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이온액체 전해질의 리튬이온 이차전지

전문가 제언: ○ 이차전지는 반도체, 디스플레이와 함께 미래 IT산업을 이끌어나갈 핵심 전략제품의 하나이며, 우리나라와 일본을 비롯한 선진 각국은 차세대 성장동력산업의 하나로 지정하고 대형 프로젝트를 구성하여 기술을 개발하고 있다.

○ 현재 시판되고 있는 리튬이온 이차전지는 음극에 탄소, 양극에 전이금속 산화물, 전해질에 유기 전해액을 사용하고 있다. 또한 전지의 박막화, 대면적화, 안전성 향상을 위해 겔 형태의 고분자 전해질을 사용하는 리튬이온 폴리머전지가 개발되었으며 이미 실용화되었다.

○ 그러나 리튬전지의 폭발사고가 자주 발생함에 따라 전지의 고성능화뿐만 아니라 안전성 문제도 크게 부각되고 있어 안전성 향상을 위한 전극 활물질, 분리막, 전해질 등의 연구도 활발하게 전개되고 있다.

○ 이온액체 전해질도 난연성, 난휘발성이 있기 때문에 안전성이 획기적으로 개선되는 리튬이온 이차전지를 만들 수 있다. 이 자료는 이온액체 개발의 선두국인 일본 Yokohama대학의 M. Watanabe 연구그룹이 작성한 이온액체 개발현황을 분석한 보고서이며, 이온액체의 물리화학적 특성과 전극과의 상호작용 및 리튬이온액체의 개발역사를 요약하고 있다

○ 리튬이온 이차전지는 휴대형 전자기기의 보급을 급속하게 확대시켰으나 이를 환경친화형 자동차나 신재생에너지 전력의 저장장치 등으로 활용하기 위해서는 고에너지, 고출력 및 안전성 측면에서 해결해야 할 과제들이 많이 남아있다.

○ 이들 과제들을 해결하면 리튬이온 이차전지의 보급과 활용영역이 폭발적으로 확대 및 확산될 것이며, 관련 기술을 선점한 국가는 미래사회의 주역이 될 것이다. 이를 위해 미국은 DOE, 일본은 NEDO의 주관 하에 혁신개념의 축전기술을 개발하고 있고, 그 일환의 하나로서 이온액체기술을 개발하고 있다. 우리나라에서도 KAIST 등의 대학을 중심으로 이온액체 연구가 발하게 수행되고 있는데, 좋은 성과를 기대한다.

저자: N. Tachikawa, K. Dokko, M. Watanabe
자료유형: 학술정보