Research and Development Status of Low-Cost Fe-based Cathode Materials for Lithium Secondary Batteries
Year: 2011
Type: article
Abstract: 이차전지(Secondary battery)는 사용 후 다시 충전 하여 재사용이 가능하고 전기에너지를 고효율로 저 장, 사용함으로써 에너지 효율성을 극대화하고 온실 가스 배출량을 감소시킬 수 있어 다양한 산업군의 동 력원으로 사용되고 있다. 이차전지에는 납축전지 (Lead-acid), 니켈카드뮴전지(Ni-Cd), 니켈수소전지(NiMH), 리튬이차전지(Lithium secondary battery)가 있 는데, 이중 리튬이차전지는 액상 전해액을 사용하는 리튬이온전지(Lithium ion battery), 젤(Gel)상의 고분 자 전해액을 사용하는 리튬폴리머전지(Lithium polymer battery)로 분류된다. 이차전지 중 리튬이차 전지는 고출력이면서 부피/중량당 에너지밀도가 가장 우수한 경쟁력을 바탕으로 새로운 응용분야로 사업 영역이 확대되고 있는 추세이다[1]. 현재 리튬이차전지의 최대 수요처는 소형 에너지 저장시스템을 사용하는 노트북 PC, 휴대전화 및 휴 대용 전자기기로 2010년 94억$에서 2020년 220억 $까지 성장할 것으로 예측되고, 중대형 에너지 저장 시스템으로의 응용도 급속도로 확대되어, 전기자동 차 및 하이브리드 자동차의 전지시장 규모는 2020 년까지 302억$, 에너지저장분야는 257억$까지 성장 할 것으로 예측된다[2]. 이렇게 첨단산업의 발전과 새로운 수요처의 등장으로 이들의 동력원으로 사용 될 리튬이차전지의 기술적 발전이 절실히 요구되고 있다. 리튬이차전지의 핵심소재는 양극, 음극, 전해질, 분 리막으로 구분되고, 현재 상용화된 리튬이차전지의 양극소재로는 리튬코발트산화물(LiCoO2)이, 음극소재 로는 카본계(Graphite)가 사용되고 있다. 이 중 양극 소재는 가장 많은 재료비 비중을 차지하고 있을 뿐 만 아니라 전지의 성능을 좌우하는 중요한 핵심소재 이다. LiCoO2는 전체 양극소재 시장의 70% 이상을 차지하고 있으나, 함유된 코발트의 높은 가격으로 리 튬이차전지의 단가를 높이고 있다. 따라서 코발트를 대체할 만한 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 철 (Fe)을 양극소재로 개발할 필요가 있다. 양극소재의 전이금속으로 저가의 철을 사용하는 것으로는 LiFePO4 가 대표적이고, 이 소재는 양극소재 수요량 이 큰 중대형 에너지 저장시스템에서 필히 사용될 전 망이다. 최근에는 Li2FeSiO4, LiFeSO4F, LiFeBO3 등의 연구결과들이 보고되고 있으며 저가 양극소재
Institution: Institute for Advanced Engineering
Language: English
Subfield: Electrical and Electronic Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W1997485231