리튬메탈 배터리

제너럴모터스가 공개한 리튬 메탈 배터리 프로토타입

리튬 메탈 배터리는 리튬이온 배터리의 음극재인 흑연이나 실리콘을 리튬 메탈로 대체한 제품이다. 에너지 밀도를 1000Wh/L 이상으로 높일 수 있다. 리튬이온 배터리보다 두 배가량 효율적이다. 주행거리 확대나 차량 경량화에 따른 에너지 절감이 가능하다. 리튬메탈 배터리를 상용화하기 위해서는 충전 과정에서 리튬 이온 결정이 생기는 것을 막는 기술이 필요하지만 아직 개발하는 중이다. 이 결정이 생기면 열을 일으켜 불이 날 가능성이 있다.

2021년 3월, 제네럴모터스(GM)가 최대 965km(600마일) 주행이 가능한 신규 리튬 메탈 배터리를 선보여 화제다. 신형 GMC 허머 EV에 탑재되는 이 배터리는 약 350마일(563km)의 주행거리를 제공하며 모델에 따라서는 450마일(724km)을 넘어서는 것으로 알려졌다. 새로운 배터리는 액체 전해질을 사용해 에너지 밀도는 두 배로 높아져 주행가능거리는 최대 600마일까지 확대되며, 비용은 최대 60% 저렴해질 것으로 예상된다.

개요

리튬 메탈 배터리는 리튬금속을 음극으로 사용하는 전지이다. 리튬금속은 현재까지 파악된 음극물질 중 최상급의 에너지 밀도를 갖고 있다. 또한 산화 환원 전위는 매우 낮아 경량화 및 대용량화가 필요한 2차전지에 가장 적합한 소재로 기대를 모은 바 있다. 하지만 리튬금속 표면에서 발생하는 덴트라이트로 인해 전극 단락과 폭발 가능성이 제기되며 흑연 음극을 사용하는 리튬이온 배터리가 먼저 상용화됐다.

음극 소재 중 하나인 리튬금속은 3,842mAh/g의 높은 이론 에너지 밀도와 함께 매우 낮은 산화환원전위(-3.04V vs. S.H.E) 및 0.59g/㎤의 밀도를 갖는 반면, 흑연 음극 재료는 372mAh/g의 이론 에너지 밀도와 리튬금속 음극에 비해 높은 산화환원전위와 밀도를 갖는다.

따라서 흑연 음극을 리튬 음극으로 바꿀 경우, 기존 LiB의 무게당 에너지 밀도를 크게 할 수 있다. 기존 리튬이온 배터리 양극과 LiM 음극을 사용하는 리튬 메탈 배터리가 상용화된다면, 멀지 않은 미래에 높은 에너지 밀도 요구를 충족하는 새로운 이차전지를 볼 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

참고자료

• 김미영 기자, 〈GM, ‘최대 965km’ 신규 리튬 메탈 배터리 선보여...비용 60%↓〉, 《지피코리아》, 2021-03-14
• 김벼리 기자, 〈최태원-정의선 공유한 '리튬-메탈 배터리'는?〉, 《이투데이》, 2020-07-07
• 정한교 기자, 〈국내 연구진, 리튬금속전지 체질개선으로 상용화 앞당겨〉, 《인더스트리뉴스》, 2019-11-19

같이 보기

• 리튬이온 배터리
• 리튬 황 배터리
• 리튬공기전지

이 리튬메탈 배터리 문서는 배터리에 관한 토막글입니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 이 문서의 내용을 채워주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리 □■⊕, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 배터리 종류 1차전지 • 2차전지 • 3차전지 • AA 전지 • AAA 전지 • HFC • LCO • LFP • LMO • LTO • NCA • NCM • NCMA • 각형 배터리 • 건전지 • 고전압 배터리 • 고체전지 • 공기전지 • 과산화은전지 • 구반반 배터리 • 그래핀 배터리 • 금속 공기 배터리 • 나노셀룰로스 종이 배터리 • 나트륨이온 배터리 • 나트륨 황 배터리 • 납축전지 • 니켈 수소 배터리 • 니켈 카드뮴 배터리 • 다이아몬드 배터리 • 단추형 전지 • 대용량 배터리 • 대형배터리 • 동위원소 배터리 • 리튬공기전지 • 리튬 망간 배터리 • 리튬메탈 배터리 • 리튬 이산화탄소 배터리 • 리튬이온 배터리 • 리튬 인산철 배터리 • 리튬전지 • 리튬 코발트 배터리 • 리튬 티타네이트 배터리 • 리튬 폴리머 배터리 • 리튬 하이니켈 배터리 • 리튬 황 배터리 • 마그네슘 배터리 • 망가니즈전지 • 모래 배터리 • 무음극배터리 • 물리전지 • 미생물 연료전지 • 바나듐 배터리 • 바나듐 레독스 흐름 배터리 • 바나듐이온 배터리 • 바빌로니아 전지 • 박막배터리 • 박테리아 배터리 • 박테리아 종이 배터리 • 반고체 배터리 • 배터리 • 베타 배터리 • 보조배터리 • 볼타전지 • 불소이온 배터리 • 블레이드 배터리 • 비축전지 • 사원계 배터리 • 산화물 전고체 배터리 • 산화은전지 • 삼원계 배터리 • 설탕 배터리 • 세라믹 축전기 • 소금 배터리 • 소형배터리 • 수소연료전지 • 수은전지 • 슈퍼커패시터 • 습전지 • 아연공기전지 • 아연 탄소 전지(르클랑셰 전지) • 아폴로 • 알루미늄 공기전지 • 알루미늄 공기 흐름 전지 • 알칼리전지 • 얼티엄 배터리 • 에너지저장장치(ESS) • 에이터너스 • 연료전지 • 열전지 • 용융염 배터리 • 원자력전지 • 원통형 배터리 • 육둘둘 배터리 • 인섀시 배터리 • 전고체 배터리 • 전지 • 종이 배터리 • 중형배터리 • 차세대 배터리 • 초소형배터리 • 축전기(콘덴서) • 축전지 • 칼륨 배터리 • 칼슘 배터리 • 커패시터 • 코인셀 배터리 • 태양전지 • 파우치형 배터리 • 파워월 • 팔일일 배터리 • 폐배터리 • 폴리머 배터리 • 폴리머 전고체 배터리 • 프리폼 배터리 • 플렉서블 배터리 • 하이니켈 배터리 • 하이브리드 리튬메탈 배터리 • 해수전지 • 핵 배터리 • 화학전지 • 황화물 전고체 배터리 • 흐름전지(레독스 플로우 배터리) 배터리 기술 ALD • CCS • CSG • CTB • CTV • K-배터리 • MPI • MTB • NCMX • PCM • SRS • 건식분리막 • 계면 • 계면저항 • 계면활성제 • 고용량 • 고체전해질 • 고출력 • 공랭식 • 굴곡도 • 기공 • 기억효과(메모리 효과) • 냉각시스템 • 다공성 • 대용량 • 덴드라이트 • 드라이룸 • 모듈투바디(MTB) • 무기 고체 전해질 • 바인더 • 박막 • 박막화 • 방열판 • 방열핀 • 배터리관리시스템(BMS) • 배터리데이 • 배터리모듈 • 배터리 보호회로모듈 • 배터리셀 • 배터리 케이스 • 배터리 패키징 • 배터리팩 • 배터리하우징 • 배터리 히팅 시스템 • 복합전해질 • 분리막 • 블랙파우더 • 비전해질 • 사물배터리 • 산화물 • 산화물계 전해질 • 세라믹 코팅 • 세라믹 코팅 분리막 • 셀밸런싱 • 셀투바디(CTB) • 셀투비클(CTV) • 셀투섀시(CTC) • 셀투카(CTC) • 셀투팩(CTP) • 소용량 • 수랭식 • 스태킹 • 습식분리막 • 실리콘 음극재 • 실버코팅 • 안전성 강화 분리막(SRS) • 액체전해질 • 양극박 • 양극소재 • 양극재 • 양극판 • 양극활물질 • 여과 • 열폭주 • 열화현상 • 와인딩 • 용량 • 유기 고체 전해질 • 유랭식 • 음극소재 • 음극재 • 음극판 • 음극활물질 • 이온전달막 • 이온전도도 • 이온화 • 저용량 • 저출력 • 전고체 • 전구체 • 전지박 • 전해액 • 전해질 • 전해질막 • 점프 • 점프케이블 • 정격용량 • 정격전압 • 제로모듈 • 젤리롤 • 집전체 • 출력 • 침출 • 콤퍼레이터 • 티본 레이아웃 • 파우치 • 패스웨이 • 폐양극재 • 활물질 • 황화물 • 황화물계 전해질 • 히트싱크 • 히트파이프 • 히트펌프 배터리 제품 1865 배터리 • 2170 배터리 • 4680 배터리 • 기린 배터리 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반