리튬-에어전지 전망

전문가 제언

○ 전지는 1차전지와 충/방전이 가능한 2차전지로 나누는데, 2차전지는 재사용이 가능하여 환경과 경제적 관점에서 경쟁력을 바탕으로 새로운 응용분야로 사업영역을 확대해 나가고 있는 추세이다. 대표적인 2차전지는 납축전지, 니켈 카드뮴전지, 니켈 수소전지 및 리튬이온/폴리머전지 등을 들 수 있다. 이 중 리튬이온/폴리머 전지는 다른 2차전지에 비교하여 동일 부피당 낮은 중량, 고에너지밀도, 낮은 환경오염 등으로 다른 2차전지를 대체해 나가고 있는 실정이다. 그런데 최근 리튬이온 전지 대신에 리튬 에어 전지에 대한 관심이 높아지고 있다.

○ 리튬 에어 전지(Li-air battery)는 리튬 이온 전지보다 높은 에너지 밀도를 갖는데, 이것은 가벼운 캐소드와 산소는 전지에 저장할 필요 없이 대기 중에서 자유롭게 이용할 수 있기 때문이다. 이론적으로 캐소드 반응물질로서 산소는 제한이 없고, 전지용량은 Li 애노드에 의해 제한된다. 처음으로 비수용액 리튬에어 전지는 1990년 중반에 K.M. Abraham 등에 의해 시연되었는데 Li 부전극, 다공성 카본 정전극 및 분리막 및 이온수송매체로서 겔 폴리머 전해질 멤브레인을 사용하였다.

○ 또한 Li-에어전지는 카본 캐소드가 복합체 또는 코발트와 같은 금속산화물로 유도된 촉매를 포함할 때 재충전이 가능한 것을 보여주었다. 리튬에어 전지는 Li2O를 생성하기 위한 Li와 산소 간 셀 방전 반응은 2.91V의 개회로 전압(open-circuit voltage, OCV)과 이론적 비에너지가 5,200Wh/kg로 높기 때문에 다른 메탈-에어전지에 비해 매력적이다. 그러나 이러한 리튬에어 전지는 현재 개발 단계에 머물러 있다.

○ 국내 2차전지 관련업체는 150여 개이고, 이 중 리튬 2차전지는 50여 개 업체(2009년)가 있다. 리튬 2차전지는 삼성SDI, LG화학을 중심으로 산업화가 활발하게 진척되고 있다. SK모바일 에너지도 2004년 12월에 분리막을 개발하였으며, 국내 2차전지 관련 소재 업체로는 한국 유미코아, 에코프로, 소디프신소재, 카보닉스, 테크노세미켐, 제일모직 등이 있다. 그러나 리튬에어 전지 개발은 전 세계적으로 초기단계로 앞으로 이 분야에 관심을 갖고 연구개발에 박차를 가해야 할 것이다.

저자

Alexander Kraytsberg, Yair Ein-Eli

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2011

권(호)

196

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

886~893

분석자

박*준

분석물

• 리튬-에어전지 전망.pdf [242,810 byte]

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