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전력저장용 리튬 이차전지 개발 동향 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.13 no.5, 2010년, pp.29 - 31  

홍진규 (삼성SDI)

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후속연구

  • NaS 전지는 NiCd 전지에 비해 훨씬 작고 가볍지만 전해질을 고체 전해질을 사용함에 따라 이온이 전해질 내부를 움직일 수 있도록 온도를 300℃ 정도까지 올려야 하고, 그 온도를 유지하기 위해 지속적으로 열을 공급해주어야 하는 단점이 있다. RFB의 경우는 자가 방전이 없는 것을 필요로 하는 분야에 매력적이기는 하나 펌프 시스템을 포함한 설비 투자 비용이 많고, 화학 공정을 운영해야 하는 치명적인 단점이 있으며, 향후 폭넓은 응용을 확보하기 위해서는 전류 밀도를 올릴 수 있는 방안이 도출되어야 한다. Metal air 전지의 경우 싸고 높은 에너지 밀도를 가지고 있으나 재충전할 수 있는 2차 전지로의 응용은 전극 및 전해질의 개발 등 아직 넘어야 할 난제가 많이 남아 있는 기술이다.
  • 단점으로는 물질 자체의 전도도, 탭밀도, 작동전압이 작아 전이금속 산화물을 사용한 리튬 이온 전지에 비해 전지의 에너지 밀도면에서는 불리하게 작용한다. 그러나, 안전성 면에서 다른 양극재를 사용한 리튬 이온 전지에 비해 탁월한 성능을 발휘하므로 자동차용 전지 및 전력저장용 전지에 양극재로서 채용이 더욱 확대될 것으로 기대된다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
리튬 이온 전지가 미래의 전력저장용 전지로 사용될 가능성이 높은 이유는? 앞에 서술한 전지들에 비해 리튬 이온 전지는 미래에 전력저장용으로 사용될 가능성이 높은 전지로 여겨지고 있다. 그 이유는 친환경성, 높은 에너지 밀도, 100%에 근접하는 에너지 저장 효율의 강점을 가지고 있기 때문이다. 하지만, 리튬 이차전지는 제조에 필요한 무습 조건 등에 의한 공정의 복잡함에 기인한 높은 가격과, 유기 전해액을 사용함에 따른 안전성(safety)이 전력저장용 전지 진입의 장애로 여겨지고 있다.
현재 리튬 이차전지를 전력저장용 전지로 사용하기에는 어떤 문제점이 있는가? 그 이유는 친환경성, 높은 에너지 밀도, 100%에 근접하는 에너지 저장 효율의 강점을 가지고 있기 때문이다. 하지만, 리튬 이차전지는 제조에 필요한 무습 조건 등에 의한 공정의 복잡함에 기인한 높은 가격과, 유기 전해액을 사용함에 따른 안전성(safety)이 전력저장용 전지 진입의 장애로 여겨지고 있다. 이외에도 수명(cycle life), 작동 온도영역 등도 리튬 이온저지가 전력저장용 전지로 자리매김하는데 해결해야 할 과제로 남아있다.
전력저장용 저장장치에 들어가는 이차전지는 어떤 기술을 요구하는가? 전력저장용 저장장치에 들어가는 이차전지는 높은 에너지 저장밀도와 출력 밀도, 장수명(Long cycle life), 고속 동작, 낮은 비용 등의 기술을 요구한다. 전력저장장치에 사용되는 전지로는 납축전지, NaS, 리튬이온전지, metal-air전지, Redox flow battery(RFB) 등이 있다.
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