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전기화학적 에너지 저장과 변환을 위한 첨단기술 개발

전문가 제언: ○ 리튬이온전지가 전기적 추진에 적합한 매우 높은 에너지 밀도를 약속하기 때문에 전기자동차 응용을 위해 집중적인 연구개발을 하고 있다. 전지가 고에너지 밀도를 전달하지만 사이클 수명과 전력 밀도를 제한하는 반면 슈퍼커패시터는 고전력 밀도와 크게 연장된 사이클 수명을 제공한다. 리튬유황과 리튬공기 시스템의 리튬이온전지 이후의 기술현황을 검토하고 첨단 슈퍼커패시터 연구개발의 최신 진전을 논의했다.

○ 비수성 리튬공기 이차전지가 이론적으로 리튬이온전지가 달성한 최선의 것을 훨씬 초과하는 비에너지 때문에 큰 관심을 받고 있다. LiO2 이차전지의 작동은 사이클에 따른 음극에서 반복되고 고도로 가역적인 Li2O2의 형성과 분해에 의존한다. 디메틸슬폭시드 전해질과 다공성 금 전극(1사이클에서 100사이클까지 95% 용량유지)의 사용으로 이 프로세스가 가능한 것을 보여준 반면 전에는 부분적 Li2O2 형성/분해만 발생하는 것이 가능했다. 더구나 Li2O2 산화가 탄소전극보다 약 10배 빨랐다.

○ 한국전기연구원의 한민지 등은 인듐과 니켈을 포함하는 아연계 재료를 합성하였으며 균질한 혼합조성을 얻고자 금속이온의 sol을 제조하고 gel화하여 소결 제조함으로써 화학적 분산으로 균질한 혼합조성을 가진 아연계 재료를 제조하고 아연계 음극활물질의 리튬이차전지의 1차 방전 비용량은 910mAh/g이고 31회에서 365mAh/g의 높은 비용량을 나타내었다.

○ 시장조사 기관인 네비언트리서치(Navigant Research)의 보고서에서 다루어진 차세대기술은 리튬황, 마그네슘이온, 고체전해질, 차세대 흐름 전지, 금속-공기 배터리 등이다. 차세대기술은 향후 몇 년 내에 배터리 산업에 큰 영향을 줄 것이라고 결론을 내렸다. 차세대 배터리의 대부분은 2016∼2019년 시기에 도입될 것으로 예상된다. LG화학, 삼성SDI 및 Sk케미컬은 300km이상 주행이 가능한 전기자동차용 전지를 해외 경쟁업체보다 먼저 개발하여 전기자동차 보급을 앞당겨야 한다.

저자: hyun deog Yoo
자료유형: 학술정보