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니켈수소전지의 고성능화와 용도 확장

전문가 제언: ○ 니켈-금속수소화물 전지는 기존의 니켈-카드뮴전지의 카드뮴 음극을 수소저장합금으로 대체한 전지이다. 최근, 전자기기들의 소형, 경량화 추세에 따라서 이들 전자기기의 전원으로 사용되는 전지에도 고에너지 밀도, 소형 경량화, 장수명화 등이 요구되고 있으나 기존의 니켈-카드뮴전지나 납축전지의 성능 향상은 거의 한계에 도달하고 있어 리튬이온전지나 니켈수소전지 등으로 대체되고 있다.

○ 니켈수소전지는 니켈-카드뮴전지에 비하여 에너지밀도가 크고 공해물질이 없어서 무공해 소형의 고성능전지뿐만 아니라 전기자동차용 등의 무공해 대형 고성능전지로 개발이 가능한 새로운 2차전지로서 주목을 받고 있으며 최근 미국이나 일본에서 개발 또는 판매 중인 전기자동차 및 하이브리드 자동차에는 니켈수소전지가 다수 채용되고 있다.

○ 최근에 고용량 부극재료로 사용되는 초격자 수소흡장합금은 니켈수소전지의 고용량화, 고에너지 밀도화를 비롯한 고성능화에 기여할 수 있으며, 또한 초격자 수소흡장합금은 자기방전의 원인이 되는 Co, Mn을 포함하지 않는 조성에서도 충분한 사이클 수명이 확보되고 전지의 자기방전을 억제할 수 있어 니켈수소전지의 특성을 개선시키고 있다.

○ 니켈수소전지는 여러 가지 장점이 있으나 고에너지밀도와 고출력밀도 등의 기본적인 성능의 향상 이외에 단위 무게당, 단위 부피당 방전 용량의 증대, 전지의 자기 방전율의 감소, 전지의 내부 압력 감소, 전지의 수명 향상, 전지의 가격 경쟁력 향상 등 실용화를 위한 계속적인 연구와 개선이 요망된다.

○ 리튬이온전지나 니켈수소전지 등은 최근 하이브리드 자동차나 태양광 발전용으로 채용이 되고 있고 일부 제품은 양산 수출되고 있어 전지 관련 산업은 중요한 기간산업으로 성장하고 있다. 본고는 소형 2차전지 시장의 주류의 일부를 점하고 있는 니켈수소전지의 원리, 성능, 기술적인 특성과 장래의 용도 시장을 전망한 것으로 이 분야 기술 개발에 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

저자: Ikuo Yonezu, et al
자료유형: 학술정보