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고분자 고체전해질을 사용한 시트형 전고체 리튬2차전지의 개발 및 실용화

전문가 제언: ○ 최근 퍼스널 컴퓨터, 비디오카메라 및 휴대전화 등의 정보관련 기기나 통신기기 등의 급속한 보급에 따라 우수한 리튬 2차전지의 개발이 중요시되고 있다. 또한 정보관련 기기나 통신관련 기기 이외의 분야에서는 자동차산업에 있어서 전기자동차나 하이브리드 자동차에 사용되는 리튬전지 등의 개발이 추진되고 있다.

○ 종래 시판되고 있는 리튬전지에는 가연성 유기용매를 사용한 유기 전해액이 사용되고 있기 때문에 단락시의 온도상승을 억제하는 안전장치의 부착이나 단락방지를 위한 구조재료 면에서의 개선이 필요하다. 이에 대하여 전고체 전해질 전지는 전지 내에 가연성 유기용매를 사용하지 않으므로 안전장치의 간소화가 도모되고 제조 코스트나 생산성이 우수하다.

○ 지금까지 리튬 이온 전지 제조에 사용되어온 고분자 전해질은 유기용매를 포함한 고분자 겔형과 유기용매를 포함하지 않은 완전 고상형으로 크게 두 가지 형태로 분류된다. 완전 고상형은 기계적 물성이 우수하지만 이온전도도가 떨어져 상온에서 사용할 수 없는 문제가 있고, 고분자 겔형은 상온에서 유기 전해질과 비슷한 높은 이온전도도를 나타내지만 기계적 물성이 떨어져 전지의 제조공정을 어렵게 하는 문제가 있다.

○ 양극활물질 및 고체전해질 재료의 계면에 착안하여 전고체전지의 성능을 향상시키고 있다. LiCoO2의 표면을 LiNbO3로 피복하여 LiCoO2와 고체전해질 재료의 반응을 억제하여 계면저항을 감소시켜 전지의 고출력화를 도모하고 있다.

○ 본 논문은 전고체형 리튬 2차전지의 전해질과 안전성 문제, 기존재료를 활용하는 연구, 세퍼레이터, 양극재료 및 음극재료에 대하여 언급하고 있다. 앞으로 주택용으로 사용하기 위해서는 3,000회의 충방전 사이클과 10년의 내구성이 요구된다. 또한 저코스트화로 연결하는 대형 제조공정의 최적화를 도모해야 할 것이다.

저자: Kobayashi Ryo
자료유형: 학술정보