리튬이온전지용 SnO2 와 TiO2 나노판재

전문가 제언

○ 한 번 쓰고 버리는 1차 전지와 달리 외부전원을 이용해 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지를 2차 전지라고 한다. 리튬이온전지는 현재 2차 전지 시장의 대부분을 차지하고 있으며 양극과 음극 사이에 유기 전해질을 넣어 충전과 방전을 반복하게 하는 원리이다. 즉, 리튬산화물로 플러스(+) 극을 만들고, 탄소화합물로 마이너스(-) 극을 만드는데, +극의 리튬이온이 중간의 전해액을 지나 마이너스 쪽으로 이동하면서 전기를 발생시킨다. 이 전지는 경량이면서 고용량의 전지를 만드는 데 유리해 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라 등에 많이 사용되고 있다.

○ 그러나 리튬은 본래 불안정한 원소여서 공기 중의 수분과 급격히 반응해 폭발하기 쉬우며 전해액은 과열에 따른 화재 위험성이 있다. 이런 이유 때문에 리튬이온전지에는 안전보호회로가 들어가며, 내부를 단단한 플라스틱으로 둘러싸게 된다. 최근엔 양극과 음극 사이에 액체가 아닌 고체나 겔 형태의 폴리머 재료로 된 전해질을 사용, 전기를 발생시키는 '리튬폴리머전지'가 각광받고 있다. 또한 리튬이온 저장능력이 큰 SnO2와 리튬의 확산을 조장하는 TiO2를 새로운 나노구조로 제조하여 양극으로 사용함으로써 효율을 한층 더 증대시키려 노력 중이다.

○ 우리나라도 리튬이온전지의 주 생산국으로 2012년 8월 현재 관세청 발표에 따르면 지난해 2차전지의 수출은 총 38억 달러로 전년대비 20.6%의 증가를 기록했다. 지난 1999년 국내에서 처음으로 리튬이온전지를 생산하기 시작한 LG화학은 세계 4대업체로 성장하여 연간 4천만 개의 전지를 생산하고, 삼성SDI와 루트제이드(주) 및 두리상사 등의 업체에서 수출하는 이차전지의 종류는 휴대전화 등에 주로 사용하는 리튬이온전지가 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 다음의 수출주력 상품은 산업동력용에 주로 쓰이는 피스톤식 엔진시동용 연산축전지이다.

○ 리튬이온전지에 관한 국내에서 연구동향을 보면 효율증대와 수명연장을 위한 열적거동 연구, 음극재료로서의 팽창흑연 연구, 및 폭발방지를 위한 양극반응 연구 등을 수행하고 있으나 나노구조의 새로운 양극재료의 개발과 효율증대를 위한 연구는 아직 보고된 바가 없다.

저자

Jun Song Chen and Xiong Wen (David) Lou

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

15(6)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

재료

페이지

246~254

분석자

남*우

분석물

• 리튬이온전지용 SnO2 와 TiO2 나노판재.pdf [246,817 byte]

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