본격적인 전고체 배터리는 포스팅 밑 부분부터 시작됩니다.
전고체 배터리를 이해하기 전에 기본 지식 먼저 학습하고 시작하도록 하겠습니다.
전고체 배터리?
최근에 뉴스에서 전고체 배터리란 용어가 말이 들립니다.
현재 우리는 "리튬이온 배터리"를 사용하고 있습니다.
그런데 리튬이온배터리는 안전성에 문제가 있습니다.
가끔 휴대폰, 전기자동차에 화재가 발생하는 뉴스가 보이는데
바로 이 리튬이온배터리의 안전성 때문에 발생하는 것이시죠.
이러한 단점을 해결하고자 차세대 배터리로 각광받는 것이 바로
"전고체 배터리" 입니다.
전고체 배터리에 알아보기 전에 리튬이온배터리에 대해서 간단히 알아보고 넘어가도록 하겠습니다.
자세한건 포스팅을 참고해주세요!
2020/12/20 - [기초과학] - 2차전지(리튬이온배터리) 완벽 이해!(양극재,음극재,전해질,분리막)
리튬이온 배터리의 단점! 안전성!
리튬이온 배터리는 외부 압력, 온도 등의 영향에 취약합니다.
특히, 전해액은 리튬이온이 양극제, 음극제 사이를 원활하게 움직일 수 있게 도움을 주나
위부 압력, 온도 등의 영향으로 누수가 발생하면 화재에 원인이 되기도 합니다.
또한, 전해액이 부푸르면서 분리막을 손상시켜 양극제와 음극제가 서로 만나 화재가 발생하게 되는
원인을 제공하기도 합니다.
실제로 리튬이온 배터리가 폭발한 사진입니다.
전고체 배터리 개발 현황
전고체 배터리 관련 기사입니다.
도요타는 21년 출시를 목표로하고 삼성SDI는 2027년을 목표로 하고 있다고 하네요.
전고체배터리 관련해서 가장 앞선 국가는 일본으로 도요타-파나소닉 연합이라는 기사도 있습니다.
기사 내용을 보시면 알겠지만 아직은 개발 단계라고 생각하시면 됩니다.
전고체 배터리 원리
전고체 배터리는 "리튬 이온 배터리"의 전해액을 "고체"로 만든 것입니다.
전해액을 고체로 만들면 외부의 충격이나 온도의 변화로부터 안정성을 확보할 수 있게 됩니다.
리튬이온배터리의 전해액은 액체여서 외부의 여러 요인에 영향을 많이 받았습니다.
전해액을 고체로 만들면 가운데 분리막도 필요하지 않게 되어 분리막에 의한 불안요소도 해결되는 것이죠.
리튬 이온 배터리와 전고체 배터리의 차이
리튬 이온 배터리와 전고체 배터리의 차이점입니다.
가장 중요한 전해질, 분리막 차이점을 기억해두시면 됩니다.
전고체 배터리 장점
전고체 배터리 장점은 무엇일까요?
1. 에너지 밀도 증가
동일한 크기라고 가정할 때 전고체 배터리는 리튬이온배터리보다 더 많은 에너지 밀도를 갖습니다.
즉, 전기자동차를 예로 들면 더 많은 전기를 충전하여 더 먼 거리를 갈 수 있는 것이죠.
2. 안정성 확보
전해액이 고체로 되어 있어 외부의 충격과 온도에 강하여 안전성이 증대됩니다.
전고체 배터리 숙제
전고체 배터리는 아직 해결해야 되는 숙제가 남아있습니다.
1. 고체전해액은 액체전해액보다 리튬 이온을 전달하는 능력이 부족합니다.
리튬 이온 전달 능력을 높이는 연구가 더 필요합니다.
2. 아직 가격 측면에서 리튬이온전지에 비해서 비쌉니다.
가격을 낮추기 위한 연구가 더 필요합니다.
3. 전고체 배터리는 고체로 구성되어 있습니다.
그런데 고체와 고체와 맞닿는 곳에는 "계면저항"이 생깁니다.
이 계면저항으로 인해서 전도성이 떨어지는 문제가 있습니다.
이 또한 개선해야되는 숙제가 남아있습니다.
댓글