리튬-유황 전지의 최근 진보

전문가 제언

○ 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 리튬이온 전지는 거의 이론적인 한계 용량에 도달해 있어 고용량 및 장수명을 필요로 하는 전기자동차용과 같은 시스템의 요구를 충족시킬 수 있는 여지가 거의 없어 새로운 2차전지의 출현에 대한 기대가 높아지고 있다. 이론적으로는 리튬이온전지에 비해서 고용량(500W？h/kg vs. 150~200W？h/kg 리튬이온전지)이고, 사용 안정성이 더욱 우수할 것으로 예상되는 Li-S 전지에 대한 기대가 높아지고 있다고 본다.

○ 그동안의 많은 노력에도 불구하고 Li-S 전지의 태생적인 문제점인 유황의 절연성 및 폴리설파이드의 용해 그리고 충/방전 시의 부피팽창(최대 80%)의 문제가 근본적으로 해소되지 못하여 아직도 상용화에는 이르지 못하고 있다. 향후의 핵심 개발과제는 폴리설파이드를 효과적으로 호스트할 수 있는 고활성물질 함유 나노크기/나노구조화 양극물질의 개발로 보이며, 이온성 액체의 전해질에의 활용도 흥미 있는 연구과제로 생각된다.

 

○ 양산을 목표로 Li-S 전지를 개발하고 있는 회사로는 미국의 Sion Power Corp.(BASF가 지분을 보유), PolyPlus Battery Co., Vorbeck Materials 및 NOHMs Technologies 그리고 영국의 Oxis Energy Ltd.가 있으며 유럽의 Fraunhofer, Volvo 등 관련 산학연이 컨소시엄을 형성하여 2012년부터 4년간 자동차용으로의 상용화를 목표로 개발을 진행하고 있다.

 

○ 미국의 Oak Ridge 국립연구소, Lawrence Berkeley 국립연구소, Pacific Northwest 국립연구소, Stanford 대학, Cornell 대학 및 Glenn Research Center 그리고 영국의 Cambridge 대학 및 독일의 Fraunhofer IWS Dresden에서 관련 연구개발을 활발히 진행하고 있다.

 

○ 국내에서는 KAIST 신소재공학과와 한양대학교가 독일의 Volkswagen 및 이태리의 Sapienza 대학 등과 공동으로 그리고 서울대학교가 미국의 아리조나 대학 및 NIST와 공동으로 Li-S 전지 개발을 진행하고 있다.

저자

Lin Chen, Leon L. Shaw

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

267()

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

770~783

분석자

박*규

분석물

• 리튬-유황 전지의 최근 진보.pdf [374,401 byte]

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