| 고효율 신형 리튬이온전지 개발 | ||
|
||
 최근 중국과학원 선전(深圳)선진기술연구원 통합기술연구소 기능성박막재료연구센터 탕융빙(唐永炳) 연구팀이 새로운 고성능, 저원가 리튬이온전지 제조기술을 성공적으로 개발하면서 기존의 리튬이온전지 산업 패턴을 변화시킬 전망이다. 관련된 연구 성과인 ‘A Novel and Generalized Lithium-Ion Battery Configuration Utilizing Al Foil as Both Anode and Current Collector for Enhanced Energy Density’는 국제 저널 ‘Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201604219)’에 온라인으로 발표되었으며 국제 발명특허(PCT/CN2016/081346)를 신청하였다. 과학기술의 발전과 더불어, 리튬이온전지는 휴대용 전자설비, 모바일 전원공급기구 등 분야에 광범위하게 응용되고 있으며 그 시장규모도 신속하게 확장되고 있다. 특히 전기자동차, 대형에너지 저장시설에 대한 수요가 높아지면서 고에너지밀도, 저원가, 장수명주기의 새로운 2차전지 개발이 더 긴박해졌다. 리튬이온전지의 작업원리는 양극[리튬코발트산, 리튬철인산염, 삼원(ternary)]과 그래핀 음극 사이에서 리튬이온의 왕복이동(삽입과 방출)을 통하여 전지의 충전 방전 과정을 구현한다. 그러나 기존의 상업용 리튬이온전지는 여전히 에너지 밀도가 낮고 제조 원가 높으며 자금 투입이 큰 문제점이 존재하여 전지산업 발전을 제한하고 있다. 탕융빙 연구팀은 알루미늄박 음극에 기반한 새로운 리튬이온전지를 성공적으로 개발하였다. 해당 전지는 직접 알루미늄박을 동시에 전지의 음극과 집전장치(current collector)로 기존의 리튬이온전지 그래핀 음극과 구리박 집전장치를 대체하였다. 양극은 현재 흔히 볼 수 있는 상업용 리튬코발트산, 리튬철인산염, 삼원 재료 등을 이용하였고 전해액은 탄산에스테르 용제를 이용하였다. 해당 전지는 새로운 풀배터리 반응 메커니즘을 보유하고 있으며 충전시, 리튬이온은 양극 재료에서 방출되어 알루미늄박 음극 표면으로 이동되고 알루미늄과 알루미늄 리튬 합금을 형성한다. 방전시, 리튬 이온은 알루미늄 리튬합금으로부터 방출되어 양극 재료에 삽입된다. 이러한 구조는 전지 자체무게와 체적을 효과적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고품질과 체적에너지 밀도도 향상시켜 생산 제조 원가를 크게 낮출 수 있는 동시에 광범위한 보편성을 보유하고 있다. 연구 결과, 리튬코발트산을 양극, 알루미늄박을 음극으로 하는 풀배터리(LCO-Al) 에너지 밀도는 263 Wh/kg에 달할 수 있고 250번의 충전 방전 순환을 거친 후 전지 용량은 81%를 유지할 수 있다. 리튬철인산염을 양극, 알루미늄박을 음극으로 하는 풀배터리(LFP-Al) 에너지 밀도는 163 Wh/kg에 달할 수 있고 500번의 충전 방전 순환을 거친 후 전지 용량은 84%를 유지할 수 있다. 니켈-코발트 리튬망간산염 삼원 재료를 양극, 알루미늄박을 음극으로 하는 풀배터리(NCM-Al) 에너지 밀도는 258 Wh/kg에 달할 수 있고 250번의 충전 방전 순환을 거친 후 전지 용량은 86%를 유지할 수 있다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201612/t20161219_4585114.shtml |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB