리튬이온전지의 열화기구 규명

전문가 제언

○ 리튬금속을 기반으로 하는 배터리기술은 Li이 가장 가벼운 금속이면서전기양성적이기 때문이다. 1970년대에 처음으로 Li금속을 사용한 Li셀은 높은 용량과 방전속도로 시계와 계산기 등에 사용되었다. 1972년에 리튬전지의 개념이 명확해지면서 Whittingham이 TiS2를 음극으로, 다이옥솔렌을 전해질로 한 층 구조를 발표하였는데 좋은 결과에도 불구하고 Li이 금속으로 성장하는 것 때문에 폭발 위험이 있었다.

○ 그 후로 이어진 연구에서 Goodenough 등은 LixMO2를 음극재료로 하는 등 금속 Li을 치환하는 연구가 계속되었다. Murphy 등에 의하여 Li-이온이나 록킹체어 기술로 불리는 것이 나타난 것은 1990년 초였다. 이것은 Li의 존재를 금속상태보다는 이온상태로 유지하면서 보다 안전성을 부여하였다.

○ 최근에는 나노 입자화와 조밀화를 통한 리튬이온 전지의 성능 향상이연구되고 있다. 그러나 우수한 양극소재가 개발되어도 그 장점을 잘 알지 못하면 추가적인 개량이 어려워진다. 따라서 나노 영역에서의 물성과 전하보상 등의 현상에 대한 이해가 중요한 과제가 되고 있다.

○ 이 글은 전지에 대한 열화기구의 규명으로 자동차용 전지에 요구되는 10년 이상 수명 확보를 위한 기본적인 이론과 과학적 근거를 제시하기 위한 분석법의 제시이다. 전지의 수명평가를 위한 시험은 XRD, NMR, ICP 등으로 결정구조, 벌크구조의 변화, 용량열화 등 상관관계를, 또한 XAFS, PES 등으로 표면분석을 행한다. 그러나 동원된 기기에 비해서 결과에 대한 해석은 아직 초반이어서인지 명쾌하지는 않은 것 같다. 앞으로 계속 진척하면서 보다 나은 결과를 기대한다.

○ 정부는 중대형 2차 전지 시장을 선점하기 위해 산ㆍ학ㆍ연 공동으로 2020년까지 민관 합동으로 4조~5조원 규모의 R&D 투자를 추진키로 했다. 이에 따라 삼성 SDI와 LG화학 등이 이 분야에 적극적으로 사업을 추진하고 있다. 주위의 일본과 중국의 만만찮은 도전이 있으나 국 내 연구자들의 큰 발전을 기대한다.

저자

Masahiro Shikano et. al.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

45(3)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

176~180

분석자

손*목

분석물

• 리튬이온전지의 열화기구 규명.pdf [371,500 byte]

이미지변환중입니다.