장에서는 우리나라와 일본이 양산·공급하고 있으며, 국내에서 전해질을 양산·공급하고 있는 Panax e-tec과 Soulbrain 등은 리튬이온 이차전지 세계시장 점유율 1위에 도달한 삼성SDI와 동반하여 전해질 공급업체로 동반성장 할 수 있었다.
○ 본 연구에서는, 리튬이온 배터리 제조에서 제품 품질과 가격 면의 결정적 단계인 전해액 충전과정의 물리적 현상을 파악하기 위한 비파괴 영상화 방법이 제시되었고, 충전 및 습윤(filling and wetting) 중에 전지 내에서 전해액이 퍼지는 현상이 중성자 방사선사진법에 의해 가시화될 수 있음이 입증되었다.
○ 배터리 전지 내에서 전해액의 습윤 거동이 실험적으로 처음 가시화되고, 이에 대한 공정 매개변수들의 영향 및 액체의 흐름경로가 확인되었다. 또한, 전지 스택 내로의 전해질 흡입이 두 종류의 분석방법으로 토의되었으며, 실험 데이터에 근거하여 생산 공정이 최적화되면서 공정이 더 빨라지고 폐기물 비율이 더 낮아짐으로서 전지 성능이 더 안정해지고 가격이 더 저감될 수 있음을 보여주었다.
○ 중성자 방사선사진법에 의한 배터리 전지용 전해액 충전과정의 가시화에 대한 본 연구내용은 최근 중국 업체들의 급성장으로 인해 그들과의 경쟁이 불가피하게 된 국내 전해질 생산·공급업체들의 향후대책 수립을 위한 좋은 기술 자료가 될 것이다.
- 저자
- Thomas Knoche, Veronika Zinth, Michael Schulz, Joscha Schnell, Ralph Gilles, Gunther Reinhart
- 자료유형
- 니즈학술정보
- 원문언어
- 영어
- 기업산업분류
- 화학·화공
- 연도
- 2016
- 권(호)
- 331()
- 잡지명
- Journal of Power Sources
- 과학기술
표준분류 - 화학·화공
- 페이지
- 267~276
- 분석자
- 성*웅
- 분석물
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