이차 전지의 구조 및 개발

소개글

이차 전지의 구조 및 개발에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개요
2. 이차 전지의 종류별 특징
3. 리튬이온전지의 구조와 원리
4. 리튬이온전지의 구성 소재

본문내용

(Li)은 전해액으로 이동하며 전자는 도선을 따라 이동한다. 만약 전자가 도선이 아닌 전해액을 통해 이동하면 안전성에 매우 큰 위협이 될 뿐만 아니라 전기 에너지를 이용할 수가 없다. 전해액은 배터리 충전 및 방전 시, 리튬 이온(Li)이 잘 이동할 수 있도록 매개체의 역할을 하며 보통 이온 전도도가 높은 물질이 전해액으로 이용된다. 전해액은 염, 용매, 첨가제로 구성되며 전해액의 종류에 따라 리튬이온(Li)의 전달 속도가 달라지기 때문에 전해액으로 이용되기 위한 물질의 조건은 굉장히 까다롭다. 하지만, 타 소재 대비 제조 진입 장벽이 낮아 중국에서 대량 생산하는 관계로 전해액의 시장점유율은 중국이 압도적으로 높은 편이다.
4) 분리막(LiBS, Lithium-ion Battery Separator)
분리막은 배터리의 안전성을 결정짓는 요소이다. 분리막은 양극과 음극이 물리적으로 접촉하여 발생하는 전기적인 화재 및 폭발을 방지하는 전기적 절연체의 역할을 담당한다. 분리막에서는 전자가 이동하면 안 되며 오로지 리튬이온(Li)만이 전극 사이를 이동해야 한다. 이를 가능하게 해주는 것이 분리막이며 리튬이온(Li)은 분리막 사이의 미세한 구멍을 통해 이동한다. 이러한 분리막은 대체로 폴리에틸렌(PE) 혹은 폴리프로필렌(PP)으로 만들어지는데 배터리 소재 중 원가 비중이 15%로 두 번째로 높다. 분리막은 크게 습식 분리막(wet LiBS)과 건식 분리막(dry LiBS)로 분류할 수 있는데 습식 분리막이 건식 분리막과 비교해 품질이 우수하므로 습식 분리막이 가격이 높음에도 불구하고 시장의 70% 이상을 차지한다.
5) 동박(copper foil)
동박(copper foil)은 구리(Cu)로 이루어진 얇은 박으로 음극활물질에서 전자가 이동하는 과정 및 배터리 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 역할을 담당한다.
6) 알루미늄 파우치 필름(aluminium pouch film)
알루미늄 파우치 필름(aluminium pouch film)은 배터리 외부를 감싸 충격이나 외부 환경으로부터 내용물을 보호하는 역할을 담당한다. 알루미늄 파우치 필름은 제조하는 데 있어 기술 진입 장벽이 매우 높아 세계적으로 몇 안 되는 회사에서 이를 제조할 수 있을 뿐이다. 알루미늄 파우치 필름을 만드는 대표적인 회사로는 일본의 DNP, 쇼와덴코 등이 있는데 이러한 일본 기업들은 세계 알루미늄 파우치 필름 시장에서 70% 점유율을 차지하고 있다. 국내 배터리 3사인 LG에너지 솔루션, 삼성 SDI, SK이노베이션 또한 전량 일본 기업으로부터 수입에 의존한다. 하지만 일본 경제보복 여파로 인해 이 제품 또한 국내에서 국산화를 위한 노력이 진행되고 있다. 알루미늄 파우치 필름은 배터리 원가의 12%를 차지하며 2030년까지 대략 21조 원으로 시장규모가 점차 확대될 것으로 보인다. 국내에서는 BTL첨단소재(社)가 알루미늄 파우치 필름의 개발을 담당하고 있다.
2차전지 소재에 따른 가격 비중
양극재 40%
음극재 10%
분리막 15%
전해액 10%
기타 25%

키워드

이차 전지,   양극재와 음극재,   리튬이온전지의 구조와 원리,   활물질,   도전재,   바인더,   전해액,   습식 분리막과 건식 분리막,   LiBS