전고체배터리와 리튬이온배터리

전고체배터리와 리튬이온배터리

 

전기차를 이끌어갈 차세대 배터리

 

 

이글을 올리기전 전고체 에너지의 관한 설명과 장점에 대해서는 앞글에서 한번 언급한 적이 있다. 따라서 간단하게 길게 설명을 하지는 않겠다. 요즘 모든사람들이 전기차라는 이슈에 관심을 많이 가지게 되었다. 그러나 전기차에서 가장 중요한 것은 모터 역할을 하는 배터리이다. 이러한 배터리를 두고 많은 기업들이 연구를 진행중에 있다. 지금은 전기차에서 리튬이온 배터리를 많이 사용한다. 그러나 이 배터리는 액체 형태로 액체가 누수가 되면 터지는 형태이다. 이러한 에너지를 관리하기 위해서는 현재는 냉각장치를 설치하고 있다 이러한 냉각장치로 인하여 자동차에 무게는 무거워지는 단점이 현재는 존재한다. 또한 관리가 잘되고 있는지 아닌지(음극과 양극이 서로 붙는현상)이 관리를 신경써야한다. 또한 에너지사용구간을 지정해야한다. 리튬이온에너지의 가장 문제점은 과충전과 과방전이다. 따라서 과충전과 과방전을 안시키기 위해서 에너지 사용구간을 지정해야한다. 과방전이 일어나면 구리가 이온화가 되어 음극과 양극이 접촉되어 화재가 발생하기 때문이다. 따라서 이러한 지정을 해야하고 이러한 영향으로 에너지밀도가 떨어진다는 단점을 가지고있다.

 

 

이러한 문제점을 보완하기 위해서 전고체 에너지를 개발하는 회사들이 있다. 대표적으로 일본의 도요타이다. 전고체의 장점은 앞글에서 말했듯이 액체상태가 아닌 고체 상태이기 때문에 누수가 되지 않고 따라서 이러한 관리를 필요한 여러가지 냉각장치, 관리를 위한 케어시스템의 필요성이 없어지기 때문에 자동차 내에 여러가지 불필요한 장치가 필요 없게 된다는 장점을 가지고 있다. 또한 빠르게 충전이 가능하며 용량을 더욱이 많이 확보할 수 있다는 장점도 가지고 있다.

 

 

그러나 장점과 단점만 봐야하는것이 아니다. 현재 전고체 배터리의 문제점은 아직까지 시제품이 나오지 않고 있으며 지속적으로 연구단계에 있는것으로 알고있다. 2021년 도요타에서는 양산품 최종품을 발표하겠다고 하였다. 그러나 이러한 원재료의 단가와 제조공정과정을 구축하기위한 시스템과 이 시스템을 구축하기 위한 연구, 단가를 생각하면 21년이 아닌 10년을 더 내다봐야할 것이라고 개인적으로 내다보고 있다.

 

 

우리는 현재 두가지 갈림길에 서있다고 생각한다. 하나는 리튬이온배터리를 사용하되 이러한 불안전함을 성숙하게 다룰 수 있는 기술력을 확보하여 안정성을 확보해는 것. 다른 하나는 전고체 에너지의 빠른 개발과 생산이다 이 두가기 중 필자는 전자가 현재 그리고 앞으로 10년가량은 효율적이라고 생각한다 현재 리튬이온 배터리는 이미 2010년도부터 지속적인 연구와 생산 그리고 공정시스템 인프라를 구축하였으며, 최근의 단가는 내연기관인 기름과 가격이 비슷한 수준까지 내려온것을 보여주고 있다. 그리고 아주오래전 모든사람들이 가솔린을 이용한 4행정 내연기관자동차를 타고 다니는것에 대해서 안정성에 대한 불확신과 불안함을 보였지만 우리는 현재 가솔린을 주유하고 가솔린차를 끌고 다니는것에 있어서 안정성에 문제가 있나?라고 생각한적이 없다고 생각하며, 그냥 평범한 기름이라고 생각한다. 이처럼 리튬이온 배터리에 있어서 이것을 다루는 기술을 지속적으로 개발하는것이 현재는 전기차 시장에 맞지 않을까 한다. 또한 이러한 기술력을 가지고 있는 삼성, 엘지, 퀀텀 스케이프 등 여러회사들이 지속적으로 더 많은 연구에 투자하여 안정성확보를 할것으로 추측하고 있다