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충전용 배터리에 대한 기능재료

전문가 제언: ○ 가역적이고 효율적인 전기화학 에너지 저장 및 변환을 가진 충전용 배터리에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 충전용 배터리는 휴대용 가전 디바이스, 전기자동차, 그리고 스마트 또는 지능형 그리드에 있는 대규모 저장 장치를 포함하는 많은 분야에 응용되고 있다. 충전용 배터리의 성능은 열역학과 셀의 구성 요소에 관련된 전기화학 반응 속도론에 본질적으로 의존한다.

○ 지난 10년 동안 광범위한 노력은 대용량, 높은 에너지 및 전력밀도, 높은 안전성, 긴 순환수명, 빠른 응답 그리고 낮은 비용을 가진 진전된 배터리 개발에 전념하였다. 현재 우세한 충전용 리튬-이온, 니켈-금속 수소화물, 납, 바나듐 레독스, 그리고 나트륨-유황 배터리에 적응된 최근 기능재료 발전을 리뷰하였다.

○ 2011년 국외에서는 Manjunatha, H등은 “Electrode materials for aqueous rechargeable lithium batteries"를 Journal of solid state electrochemistry 15(3)에 그리고 CaO, Yuliang은 ”Sandwich-type functionalized graphene sheet-sulfur nanocomposite for rechargeable lithium batteries"를 Physical Chemistry Chemical Physics 13(17)에 각각 발표하는 등 활발한 연구가 진행 중에 있다.

○ 국내에서는 2010년 Mixed Electrolytes of Organic Solvents and Ionic Liquid for Rechargeable Lithium-Ion Batteries"를 Bulletin of the Korean Chemical Society 31(11)에 발표하였다. 또한 전기자동차용 배터리 생산규모를 SB리모티브는 2015년까지 36만대, LG화학은 2013년까지 35만대를 목표로 하고 있다. 이와 같이 학계와 산업계가 충전용 배터리에 많은 관심과 노력을 경주하고 있다.

○ 현존하는 리튬-이온 충전용 배터리에 비해 수명이 2배, 짧은 충전시간, 얇고 가벼운 “급속충전 리튬-이온 배터리 개발” 및 더 얇고 안정한 리튬-이온 고체 전해질에 의한 “리튬-이온 전지에 수용성음극을 적용하는 용량확대”를 시도할 수 있다. 또한 폴리머와 유기물 기능재료에 의한 충전용 배터리 제작에 더 심도 있는 연구가 요구된다.

저자: Fangi Cheng
자료유형: 학술정보