리튬-공기 이차전지

전문가 제언

○ 리튬이온 전지(lithium-ion battery)는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동할 때 전류를 방전시키고, 반대로 양극에서 음극으로 이동할 때는 전류를 충전하도록 만든 이차전지를 말한다. 리튬이온 전지의 양극에는 리튬코발트 산화물, 인산철리튬, 리튬망간 산화물 등 리튬을 포함한 금속 산화물이 사용되고 음극에는 탄소가 사용되는 경우가 많다. 전해액으로는 용매와 염이 주성분으로 사용되고 있다.

○ 리튬이온 이차전지를 전기자동차에 응용하려면 가격, 성능, 안전성 등의 문제를 개선해야 한다. 즉 1회 충전으로 500㎞ 정도 주행이 가능해야 하나, 아직 150㎞ 정도에 불과하다. 주행거리 500㎞를 달성하기 위해서는 본 논문에서 언급한 바와 같이 전지의 에너지밀도가 700Wh/㎏ 정도 되어야 한다. 이 목표를 달성하기 위하여 리튬-황 전지, 금속-공기 전지, 다가 양이온 전지 등이 새로 개발되고 있는 중이다.

○ 이중 금속-공기 전지에는 음극에 아연, 알미늄, 리튬 등의 금속재료를, 양극에 공기 중의 산소를 이용하기 위한 촉매재료인 다공성 탄소를, 전해질은 리튬염이 각각 사용된다. 음극에 사용되는 금속재료에 따라서 리튬-공기 전지, 아연-공기 전지 등이 있다. 본 논문에서 소개한 리튬-공기 이차전지는 이론 에너지밀도가 11,140Wh/㎏에 달하여, 가솔린 자동차의 13,000Wh/㎏에 근접하는 값을 보여주고 있다.

○ 전기자동차를 실용화하기 위해서는 반드시 이차전지의 성능을 향상시켜야 하고, 이 기술이 다른 산업에 미치는 영향이 매우 크다. 따라서 한국, 일본, 중국, 유럽 등 선진국들은 국가 프로젝트로 선정하여 정부가 직접 지원하고 있는 실정이다.

○ 우리나라는 세계 수준의 이차전지 생산국이다. 특히 모바일 기기용 이차전지는 세계 제일의 시장 점유율을 가지고 있다. 따라서 정부출연 연구기관, 대학교 뿐 만 아니라 삼성SDI, 엘지화학 등, 이차전지를 대량 생산하고 있는 기업에서도 자동차용 이차전지에 대한 노력을 아끼지 않고 있어서 그 결과가 기대된다.

저자

Osamu Yamamoto

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

25(1)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

7~16

분석자

허*도

분석물

• 리튬-공기 이차전지.pdf [316,029 byte]

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