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Domino-Cascade모델에 의한 LiFePO4 이차전지의 고율 충/방전 기구 해명

전문가 제언: ○ MIT의 벤처기업 A123은 나노 리튬함유 인산철을 양극 활물질로 사용한 전지시스템을 개발하여 고출력 전동 공구용으로 실용화시켰다. 또한 미국 DOE의 FreedomCAR와 USABC 프로젝트에서는 하이브리드 자동차와 플러그-인 하이브리드자동차용 이차전지로 공동 개발하고 있다.

○ 그리고 이 프로젝트에서는 LG화학의 미국법인 Compact Power Inc.와 EnerDel이 망간 스피넬(Mn spinel) 양극 활물질 시스템도 함께 개발하고 있다. 이들은 하이브리드 자동차와 플러그-인 하이브리드자동차용 이차전지의 가격을 낮추고, 각종 내성을 통한 안전성의 확보와 사이클/역년 수명 등에 대한 개발목표를 달성할 수 있는 후보 활물질로 선정되어 개발되고 있다.

○ 이 논문은 충/방전 전후 물질이 LiFePO4와 FePO4가 함께 전자적으로나 이온전도에 있어 절연체임에도 불구하고 고율의 충/방전을 실현시키는 기구를 해명하기 위해 시도한 연구내용이다.

○ 프랑스 원자력원과 프랑스 국립연구소의 연구팀은 계통적인 연구를 통하여 논리 정연한 모델을 도출하였고, 음극 활물질로 유망한 LiTiO2시스템 등에도 이 Domino-Cascade모델이 유용할 것으로 전망하고 있다.

○ 그리고 이차전지를 위시하여 연료전지로 대표되는 전기화학적 대상물 연구에 양자역학적 제1원리 계산과 반사광 가속기 등을 이용한 물리학 첨단 측정시스템 등이 본격적으로 도입되었음을 알게 해준다.

○ 가장 좋은 예로는 일본 산업기술총합연구소(AIST)가 실시한 LiFePO4에서의 리튬이온의 일차원 확산 현상 가시화 등을 둘 수 있다.

○ 중국의 BYD Auto는 LiFePO4를 양극 활물질로 사용한 리튬이온 이차전지를 플러그-인 하이브리드 자동차에 장착하여 2008년 내에 중국내에서 시판할 계획으로 있어 세계를 놀라게 하였는데, 이차전지 산업을 신성장 동력의 하나로 선정하고 있는 우리로서는 해외에서의 이러한 기술발전에 대응해나갈 수 있도록 해야 할 것이다.

저자: C.Delmas, M.Maccario, L.Croguennec, F.Le cras, F.Weill
자료유형: 학술정보