차세대 배터리 리튬황전지

차세대 배터리하면 전고체배터리, 리튬황배터리부터 생각이 납니다.

국내에서는 삼성SDI가 전고체배터리, LG화학이 리튬황배터리, SK이노베이션이 리튬메탈배터리에 힘을 쏟는 느낌이네요.

 

꿈의 배터리? 전고체 배터리

이미 전고체 배터리에 대해서는 포스팅했구요 이번 내용은 리튬황 배터리입니다.

리튬황 배터리는 LG화학에서 열심히하고 있다고 했죠?

LG화학, 국내 최초 '리튬황 배터리'로 최고도 비행 성공

LG화학은 "이번 비행 테스트는 영하 70도의 낮은 온도와 대기압이 지상 대비 25분의 1수준인 진공에 가까운 성층권의 극한 환경에서도 차세대 배터리인 리튬황 배터리의 안정적인 충방전 성능을 확인했다는데 큰 의미가 있다"고 했다.

-> 영하 70도에서 저렇게 안정적인 충방전 성능을 보였다면 대단한 거 같습니다.

 

리튬황 배터리는 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리 중 하나로 꼽힌다. 양극재에 황탄소 복합체, 음극재에 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 무게 당 에너지 밀도가 기존 리튬이온 배터리 대비 1.5배 이상 높은 배터리다. 기존 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않아 가격경쟁력이 뛰어난 것이 장점이다.

-> 리튬황 배터리의 장점이네요. 에너지 밀도 높다. 가볍다. 가격경쟁력이 뛰어나다.

    양극재에는 황(지구에 풍부하게 존재), 음극재에는 리튬 메탈을 사용하여 원가를 절감하기에 좋습니다.

    하지만 리튬메탈의 안정성 문제도 있긴 합니다.

 

리튬황의 단점은 수명이 짧다. 양극소재인 황이 전기전도성이 낮다. 전해액이 많이 필요하다. 입니다.

따라서 전해액과 양극의 도전재의 개선이 필요하다고 합니다. 

 

전해액이 많이 필요한 이유입니다. 아래 기사에도 잘 설명되어 있습니다.

 

리튬 황 배터리의 황이 방전되고 난 뒤 남은 '리튬 폴리 설파이드'(Lithium poly sulfide)라는 물질이 빠른 충·방전을 가능하게 하는데, 전해액을 줄이면 리튬 폴리 설파이드의 용해량이 감소해 용량과 출력이 떨어지는 문제가 발생한다.

또 음극 소재인 리튬 금속이 전해액을 분해하는 현상도 전해액 함량이 낮을수록 심해진다.

 

위의 단점들이 있다고 하지만 에너지 밀도의 장점이 너무 강력하죠.

따라서 아래와 같이 위의 단점들을 극복하기 위해 활발하게 연구되고 있습니다.

 

전해액 사용량 4배 줄인 리튬-황 전지 개발

www.yna.co.kr/view/AKR20200625147300063

에너지 밀도 높인 차세대 리튬 황 전지 기술 개발 | 연합뉴스

 

 

 

 

다음은 리튬에어, 나트륨, 리튬메탈 배터리에 관해서 다뤄보겠습니다.

참고로 배터리 유튜버 추천입니다.

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