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리튬 이온전지 부극용 Si/C 복합재 제조

전문가 제언: ○ 전지산업은 전원을 필요로 하는 모든 휴대용 정보통신기기, 전자, 전기기기, 가전제품 등에 필수적으로 사용되는 완제품기기의 기간산업이며, 부품산업을 담당하는 중간산업이기도 하다.

○ 차세대 2차 전지산업은 주요 선진국에서 국가적으로 집중 육성하고 있는 고부가가치산업으로서, 1991년도에 들어와 상용화된 첨단기술제품인 리튬이온 2차 전지의 경우, 일본이 세계시장을 석권하고 있는 주요 수출전략상품이다.

○ 차세대 2차 전지는 개발에서 최소한 8~10년 이상 소요되며, 연구개발투자 업체당 약 300억 원 이상 소요되는 첨단기술 분야로, 최소의 양산자금이 약 1,000억 원(100만 셀/월) 이상 투자되어야 하는 자본집약형 장치산업으로 일본의 경우도 10여 년 이상 연구 끝에 상용화에 성공하였다.

○ Mukai 등은 전자기기의 발전과 소비자의 축전 용량 증대 요구로 인하여, 이론적 한계에 도달한 리튬이온전지의 소형화, 에너지 고밀도화의 요망을 만족시키기 위하여, 더 큰 용량을 갖는 새로운 부극재료를 탐색하고 있다.

○ 여러 연구자들이 차세대 부극재료로 Si를 주목하고 있으나, Si는 Li+ 저장․방출에 따르는 체적 변화가 심하고, 저장․방출의 사이클을 거듭하는 재료가 차례로 미립화되어 진다. 그 결과 전기적으로 절연된 부분의 비율이 점차적으로 증가하고, 그에 따라서 용량이 감소한다. 따라서 Si은 단독으로 부극재료로 사용하는 데는 어려움이 있다.

○ 여러 가지 재료가 차세대 부극재료 후보로 거론되고 있으며, Mukai 등은 그 중에서도 Si/C 복합체에 주목을 하고 있다. 그들은 폴리실란과 페놀 수지를 써서 Si/C 복합재를 실제로 시작하여, Li+전지의 부극재에의 적용성에 대하여 검토하였다.

○ 국내 산업계와 연구기관에서는 휴대전화기를 놓고, 일본과 관련 산업의 사활을 건 경쟁 상태에 있으므로 이 논문에 관심을 가져야 할 것이다.

저자: Shin R. Mukai, Hajime Tamon
자료유형: 학술정보