리튬이온 이차전지 개발현황

전문가 제언

○ 리튬이온 이차전지는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동할 때 전류를 방전하고 역으로 양극에서 음극으로 이동할 때 전류를 충전하는 이차전지이다. 리튬전지는 1970년대에 미국의 Whittingham 교수에 의해 제안되었는데 에너지밀도가 높고 기억효과가 없으며 사용하지 않을 때의 자연방전이 적기 때문에 휴대용 전자기기에 많이 이용되고 있다. Whittingham 교수는 이황화티탄을 양극으로 금속리튬을 음극으로 사용하여 리튬전지를 제조하였다.

○ 1981년에 미국의 Bell연구소는 리튬전지의 금속리튬 대신에 사용할 수 있는 흑연 음극을 개발하였고 이후 새로운 양극도 개발되었는데 1983년에는 망간 스피넬을 양극물질로 하여 현재와 같은 개념의 리튬이온 이차전지가 실용화되었다. 1989년에 미국 Austin 소재 Texas대학의 Manthiram과 Goodenough는 폴리음이온을 함유한 양극이 유도효과를 갖기 때문에 산화물 양극보다 더 높은 전압을 얻을 수 있음을 발견하였고 일본의 Sony는 1991년에 층상구조의 산화물(리튬코발트 산화물)을 이용하여 처음으로 리튬이온 이차전지를 상용화하였다.

○ 또한 2002년에 MIT연구팀은 알루미늄이나 지르코늄 전극을 사용하여 리튬이온 이차전지의 성능을 높이는 기술을 발견하였고 자동차나 항공기에 적용할 수 있는 가능성을 보였다. 리튬이온 이차전지는 양극, 음극, 전해질의 3개 주요 부분으로 나누어져 있고 다양한 종류의 물질들이 사용될 수 있다. 상업적으로 많이 사용되는 음극재료는 흑연이며 양극에는 리튬코발트 산화물 등의 산화물, 인산철리튬 등의 폴리음이온, 리튬망간 산화물, 스피넬 등이 이용되고 있다. 양극, 음극 및 전해질에 리튬이온 이차전지의 전압, 수명, 용량, 안정성이 크게 달라진다.

○ 현재 국내에서는 LG화학, 삼성SDI, 독일 Bosht사의 합작사인 SB리모티브 등이 리튬이온 이차전지를 생산하고 있으며 세계 이차전지산업의 선두그룹을 형성하고 있다. 최근에는 나노기술을 적용하여 리튬전지의 획기적인 성능 향상을 기대하고 있는데 멀지 않은 미래에 세계의 자동차 제조업체들이 우리나라의 전지를 장착한 전기자동차를 출시할 전망이다. 이 자료는 일본의 리튬이온 이차전지 개발현황을 소개하고 있다.

저자

Shingi Kokusyou

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2012

권(호)

91(3)

잡지명

日本エネルギ―學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

236~242

분석자

오*섭

분석물

• 리튬이온 이차전지 개발현황.pdf [330,038 byte]

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