리튬이온전지의 주요 이슈

리튬이온전지는 양극재(cathode material ), 음극재(anode material ), 전해질 (electrolyte ), 분리막(separator )의 4대 소재로

구성되어 있다. 이들 소재의 조합에 따라 이론적으로 에너지밀도의 향상이 가능하다.

예를 들어 NCM622 양극재(Nickel 60%, Cobalt 20%, Manganese 20% 비율로 구성된 양극재)와

흑연계 음극재(graphite-based anode material )를 조합하면 최대 250Wh/kg, 550Wh/L 수준의 에너지밀도를 구현할 수 있다면,

니켈 함량을 95%까지 높인 N95 양극재와 리튬메탈 음극재(lithium metal anode material)를 조합하면 최대 460Wh/kg, 810Wh/L까지 에너지밀도를 높일 수도 있다.

하지만 이러한 고에너지 밀도의 소재 조합은 상대적으로 가격이 높은 원료를 사용하므로 소재 가격이 상승하게 되고,

이는 배터리 셀 가격 상승으로 이어진다는 이슈가 발생한다.

또한 니켈 함량을 높인 양극재와 리튬메탈 음극재를 사용하면 안정성이 크게 저하되는 문제도 수반되기에 이론적으로 에너지밀도가 높은 여러 소재의 조합이 현실적으로 상용화 되기 어려운 상황이다.

차세대배터리를 통한 한계 극복

리튬이온전지가 갖고 있는 한계를 극복할 수 있을 것이라는 기대감 속에서 최근 차세대전지가 다시 주목받고 있다.

반복적으로 발생하는 전기차 화재 이슈, 캐즘의 극복과 캐즘 이후의 대응, 그리고 에너지 저장 시스템(Energy Storage System,
이하 ‘ESS ’ ) 및 드론/무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicles, UAV ) 등 새로운 수요처의 부각이 차세대배터리에 대한 관심을

높이는 요인으로 작용하고 있다.
 

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