SB 유니버스

SK이노베이션 각형 생산 시 폭스바겐과의 협력 강화 예상 SK이노베이션이 차세대 각형 배터리 개발에 착수한 것으로 알려졌습니다. 각형 배터리의 수요가 확대될 것으로 예상한 선제대응이라는 의도가 반영된 것으로 보입니다. 특히나 폭스바겐의 경우 파워데이에서 2030년까지 각형 배터리의 사용 비중을 확대하겠다고 밝힌 바 있습니다. 그러나 대부분의 완성차 업체들이 배터리를 내재화하려는 전략과는 달리 실제 배터리 생산에 대한 경험 부족 및 생산 제조설비 운영에 대한 경험치 부족으로 쉽지 않을 전망입니다. 그동안에 배터리 제조사에서 쌓아온 노하우도 단숨에 뛰어넘을 수 있는 수준이 아니기 때문입니다. 따라서 의도와는 달리 배터리 제조사와의 밀월관계가 필수적인 상황인 것이죠. 이런상황에서 SK이노베이션은 기존의 파우치..

배터리 분리막 안정성 확보 어떻게 할까? 배터리 셀 내부에는 양극과 음극이 존재합니다. 양극과 음극이 물리적으로 접촉하게 되면 화학반응으로 인한 화재가 발생할 수 있지요. 따라서 양극과 음극 사이에 분리막이라는 필름으로 둘 사이를 갈라놓게 됩니다. 분리막은 격벽 역할을 하는 동시에 이온이 이동할 수 있는 통로 역할을 하게 됩니다. 따라서 분리막이 얇을수록 양극과 음극 사이를 이온이 이동하기 쉽기 때문에 배터리 출력이 높아지고 충전 시간은 짧아지게 됩니다. 배터리 성능을 개선하는데 분리막의 역할이 그만큼 중요한 것이죠. 다만 열에 취약하기 때문에 얇으면서도 튼튼한 분리막을 만드는 것이 기술의 관건이라 하겠습니다. 분리막은 미세 다공성 고분자 필름으로 주로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 소재를 ..

전해액은 리튬이온 배터리를 구성하는 4대 구성요소 중 한 가지입니다. 양극재, 음극재, 분리막과 전해질이 그것이지요. 리튬이온이 이동하는 통로역할 하는 것으로 알려져 있는데요. 쉽게 말해서 우리 몸을 2차 전지에 비유하자면 심장은 양극재이고, 이온을 움직이는 전해액은 혈액이라고 볼 수 있겠습니다. 리튬 이차전지의 원가 중 9%만을 차지하지만 리튬이온이 이동하기 위해서는 빼놓을 수 없는 중요한 구성요소인 전해액에 대해 알아보겠습니다. 전해액의 구성요소 전해액은 염(Salt), 용매(Solvent) 그리고 첨가제(Additive)로 구성되어 있습니다. 염과 용매의 종류와 비율에 따라 리튬이온의 이동을 얼마나 잘 시키는가가 결정 나게 될 정도로 중요한 요소라고 하겠습니다. 염은 리튬이온이 이동하는 통로 역할을..

전지는 산화-환원 반응을 이용하여 화학 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치를 일컫는 말로 재사용 여부에 따라 1차 전지와 2차 전지로 나눌 수 있습니다. 잘 알려져 있다시피 1차 전지에는 수은전지, 망간전지, 알카라인 전지, 리튬전지 등이 있으며, 2차 전지에는 납 축전지, 니켈카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지, 리튬 이온(Li-Ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Polymer) 전지 등이 있습니다. 1차 전지는 1800년대 이탈리아 과학자 볼타가 구리와 아연 전극을 이용한 1차 전지를 발견한데 이어 1895년 프랑스의 물리학자 가스톤 플랑테에 의해 납 축전지라는 최초의 2차 전지를 개발하게 됩니다. 1960년대 니켈카드뮴전지가, 1980년대 니켈 망간전지가, 1990년대 니켈수소전지가..

주요 양극재 소재인 니켈, 코발트, 망간의 인체 유해성은 어떨까? 양극재는 리튬이온배터리에 있어서 에너지 밀도를 좌우하는 중요한 요소입니다. 국내와 일본의 배터리 제조사들은 보다 작은 부피에서 더 많은 전기를 확보할 수 있고, 충전시간 또한 빠른 3원계와 4원계 양극재를 사용하고 있습니다. * 양극재 관련 블로그 참조하세요. "LG엔솔도 리튬인산철 배터리 생산한다." https://sbuniverse.tistory.com/16 오늘은 리튬이온배터리 양극재의 주요 성분인 니켈, 코발트, 망간에 대한 특성과 인체 유해성에 대해서 알아보겠습니다. 니켈 (Ni, 원자번호 28) 니켈은 수도꼭지나 주전자등과 같이 주위에서 쉽게 볼 수 있는 물질입니다. 그러나 니켈은 중금속 중 하나로 호흡 중에 일정량 이상 체내에..

LG엔솔 마이크로실리콘 이용한 전고체로 500회 이상 충방전 실험 완료 LG에너지솔루션이 전고체 배터리의 충방전 성능을 높이는 기술의 난제를 해결하며 상용화에 한발 다가섰다. LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고대학교와 기존 60도 이상에서 충전이 가능한 전고체 배터리 기술 한계를 넘어 25도 상온에서 급속 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 실리콘 음극재를 적용한 전고체 배터리 가운데 충방전 사이클이 500회 이상은 처음이다. 이번 연구는 과학저널 '사이언스'에 실려 그 성과를 인정받았다. 전고체는 배터리 내 양극과 음극 간 이동을 돕는 전해질을 액체에서 고체로 대체, 기존 리튬 배터리보다 에너지 밀도를 높이고, 안전성을 강화한 차세대 배터리다. 그러나 전고체 배터리는 밀..

배터리 화재 왜 일어날까? 리튬 배터리로 인한 화재가 발생되었다는 것은 다시 말해 강한 열에너지를 발생시켰다고 볼 수 있습니다. 분리막을 통해 음극과 양극이 만나는 현상 즉 단락이 발생된다거나, 덴드라이트 등과 같이 단락의 원인 다르더라도 전자이 이동이 급격히 진행되는 경우 주울 열(Joule heat)에 의해 발화가 진행될 수 있습니다. 다음은 리튬배터리에서 발생할 수 있는 발화 메커니즘에 대한 설명입니다. 1. 제조 결함에 따른 이물 혼입 배터리 제조 과정에서 이물질(금속 또는 금속산화물)이 양극과 분리막 사이에 유입되면 충전과 방전을 계속하면서 이물질이 환원전압 영역에 이르면 금속 이온 상태로 환원되어 분리막을 통과하여 음극으로 이동하게 되고 음극으로 이동한 금속 이온물질은 음극 활물질 표면에 축적..

리튬이온 배터리의 구성요소와 역할 리튬이온 배터리는 음극집전체 음극 활물질 분리막 양극 활물질 양극집전체로 이루어져 있습니다. 리튬 배터리는 리튬이온 배터리와 리튬폴리머 배터리로 구분되는데 리튬 이온 배터리는 전해질로 전해액을 사용하고, 리튬 폴리머 배터리는 고분자로 전해질을 사용하는 차이점이 있습니다. 음극집전체는 구리박막 사용하고, 음극 활물질은 탄소(흑연)를 사용하며 음극 활물질은 전도성이 우수하고 전기화학반응에 안정한 도전체 및 결합제와 혼합하여 구리 극판에 코팅한 뒤 음극을 형성합니다. 분리막은 리튬이온이 이동할 수 있는 작은 기공을 가지고 있는 고분자로 된 다공성 박막으로 양극과 음극이 직접 접촉하는 것을 막아 단락이 발생되지 않도록 하는 역할을 하며 폴리에틸렌(PE)-폴리프로필렌(PP)등의 ..

음극표면 안정화 기술을 통한 덴드라이트 결정 문제 해결 최근 정부의 그린 뉴딜정책으로 친환경 재생에너지를 통한 전환이 빠르게 진행되고 있습니다. 리뉴얼 에너지의 상용화에 가장 필요한 부분이 잉여전력을 확보할 수 있는 에너지 저장장치 ESS 존재입니다. ESS를 통해 재생에너지의 간헐성 문제를 해결 할 수 있기 때문입니다. 하지만 최근 까지 붉어진 리튬 이온 배터리에 화재 위험성으로 안정적인 배터리의 개발에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 최근 생기원에서는 수계 아연 이차전지의 음극 표면을 안정화하는 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 수계 아연 이차전지는 물을 기반으로 하는 전해질을 사용함으로써 발화에 위험이 없고 안정성이 높아 리튬이온 전지의 대안으로 주목받고 있습니다. 또한 고온열처리 없이 양극재를 사용할..

파우치 셀이 열 폭주에 불리한 이유 전기 자동차는 화학적인 측면과 셀 폼 팩터의 측면에서 매우 다른 유형의 배터리를 사용하고 있습니다. 현재, 크기/용량의 셀 형태 인자에 따라 원통형, 각형, 파우치형의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 또한 일부는 (모듈이 없는) 팩 구조 부분으로 구성됩니다. 이달 초 테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 대형 파우치 셀의 열 폭주 가능성이 위험(다른 폼팩터에 비해) 하기 때문에 사용 중단을 강력히 권고한다고 밝혔습니다. "일반적으로 동의하지만, 큰 파우치 셀에서는 열 폭주 가능성이 위험할 정도로 높습니다. 테슬라는 이 제품을 사용하지 말 것을 강력히 권고합니다." 어떻게 이해해야 할 지에 대한 자세한 내용은 없지만, 특히 GM의 대규모 배터리 리콜(및 이와 유사한 ..