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리튬 황 배터리 편집하기
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== 리튬 황 배터리 연구 동향 == | == 리튬 황 배터리 연구 동향 == | ||
이러한 문제를 해결하고 [[리튬황전지]]의 상용화를 앞당기려는 연구들이 진행되고 있다. | 이러한 문제를 해결하고 [[리튬황전지]]의 상용화를 앞당기려는 연구들이 진행되고 있다. | ||
| − | + | * 양극재 | |
[[양극재]]는 1) 최대한 많은 양의 황을 함유해야 하고, 2) 우수한 전도성 물질과 혼합을 통해 전기전도도를 높여야 하며, 3) 충·방전 시 부피 팽창에 내성을 가지는 구조여야 하고, 4) 황의 환원 반응으로 생성되는 폴리설파이드의 음극으로의 이동을 제한할 수 있어야 한다. 이를 위해 우수한 전기전도도, 넓은 비표면적, 기계적 강성 등을 가진 다공성 탄소 탄소나노튜브, 그래핀 등을 황과 합성해 복합소재를 제조하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. | [[양극재]]는 1) 최대한 많은 양의 황을 함유해야 하고, 2) 우수한 전도성 물질과 혼합을 통해 전기전도도를 높여야 하며, 3) 충·방전 시 부피 팽창에 내성을 가지는 구조여야 하고, 4) 황의 환원 반응으로 생성되는 폴리설파이드의 음극으로의 이동을 제한할 수 있어야 한다. 이를 위해 우수한 전기전도도, 넓은 비표면적, 기계적 강성 등을 가진 다공성 탄소 탄소나노튜브, 그래핀 등을 황과 합성해 복합소재를 제조하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. | ||
| − | + | * 음극재 | |
| − | [[음극재]]는 높은 에너지 밀도와 셀 전압을 보유한 리튬 금속이 최적이다. 하지만 리튬메탈이 | + | [[음극재]]는 높은 에너지 밀도와 셀 전압을 보유한 리튬 금속이 최적이다. 하지만 리튬메탈이 폴리설파이드와 반응하고, 리튬덴드라이트가 표면에 형성되기도 한다. 문제점을 해결하기 위해 리튬메탈 표면에 보호층을 입히는 방법, 실리콘 나노와이어를 이용한 음극 합성 방법 등이 연구되고 있다. |
| − | + | * 전해질 | |
| − | [[전해질]]은 결국 고체 전해질이 요구된다. 리튬 황 배터리에서 액체 전해질을 사용할 경우 | + | [[전해질]]은 결국 고체 전해질이 요구된다. 리튬=황 배터리에서 액체 전해질을 사용할 경우 폴리설파이드의 용해로 인한 셔틀 메커니즘을 피할 수 없다. 리튬-황 배터리의 고체 전해질은 높은 이온전도도, 리튬메탈과 반응에 있어 화학적 안정성, 전극과 전해질의 넓은 접촉 계면 등이 요구된다. 겔 전해질은 고체 전해질에 비해 상대적으로 높은 이온전도도, 화학적 전기적 안전성 등이 장점이지만, 폴리설파이드의 용해를 원천적으로 막을 수 없다. 고체 전해질이 구현되기 전까지는 분리막을 통해 폴리설파이드를 물리적으로 차단하는 기술이 병행될 것이다.<ref name="블로그"></ref> |
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== 참고자료 == | == 참고자료 == | ||
* 김윤수 기자, 〈[https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/06/26/2020062603479.html 과학TALK 정의선·구광모 주목한 포스트 전기차 배터리 '리튬황']〉, 《조선비즈》, 2020-06-27 | * 김윤수 기자, 〈[https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/06/26/2020062603479.html 과학TALK 정의선·구광모 주목한 포스트 전기차 배터리 '리튬황']〉, 《조선비즈》, 2020-06-27 | ||
