리튬이온 이차전지 이온전해액 재료의 최신동향

전문가 제언

○ 리튬이온 이차전지 시장은 현재 12조 원의 시장 규모를 가지고 있으며 2020년경에는 그 5배인 60조 원 규모로 확대될 것으로 전망된다. 리튬이온 이차전지의 대량 보급을 위한 관건은 비용 저감과 안전성 및 신뢰성의 확보이다.

○ 현재 리튬이온 이차전지의 전해질로 널리 사용되는 것은 LiPF6 리튬 염을 유전율이 큰 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트 및 에틸메틸카보네이트 등의 가연성 유기용매에 녹인 것이다. 따라서 발화 위험성이 잔존해 있기 때문에 성능을 유지하면서 비인화성의 전해액을 개발하는 것이 과제가 되고 있다. 난연성과 저 휘발성 및 열적 안정성이 확보되고 높은 이온농도를 가지는 이온액체 연구가 활발하게 진행되고 있으나 아직까지는 실용화에 이르지 못하고 있다.

○ 한편, 고분자, 세라믹 및 겔-폴리머(gel-polymer) 등의 고체전해질 개발이 시도되고 있으나 상용화된 것으로는 겔-폴리머 전해질이 유일하다. 인화 억제제를 첨가한 유기용매 전해질도 개발되고 있으나 이온전도율이 낮아지는 등의 단점 때문에 실용화가 늦어지고 있다.

○ 이 보고서는 유기물 첨가물이 전혀 필요 없는 FSI계 이온액체를 개발하여 그래파이트계 음극을 사용하면서도 1사이클 전류량의 2,000회 충/방전에서 80% 이상의 가역용량을 유지할 수 있음을 확인한 연구결과이며 이로써 발화 위험성이 없는 리튬이온 이차전지의 실용화 길을 열어줄 수 있게 되었다. 이 연구는 일본 신에너지-산업기술종합개발기구(NEDO)의 사업으로 수행되어 Kansai대학/제일공업제약/Eleccell이 공동으로 수행한 연구개발 성과물이다. 일본 Yokohama대학의 Watanabe그룹도 이온액체 전해질 분야에서 유명하다.

○ 미국은 DOE, 일본은 NEDO의 주관 하에 혁신개념의 축전기술을 개발하고 있고 그 일환의 하나로 이온액체기술을 개발하고 있다. 우리나라에서도 KAIST 등의 대학을 중심으로 이온액체 연구가 수행되고 있지만 향후 산업경쟁력에 미칠 이 분야의 중요성을 감안하면 연구개발 활동을 강화해야 할 것이다.

저자

M.Ishikawa and M. Yamagata

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

59(5)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

에너지

페이지

29~33

분석자

조*

분석물

• 리튬이온 이차전지 이온전해액 재료의 최신동향.pdf [235,098 byte]

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