정치형 리튬이온전지를 이용한 에너지 저장

전문가 제언

○ 태양광이나 풍력은 시대의 조류에 부응하는 대표적 신재생에너지 자원이지만 시간이나 기후에 영향을 받는 간헐 전원이라는 약점이 있다. 따라서 피크 타임에 생산한 에너지를 저장해두었다가 필요할 때 쉽게 꺼내 쓸 수 있는 효율적인 에너지저장 시스템(energy storage system: ESS)이 필요하다.

○ 현재 ESS 시장은 친환경성, 효율성 및 수명이 우수한 리튬이온전지를 기반으로 형성되어 있지만, 본격적 ESS를 위한 정치형(定置型) 대용량 전지는 아직 실용화와 거리가 멀다. 정치형이 이동형과 다른 점은 부피나 무게에 구애받지 않는다는 것으로서, 이동형에 요구되는 높은 에너지/전력밀도보다는 원가, 사이클 수명, 사용연한, 안전성이 더 중요한 요소로 평가된다.

○ 이동형 리튬이온전지의 음극재료(cathode)로 널리 사용되는 LiCoO2는 에너지밀도가 높은 대신 폭발성이 있고, Co 때문에 값도 비싸다. 그에 반해 LiFePO4(인산리튬철)는 LiCoO2보다 에너지밀도와 이온전도도가 낮은 대신 구조적으로 폭발 위험성이 낮고, 수명이 길며 값이 싸기 때문에 정치형 전지가 갖추어야 할 조건을 만족시킨다.

○ 이동형 리튬이온전지의 양극재료(anode)로는 높은 에너지밀도 때문에 흑연이 전적으로 사용되고 있지만, Li에 대한 낮은 작동전위가 전해액의 분해를 촉진시키고, 그 결과 가스 방출에 의한 전지의 압력 상승 문제를 일으킨다. 정치형의 경우에는 에너지밀도는 낮지만 더 안전한 아나타제(TiO2)나 Li4Ti5O12가 유망한 음극재료로 기대되고 있다.

○ 최근 국내외적으로 ESS에 대한 관심이 고조되어 미국, 독일, 프랑스, 일본, 중국 등은 국가적인 과제로 선정하여 지원책을 펼치고 있다. 국내에서도 삼성SDI와 LG화학이 미국의 AES Energy Storage사 및 SCE사에 각각 ESS를 공급하는 계약을 체결하였다. LiFePO4 전극재료에 대한 연구는 삼성SDI, 엘앤에프+한국화학연구원, 한국전기연구원, 한화케미칼 등이 수행하고 있으며, 어느 정도 가시적 성과도 거두고 있다.

저자

Terrence Xu, Wei Wang, Mikhail L. Gordin, Donghai Wang, and Daiwon Choi

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

62(9)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

24~30

분석자

심*주

분석물

• 정치형 리튬이온전지를 이용한 에너지 저장.pdf [265,433 byte]

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