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하이브리드 차와 전기자동차에 필요한 리튬이온 전지 팩용 냉각매체의 새로운 설계기술과 시장

전문가 제언: ○ 리튬 이온 전지는 납축전지, 니켈카드뮴, 니켈 수소 전지와 같이 2차전지이다. 이들 이차전지는 방전과 충전을 반복해서 여러 번 사용할 수 있으며, 전기 자동차는 물론, 무인 정찰용 로봇을 비롯하여 소형선박, 이동용 정보통신 전력저장용 장치에 다양하게 사용될 수 있다. 이에 사용되는 전지 팩의 냉각을 통한 수명향상도 필요하다.

○ 2011년 자동차용 리튬 이온전지를 생산하는 세계 최대의 전지제조사가 국내 청주에 설립되었다. 연간 10만대의 자동차에 필요한 전지를 생산하여 공급하는 규모이다. 리튬이 포함된 전지는 3볼트 이상의 전지를 만들 수 있다. 더구나 리튬 이온은 다른 금속이온에 비해 작고 가볍다. 리튬 이온은 크기가 다른 알칼리금속이온의 크기보다 작기 때문에 전극물질이 구성하고 있는 격자 사이로 이동하는 것도 수월하다. 또한 가벼운 리튬 이온을 활용하면 단위 팩 당 높은 에너지 밀도와 함께 냉각성능 얻을 수 있다.

○ 2009년 S. Campanari 등은 하이브리드와 전기자동차에 적용되는 전지가 환경오염이나 에너지 소모측면에서 가장 경제적인 것으로 Journal of Power Sources학회지에 게재했다. 2007년 A.A. Pesaran 등은 캘리포니아에서 개최된 국제 전기자동차 심포지엄과 전시회에서 하이브리드와 전기자동차용 리튬 이온전지 팩의 사이클 수명 관한 연구결과를 보고했다. 리튬 이온 전지를 둘러싼 산업계의 시장 점유율 경쟁 못지않게, 새로운 고분자 멤브레인 전지 팩의 수명에 관한 연구도 활성화되고 있다.

○ 향후 국내에서도 전기 자동차용 리튬 이온전지 시장 규모가 크게 늘어날 것으로 전망하고 있다. 전지 팩을 구성하는 양극, 음극, 멤브레인, 전해질 등 모든 구성요소의 성능을 최대로 발휘하는 설계와 제조가 뒷받침 되어야 우수한 성능의 전지를 제조할 수 있다. 이에 전지 수명향상에 필요한 원천기술, 재료연구와 개발에 참여한 과학기술자를 활용한 전지제조와 함께 중소기업의 리튬 이온전지 팩의 냉각에 관한 기술정보 제공도 요구되는 현실이다.

저자: Hassan Fathabadi
자료유형: 니즈학술정보