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전기자동차에 필요한 상용화 리튬 이온전지 사이클 수명의 상대적인 연구-수용량 손실 평가를 중심으로

전문가 제언: ○ 리튬이온전지는 이동용 정보통신 기기의 전력공급원으로 주로 사용되어 소형 전지 위주로 산업이 발전되어 왔다. 최근 전기자동차 및 에너지 저장시스템에 대한 관심이 증가하면서 중대형 이차전지 시장으로의 확장이 시작되고 있는 단계이다. 전기자동차는 발전시스템 또는 에너지 저장시스템으로부터 동력을 공급받아 모터를 구동시켜 작동되는 자동차이다. 현재 전기자동차용 전지로 사용되고 있는 것으로서 납축전지, Ni-MH, 리튬 이온전지가 있으며 리튬-황전지, 리튬-공기전지 등이 차세대 이차전지 시스템으로 연구 개발 중이다.

○ 2013년 중국의 L. Lu. X. Han, 등은 리튬 이온전지의 수명과 관련한 연구를 발표하였다. 이들은 리튬 이온전지는 납축전지와 Ni-MH보다 에너지밀도가 높다고 발표하였다. 또 리튬-황전지와 리튬-공기 전지는 에너지밀도가 높은 반면 안전성과 가역성이 아직 해결되지 않아 현재까지는 리튬 이온전지가 수명이 가장 높은 것으로 알려졌다. 리튬 이온전지는 1991년 일본의 Sony사에 의해 처음으로 상용화되어 최근까지 일본이 세계시장을 주도하고 있었지만, 현재는 삼성SDI와 LG화학을 필두로 한국이 일본을 추월하여 세계시장 1위를 점하고 있다.

○ 전기자동차에 사용되는 이차전지에 요구되는 특성은 전기자동차의 종류에 따라 달라진다. 하이브리드 전기자동차(HEV)에 사용되는 이차전지의 주역할은 엔진을 보조하는 것이기 때문에 높은 출력특성이 요구된다. 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV)는 모터로 단거리 주행(10~40mile)이 가능해야 하며, 그 이상으로 주행할 경우 하이브리드 전기자동차와 같은 성능을 가져야 하기 때문에, 여기에 사용되는 이차전지는 고에너지밀도와 고출력 특성이 함께 요구된다.

○ 2013년 국내 현대기아 자동차사도 독일의 전지 생산업체와 협력하여 다양한 형태의 전지를 개발하는데 전력을 다하고 있다. 향후 성능과 손실수명, 안전성 에너지 효율측면에서 가장 뛰어난 저온 리튬이온전지가 가장 유망한 것으로 조사되었다. 이러한 전기자동차용 리튬 이온전지는 시장이 급성장하고 있으며, 핵심기술을 한국이 주도하고 있어 자동차 산업의 성장이 크게 기대된다.

저자: Xuebing Han, et al,
자료유형: 니즈학술정보