리튬 2차전지 개발 동향

Abstract

전지기술의 진보는 진행속도가 늦은 편이다. 납축전지가 시작된 것이 1850년대이고 망간 건전지의 원형인 Leclanche 전지가 연구되어 성공한 것이 1860년대이며, 1899년에는 니카드전지 (Ni-Cd) 2차전지가 발명되어 완전 밀폐화에 관한 개량이 진전되어 1950년대에 실용화되었다. 1991년 Sony사가 리튬이온 2차전지를 상업화한 이후 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며, 최근에는 안정성이 우수하며 높은 에너지 밀도를 갖는 고성능 리튬 2차전지 개발이 세계 각국에서 경쟁적으로 이루어지고 있다. 또한 무공해 전기자동차의 전원 및 심야 잉여전력을 저장하여 부하평준화 (load leveling)용 전원으로도 개발중에 있다. 리튬 2차전지는 리튬이온전지 (LIB)와 리튬고분자전지 (LPB)로 구분하며 이 두 전지의 작동원리는 같으나, 사용되는 전해액이 각각 액체 전해질과 고분자 전해질로 다르다. 또한, 리튬고분자전지는 사용되는 음극에 따라 리튬이온고분자전지 (LIPB)와 리튬메탈전지 (LMP)로 나눌 수 있다. 미국 Bellcore사가 개발한 LIPB와 같은 개념의 고분자전지를 플라스틱 리튬이온전지 (PLI)라고 부른다. 본 강의에서는 리튬고분자 2차전지에 사용되는 양극, 음극, 고분자전해질 종류와 이와 관련된 전지를 중심으로 최근의 연구결과와 향후 연구동향을 고찰하고자 한다.