자유주제

LG화학 전고체 배터리 신기술 개발

auto2063Lv 91

21.09.27

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LG화학 전고체 배터리 신기술 개발 전고체 배터리는 리튬이온 배터리와 본질적으로 다른 게 아닙니다. “양극(+)과 음극(-) 간 리튬이온의 이동을 통해 화학 에너지를 변환해 전기에너지를 만든다”는 점에서 동일한 원리입니다. 리튬 배터리를 이루는 4대 구성요소는 양극, 음극, 분리막, 전해액이다. 여기서 전고체 배터리는 분리막만 필요 없습니다. 양극은 [양극재 + 도전재 + 바인더 + 양극판(알루미늄박)으로 구성된다. 양극재가 배터리의 용량과 평균 전압을 결정합니다 양극재 구성성분에 따라 크게 LCO, NCM, NCA, LMO, LFP로 배터리 종류가 구분된다고 합니다. 음극은 [음극재 + 도전재 + 바인더 + 음극판(구리박) 이루어지며, 알루미늄 양극판 대신 구리 음극판이 쓰인다는 점에서 차이가 납니다. 특히, 충전 시 음극재가 리튬이온을 더 잘 받아들일 수 있어야 충전 시간도 짧아질 수 있다고 합니다. → 양극재 기술 발전은 에너지 밀도에 향상에 , 음극재 기술 발전은 충전 시간 단축에 초점이 맞춰집니다. 전해액은 염(전해질), 용매, 첨가제로 구성되어있는데요, 염은 리튬이온의 이동 통로로 작용하며, 유기용매에 쉽게 용해되는 물질로 구성됩니다. 이 전해액을 고체로 전환하는 것이 전고체 배터리에 핵심이 됩니다. 고체 소재 개발에 박차를 가하고 있는데 소재개발이 유기계 무기계 복합계로 나뉘고 이중에 무기계는 다시 황화물 산화물 인산 으로 나뉘어 개발 진행 중입니다. 이 분야 업계 선두는 황화물계를 집중적으로 연구개발 중인 도요타입니다. 다시 본론으로 돌아오면 이번에 LG의 쾌거도 이 황하물계 고체 전해질 관련기술입니다. (논문명: Carbon Free High Loading Silicon Anodes Enabled by Sulfide Solid Electrolyte) 이번에 개발한 기술은 전고체 배터리 음극에서 도전재(전기가 흐르도록 돕는 소재)와 바인더(전극 안정화 장치)를 제거하고 5마이크로미터(㎛) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용하는 방식을 적용했다는 겁니다. 상용화된다면 배터리 설계 구조가 더 단순화 될 뿐만 아니라 충전 효율성 에너지 밀집도 향상될 것이고 배터리 제작 단가가 내려갈 겁니다. 주행거리도 비약적으로 길어질 전망입니다. (LG화학 주식을 사야 하나요…) 자세한 내용은 논문 게재된 기사 번역 추후 올려 보겠습니다. 참고: https://lhseti123.tistory.com/m/26 http://mbiz.heraldcorp.com/view.php?ud=20210924000191