리튬전지재료의 이방성 제어에 의한 기능평가

전문가 제언

○ 리튬이온전지(LIBs)는 노트북, 휴대전화 등 모바일기기를 중심으로 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 높은 에너지 밀도, 고출력 등의 장점을 가지고 있다. 풍력, 태양광 발전 등 신재생 에너지를 위한 차세대 에너지 저장장치와 전기 자동차, 하이브리드자동차 등에 본격적으로 사용될 것이다. 따라서 녹색성장의 핵심재료로 연구되고 있으며 특히 환경문제, 원유가격의 상승 등의 문제로 인해 자동차용 LIBs는 한국, 일본, 미국, 중국 등 전 세계적으로 활발히 연구되고 있는 분야이다. 전기자동차의 경우 순간적으로 고출력 및 안정성과 장 수명을 확보하기 위한 재료의 개선뿐만 아니라 전지의 거동을 정확히 이해할 수 있는 이론적 해석 및 설계기술이 뒷받침되어야 한다.

○ 일본의 산업기술총합연구소는 도요타자동차와 공동으로 2010년 에어로졸 디포지션(AD)법으로 산화물계 전극재료와 고체전해질 재료를 박막으로 적층하여 금속기판 위에 3층 구조인 고체전해질 박막 리튬이온전지를 시험 제작하였다. 이 방법은 고체전해질 박막을 상온에서 형성할 수 있고 양극 층과 음극 층을 적층할 수 있다. 고체전해질은 이온 이동성이 액체전해질에 비해 낮아 전해질 층을 얇게 만드는 것과 이온전도도가 높은 전해질 재료를 발견하는 것이 중요하다. 박막 적층 시에 본고에서와 같이 이온전도성을 고려하여 결정면을 적층하는 것도 미세구조를 제어하여 이온전도성을 높이는 하나의 인자가 될 것이다.

○ 2012년부터 일본의 Nissan 자동차, Honda, Toyota의 하이브리드 자동차에 오토 모티브에너지플라이(AESC)가 제공하는 음극재료 Li4Ti5O12, 양극재료로는 LiMn2O4, LiFePO4 등이 사용되고 있다. 중국 Zheijiang University의 Kun Chang 및 Weixiang Chen은 음극재료로 MoS2/graphene 복합체를 제조하여 최고 1,187mAh/g의 가역용량을 얻었다.

○ 국내 LIBs 소재업체는 양극물질에 LG화학, 한화케미칼, 에코프로 등이 이 있고 음극물질에는 포스코켐텍, OCI 머티리얼즈 등이 있으며 분리막에는 SK, 전해액에는 제일모직, 테크노세미켐 등이 있다. 에너지밀도가 3~5배 높은 고출력 리튬이온 커패시터 개발에도 힘써야 할 것이다

저자

Massaki Hirayama and Ryoji Kanno

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

47(4)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

270~274

분석자

김*호

분석물

• 리튬전지재료의 이방성 제어에 의한 기능평가.pdf [246,075 byte]

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