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리튬 이온 전지용 폴리머 전해질

전문가 제언: □ 리튬이온전지는 노트북 PC, 이동통신, 디지털 카메라 등 새로운 전자제품의 폭발적인 수요에 힘입어 지난 10여 년 동안에 엄청난 물량확대와 이에 따른 기술개발이 있었다.

□ Li이온전지는 전극 활물질인 리튬의 높은 활성으로 인한 안전성 문제를 항상 내포하고 있다. 전극, 전해질, 격막, 안전회로 등 안전성 제고를 위한 다양한 방법이 연구되었고 그 중에서 일부는 실용화되어 초기보다는 안전성이 많이 향상되었으나 아직도 대형전지는 회의적이다.

□ 폴리머 전해질은 리튬전지의 안전성과 관련해 관심을 끌었다. 고상 폴리머 전해질의 낮은 이온전도도로 인해 실용화가 어렵게 되자 그 대안으로 가소제를 첨가한 겔상의 폴리머 전해질이 개발되었고 현재 상용화된 폴리머 전지는 겔 폴리머전지이다.

□ 본 총설은 리튬이온전지를 위한 전고체 폴리머 전해질에 관한 기술현황을 요약하고 전도도 향상과 내열성 부여를 위한 붕산에스테르를 제안하고 있다. 전도도 향상은 붕소 화합물의 루이스산 특성이 지지 전해질의 해리를 촉진하여 생기는 것으로 해석하고 있으나 내열성 향상에 대해서는 실험결과만 있을 뿐 구체적인 설명이 없다.

□ 국내에서의 전고체 폴리머 전지에 관한 연구는 한국화학연구원과 그 외 몇몇 대학의 연구그룹에서 진행되고 있다. 대부분 고분자의 가교방법에 따른 전해질의 기본구조에 연구 중점을 두고 있는 것 같다. 전도도 향상과 안전성 향상을 위해 고분자의 구조와 아울러 지지염과의 상호작용, 고용량의 리튬전지의 적용, 내산화성, 내열성 등 보다 세부적이고 구체적인 특성향상에 연구초점을 맞추었으면 한다.

□ 대형전지에서는 작동온도가 50~60℃의 고온이 별로 문제가 되지 않아 상온 전도도의 향상에 큰 연구 비중을 둘 필요는 없다. 오히려 적당히 높은 온도는 효율적 운전에 바람직하다. 본 총설은 이러한 의미에서 미래의 연구 방향을 제시한 것으로 사료된다.

저자: Masataka Wakihara
자료유형: 학술정보