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리튬이온전지의 안전 메커니즘

전문가 제언: ○ 리튬이온전지의 상업적인 중요성은 현재의 휴대용 전자기기 시장에 국한되지 않고 연료전지 자동차(FCV)가 실용화 될 때까지 과도기에 상용화 될 하이브리드 전기자동차(HEV)용에 큰 목적이 있다고 생각된다. 따라서 에너지 관점의 성능도 중요하지만 이에 뒤지지 않는 안전성의 확보가 관심의 대상이 되고 있다.

○ 전 세계적으로 리튬이온전지의 안전성을 개선하기 위한 활발한 연구가 경쟁적으로 진행 중에 있다. 한국의 연구자들도 AlPO4의 나노 입자로 양극의 LiCoO2를 코팅하여 양극에서의 전해질의 산화를 줄이고 리튬이온전지의 열폭주(thermal runaway)를 막는 등의 연구결과를 발표하는 등 활발한 국제적 연구 활동에 참여하고 있다.

○ 리튬이온전지의 안전을 위해서는 시장 규격품의 단순한 사용에 그치지 않고 전지시스템에 맞는 차단온도 설계에 의한 맞춤형 최적 PTC 장치의 사용과 같은 기계적 안전장치로의 개선이 필요하다. 국내에서도 PTC의 근본기술을 보유하여 엄밀한 가역성을 가진 고분자 스위치란 제품을 개발한 회사가 있다. 그러나 전기화학적 기술에 의한 재료의 해결이 근본적으로 더 중요하다고 사료된다.

○ 리튬이온전지의 안전성을 추구하는 많은 연구 노력이 경주되고 있으나 현재 사용 중의 전극 활물질과 전해질보다 더 안전하고 우수한 성능을 갖는 것으로 대체하려는 연구가 종합적인 특성의 관점에서 검토한 결과 실용으로 아직 연결되지 못하는 경우가 많다.

○ 리튬이온전지의 현재 전해질의 대체가 어려운 시점에서 실온에서 액체로 점도가 낮고 화학적으로 불활성이며 적당한 전도성을 갖고 난연성의 장점을 가진 이온성 액체가 속속 발견되어 전해질로서의 가능성이 유망해 보인다. EMI(1-ethyl-3-methylimidazolium)의 다양한 유도체는 요구 기능은 차이가 있으나 태양전지에서 연구되어 좋은 성과를 보이고 있어 이온성 액체의 장래성을 보여주는 한 예가 된다고 생각한다.

저자: P.G.Balakrishnan et al
자료유형: 학술정보