차세대 리튬-공기 이차전지 개발현황

전문가 제언

○ 전기자동차에 탑재되고 있는 현재의 리튬이온 이차전지로는 자동차의 항속거리와 가격에서 기존의 내연기관 자동차와 비교하여 에너지밀도 등에서 많은 해결과제들이 남아 있다. 따라서 2030년경으로 예상되는 배터리 전기자동차의 본격적인 실용화를 위해서는 기존 리튬이온 이차전지의 성능 향상과 기술 혁신을 위한 연구개발들이 필요하다.

○ 차세대형 리튬이온 이차전지의 개발을 위해 미국은 BATT 프로그램, 일본은 혁신형 이차전지 개발 등 정부 주도의 연구개발을 진행하고 있으며 민간기업인 IBM 등도 이 분야의 연구에 적극 참여하고 있다. 이들 연구 프로그램들이 개발하고 있는 차세대 리튬이온 이차전지 중 대표적인 것으로는 리튬금속을 음극 활물질로 사용하고 공기(산소)를 양극 활물질로 사용하는 리튬-공기 이차전지가 있다.

○ 이 보고서는 공기극과 리튬금속 극을 사용할 경우에 나타나는 여러 가지 기술적 과제들을 극복할 수 있는 기술로서 음극/유기전해액/고체전해질 막/알칼리성 수용성 전해액/공기극으로 구성된 하이브리드 리튬-공기 이차전지 시스템을 제시하고 있으며 또한 기존의 리튬금속-공기 이차전지의 충전 시에 양극에서 발생하던 카본의 산화를 방지하기 위하여 금속 Ti로 구성된 제3의 전극을 도입하여 문제를 해결하는 과정을 간략하게 소개하고 있다.

○ 수소를 연료로 사용하는 고체고분자 연료전지는 수소 저장문제와 고가의 백금촉매 사용량을 저감하지 못해 실용화가 늦어지고 있다. 이 자료에서는 도한 이에 대한 대안으로 재순환형 리튬연료전지를 제안하고 있다. 그러나 이들의 실용화에는 고체전해질의 이온전도성과 내구성 향상이 필요하다.

○ 우리나라 정부도 “녹색성장 산업기술” 및 “2020 이차전지 개발계획” 등을 통해 출연연/대학/기업연구소 등 산학연 협력으로 차세대 리튬이온 이차전지를 적극 개발하고 있다. 일본의 NEDO 등에서 수행되고 있는 바와 같이 차세대 기술의 기초연구부터 다져나가는 이들의 연구결과는 우리의 관련 분야에 큰 참고가 되고 있다.

저자

H. Zhou

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

24(3)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

에너지

페이지

61~66

분석자

조*

분석물

• 차세대 리튬-공기 이차전지 개발현황.pdf [232,206 byte]

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