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리튬이온전지 재료의 구조적 및 화학적 거동의 즉석 미세 관찰

전문가 제언: ？전문가 제언？

○ 전기자동차의 시대가 도래한지는 이미 오래 되었는데 그 발전 속도가 너무나 지지부진하다. 그 주된 이유는 핵심이 되는 전지기술의 발전이 기대에 부응하지 못하기 때문이다. 전지 중에서도 가장 촉망되는 리튬-이온 전지도 안정성, 고가격, 저용량 및 저율의 충·방전 등 여러 문제가 실용화에 걸림돌이 되고 있다.

○ 그간 이러한 당면한 문제를 해결하기 위해 최근의 연구 동향은 고에너지 및 고출력의 새로운 전극 재료의 개발에 모든 역량을 집중하고 있다. 그러나 활물질 이용률이 지금처럼 이론 용량의 20~30%에 머물고 만다면 아무리 우수한 재료를 찾아낸다고 하더라도 소기의 목적을 달성하기는 매우 어려울 것이다.

○ 그리고 활물질 이용률만 문제가 되는 것이 아니다. 충·방전 시간의 단축, 전극의 팽창 수축 및 반응열 등에 의한 전지의 안정성 등도 해결되어야 한다. 이러한 모든 문제들은 나노 및 원자 수준에서 일어나는 활물질의 리튬화 및 탈리튬 반응에 모아진다. 따라서 이러한 현상을 직접 관찰하는 것은 반응 메카니즘과 원인 규명에 필수적이다.

○ 우리나라에서도 2008년 부터 “그린에너지 발전 전략”의 일환으로 “중대형 이차전지용 나노소재 분야”가 선정되어 정부 주도의 R&D가 수행되고 있다. 이 프로그램에 따르면 급속 충전을 위한 3차원 구조의 소재 개발이나 열적, 화학적 안정성이 높은 새로운 기능성 분리막의 개발 등의 연구 과제가 포함되어 있다.

○ 중대형 이차전지의 실용화를 앞당길 우수한 소재가 이 연구 프로그램으로 개발 된다면 더할 나위 없겠으나, 문제 해결의 근본인 기초 기술은 가볍게 보고 최종 제품 개발에만 치우친 느낌이다. 그럼에도 불구하고 이러한 연구를 계기로 우리나라의 이차전지 개발을 위한 나노 측정 기술과 나노융합기술이 한 단계 더 향상될 것은 분명하다.

저자: Minhua Shao
자료유형: 니즈학술정보