배터리소재

 

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배터리 소재하면 어떤것들이 떠오르시나요? 저는 리튬이온과 니켈수소 전지가 떠오릅니다. 이 두가지 배터리는 우리 일상생활에서도 쉽게 접할 수 있고 스마트폰 뿐만 아니라 노트북, 전기차 등 다양한 분야에서 활용되고있어요. 하지만 최근들어 화재사고나 폭발사고등 안전성 문제가 대두되면서 많은 사람들이 불안감을 느끼고있습니다. 그래서 이번엔 이러한 사고들을 예방하기 위해 현재 많이 쓰이는 2차전지인 리튬이온과 니켈수소전지는 어떻게 다른지 알아보고자 합니다.

 리튬이온배터리는 왜 위험한가요?

리튬이온배터리는 양극재(LiCoO2), 음극재(흑연), 분리막, 전해질 4가지 구성요소로 이루어져있는데요, 이중 전해질의 종류에 따라 크게 Li-ion 과 Ni-MH 로 구분됩니다. 먼저 리듐이온배터리는 액체상태의 전해질을 사용하는데, 온도변화에 민감하게 반응하며 가연성 물질이기 때문에 발화 및 폭발위험성이 존재합니다. 반면 니카드/니켈수소용 배터리는 고체상태의 전해질을 사용함으로써 비교적 안정적입니다. 또한 대부분의 경우 충전시에만 에너지가 방출되기 때문에 재충전 횟수가 제한되어있고 방전율이 낮습니다.

 그럼 무조건 리튬이온보다는 니켈수소가 좋은건가요?

아닙니다. 앞서 설명드린 바와 같이 각각 장단점이 존재하므로 상황에 맞게 선택해야합니다. 예를 들어 휴대폰처럼 소형 전자제품에서는 부피당 높은 에너지 밀도를 가지는 리튬이온 배터리가 유리하지만, 대형가전기기 혹은 차량용으로는 수명이 길고 내구성이 뛰어난 니켈수소 배터리가 적합합니다. 따라서 각 용도에 맞는 배터리를 적절하게 적용한다면 더욱 효율적으로 기기를 사용할 수 있습니다.

그렇다면 앞으로의 방향은 어떨까요?

현재 상용화된 기술로는 한계가 있으므로 새로운 형태의 배터리 개발이 시급합니다. 특히 차세대 이차전지로 주목받고있는 전고체전지의 경우 기존 리튬이온배터리 대비 성능향상 효과가 크기 때문에 기대가 큽니다. 다만 아직까지는 연구단계이므로 좀더 지켜봐야겠습니다.