요약: 전기차 초기 선도적인 위치에 있던 닛산은 일본자국시장의 전기차에 대한 무관심과 예상했던 것보다 늦게 개화된 전기차 시장의 여파로 다른 일본 회사들과 함께 전기차 분야에서 뒤쳐지게 되었다. 이를 극적으로 만회할 방법은 전고체 전지를 개발하는 것이라고 생각하여 2018년부터 꾸준히 전고체 전지에 대한 연구를 진행해왔고 2028년에는 전고체 전지를 양산하겠다고 발표하였다. 닛산이 발표한 내용들을 좀더 자세히 검토해보고 우리가 배울 점이 무엇인지 생각해 보고자 한다. 세계 최초의 양산형 전기차는 2009년에 일본 미쯔비시가 출시한 i-MiEV였지만 순수 전기차로서의 기준을 만들고 전기차의 가능성의 토대를 다진 건 2010년 닛산에서 출시한 Leaf라고 할 수 있다. 그러나 닛산은 전기차 분야의 이런 선구..

요약: 전고체 배터리의 양산 시기에 대해서는 대부분 5~7년 후 양산이 시작되고 본격적으로 제품에 사용되는 시기는 2030년이라고 보고 있지만 이미 전고체 전지를 양산하고 있는 회사가 있다.많이 알려져 있지 않지만 프랑스의 블루 솔루션은 10년전인 2012년부터 고분자 고체전해질을 사용한 전고체 전지를 양산해왔다. 현재는 60~80도에서 작동해야하는 한계 때문에 버스나 카쉐어링 프로그램용이나 ESS용으로 사용이 한정되어 있지만 블루솔루션의 계획대로 상온에서 작동가능한 제품이 개발되어 일반 승용차에 탑재되게 되면 향후 배터리 시장에서 블루솔루션은 높은 경쟁력을 가지게 될 것이다. 전고체 배터리의 양산 시기에 대해서는 다양한 예측이 나오고 있지만 대부분 5~7년 후 양산이 시작되고 본격적으로 제품에 사용되는..

유기 고체 전해질의 종류유기 고체 전해질의 소재로는 고분자가 사용된다. 고분자 고체 전해질은 아래 그림과 같이 리튬염(LiClO4, LiBrF4, LiPF6, LiNSO3CF3, LiN(SO2CF3)2이 PEO, PCL, PEC, PPC, PEEC 등과 같은 고분자 매트릭스 내에서 해리되어 리튬이온 전도가 이루어진다아래 그림은 다양한 고분자 전해질에 사용되는 고분자 매트릭스의 물성을 나타낸 것이다.PEO 고체 전해질의 경우 아래 그림 왼쪽과 같이 Li이온과 PEO의 배위 결합 (coordination)에 의해 고분자 전해질이 형성되고 이렇게 형성된 고분자 전해질내에서 분절 (segement) 운동에 의해 Li+이 이동하는 것으로  밝혀졌다. 상온에서의 이온전도도는 10-7~10-5S/cm 수준으로 낮은 ..

전해질의 종류 및 분류1991년 SONY가 리튬이온 전지를 상용화한 이래 Carbonate계열의 유기용매(EC, PC, EMC, DEC, DMC...)와 리튬염을 사용하는 액체 전해액 시스템은 30년이 지난 현재까지 리튬이온 전지의 전해액으로 사용되고 있다. 그러나 액체 전해액은 가연성, 부식성, 열적 불안정성, 고전압에 취약한 문제를 가지고 있기 때문에 이것의 해결책으로 전고체 전해질의 연구와 상용화가 활발하게 진행되고 있다. 전해액 시스템을 분류하면 아래와 같이 크게 액체 (Liquid), 반고체(Half solid state), 전고체(All solid state)로 나눌 수 있다.반고체 시스템은 전고체 기술의 실현이 쉽지 않아 액체 전해질과 전고체 전해질의 절충안으로 오랫동안 연구되어 왔다. 최근..

전고체 전지의 경우 무기계인 산화물과 황화물, 유기계인 폴리머로 크게 3종류로 구분하여 분류하고 있고 유무기계를 혼합하여 만드는 Hybrid 형 복합 고체 전해질도 연구가 되고 있다.성능이나 공정면에서 볼때 산화물이나 폴리머 계열보다는 황화물계가 가능성이 높다고 여겨져 황화물계에 대한 연구가 주류를 이류고 있고 한국 역시 황화물계의 개발이 주를 이루고 있다.중국의 경우 다른 나라들과 마찬가지로 전고체 전지의 개발이 활발히 진행되고 있지만 실제 양산까지는 시간이 필요하기 때문에 전고체 전지가 양산되기 전까지 반고체 전지(HSSB: Half Solid-State Batteries)로 불리는 형태의 전지로 1~2년 이내에 양산을 고려하고 있다.중국에서 개발하고 있는 반고체 전지는 형태는 다양하지만 재료로는 산..

전고체 배터리 양산 시점 2028년으로 전망일본의 자동차 메이커들은 전고체 배터리의 양산 시기를 2028년 전후로 전망하기 시작했다. 2028년에는 소량으로 생산될 것이고 본격적으로 물량이 늘어나는 시기는 2030년 이후로 전망한다. 이러한 전망은 지금까지 전망하던 양산 시기보다는 늦지만 일단 전고체 배터리가 개발되면 게임 체인저가 될 가능성은 충분하다고 전망하고 있다. 전고체 배터리가 전기자동차용으로 주목을 끈 계기는 도쿄 공업대학  칸노(菅野) 교수가 2011년에 이온 전도도가 높은 황화물계 고체 전해질을 발견하면서부터이다. 칸노 교수는 2030년 이후 본격 양산이라고 하는 최근의 전망에 대해서는 "지금까지의 기대치가 너무 높았던 것일 뿐 2030년은 당초 예상하고 있던 본격 양산시점"이라고 말했다...