요약: 미래 배터리 산업의 주도권은 경쟁자들보다 더 뛰어난 재료를 더 빠른 속도로 찾아 적용하는 쪽이 갖게 될 것이다. 지금까지 후발 주자였던 유럽은 배터리 산업의 주도권을 갖기 위해 인공지능을 활용한 효율성 높은 새로운 배터리 개발 플랫폼의 구축으로 주도권을 쟁탈하려고 하고 있다. 이것이 완성되는 동안 중국이 이에 대처하지 못하고 기존의 개발 방법을 고수한다면 순식간에 배터리 산업의 주도권은 유럽으로 넘어갈 수 있다.중국은 유럽이 갖지 못한 개발과 생산에서의 방대한 경험과 데이터를 가지고 있다. 유럽이 세운 개발플랫폼의 개념에 더해 실제 개발과 생산에서의 방대한 경험을 결합한 효율성 높은 개발 플랫품을 정부 주도하에 개발한다면 미래에도 중국이 배터리 산업의 주도권을 계속 유지할 수 있을 것이다.재료 가..

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 ..

Edisonian approach전통적으로 전지를 개발하는 과정은 Edisonian approach라고 불리는 Trial and error방법을 사용하여왔다. 먼저 적합한 재료를 찾기 위해 다양한 배터리 재료업체들로부터 재료를 받아 DOE를 실시하여 적합한 재료군을 선별하고 선별된 재료들로 극판의 조성과 전류밀도, 압축 밀도, 전해액의 조성, 젤리롤의 구조등의 다양한 변수를 조절하여 DOE를 실시한다. 이러한 방법은 재료 선정부터 극판 설계까지 수많은 DOE로 셀을 제조하고 평가하는데 많은 비용과 시간이 소요된다.보통 기술수준이 높은 배터리 회사의 경우 다양한 재료로 셀을 개발해오며 쌓아 온 데이터 베이스와 설계 및 공정 경험이 있지만 배터리를 개발하여 양산하는 데는 최소 1년 이상이 걸린다. 만일 새로..

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..