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고성능 리튬이온 2차전지의 재료개발

전문가 제언: ○ 오늘날 PDA 등 휴대용 기기가 일상생활 깊숙이 침투하였다. 점점 더 생활과 뗄 수 없는 필수적인 존재로 자리 잡고 있다. 이는 모두 전지(battery) 기술 부분의 진보 덕분이라 하여도 과언이 아니다.

○ 리튬이온 2차전지(LIB)는 1991년에 양산이 시작된 이래 고 에너지밀도와 높은 출력전압의 우수성을 무기로 휴대전화, 노트북 PC 등의 모바일기기의 보급과 함께 주전원으로서 급속히 발전하여 2차전지의 주역이 되었다. 모바일기기의 전원을 석권한 LIB의 다음 용도로서는 하이브리드형 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-in HEV), 전기자동차(EV) 등의 수송기기로의 탑재가 기대되고 있다.

○ LIB가 발전을 이루고 시장을 석권하게 된 이유는 그들이 갖는 높은 에너지밀도와 출력전압이 4볼트까지 이를 수 있다는 점이다. 그러나 사용되는 유기 전해질의 인화성 등으로 안전성 문제를 일으킬 소지가 있어 안전성에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 이와 함께 고용량화에 대한 연구도 중요 과제 중의 하나이다. 특히 향후 자동차 분야에의 적용 가능성이 LIB의 큰 발전의 계기가 될 것이다.

○ 본 문헌에서는 LIB 구성 재료를 보다 안전한 것으로 대체하는 연구 동향에 대하여 설명한다. 아울러 한 단계 높은 차원의 안전성, 코스트, 에너지밀도 등이 요구되는 수송기기용 LIB에 있어서는 현재의 구성 재료를 치환하기 위한 재료개발의 중점사항을 다루고 있다. 고 에너지밀도화, 안전성 대책을 포인트로 하여 최근 개발되어 온 LIB 재료에 대하여 중점적으로 다루고 있다.

○ 한국은 이 분야에서는 양산 및 생산기술 분야에서는 세계적 수준에 있다고 할 수 있다. 그와 함께 기초연구 분야에 대하여도 심혈을 기울이고 있다. 금년 5월말 일본 Sanyo사는 플러그-인 하이브리드 자동차용 LIB를 2011년의 대량생산 계획을 발표하였다. 그러나 일본 등의 발전 속도를 고려하면 더 한층 노력을 경주해야 한다.

저자: Tomoo Sarukawa, Noboru Oyama
자료유형: 학술정보