화학뉴스

LiB(리튬이온전지)는 안전성 유지 및 장수명화가 요구되고 있다.
LiB는 전기자동차(EV) 용도를 중심으로 급성장하고 있으며 전기자동차의 1회 충전당 주행거리 연장을 위해 고용량화 연구가 진행되고 있다.
그러나 고용량화와 안전성은 트레이드 오프 관계이며 LiB 용량을 확대하기 위해 사용하는 고전위 양극재는 화재 발생 위험이 높은 것으로 평가되고 있다.
에리파워(ELIIYPower)는 주택용 LiB를 주력 생산하며 안전성이 우수하다는 평가를 받고 있다.
양극재에 올리빈 구조의 인산철리튬(LFP)을 사용해 니켈이나 코발트를 사용한 3원계 양극재보다 전압이 떨어지지만 화재 위험을 낮춘 것으로 파악되고 있다.
그러나 단순히 LFP를 사용하는 것만으로 절대적 안전성을 확보할 수 있는 것은 아니며 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등 각종 소재를 어떻게 조합하고 조정하는지가 안전성을 좌우한다고 판단하고 있다.
앞으로는 자동차용으로도 공급할 수 있는 안전한 고용량 LiB를 제조하는 것을 목표로 하고 있다.
추가적인 안전성 확보를 위해 전해액에 불연성 이온액체를 사용함으로써 고전위 전극 소재를 사용할 수 있도록 하면 고용량화와 안전성을 모두 실현 가능할 것으로 기대하고 있다.
일반적인 전해액은 잘 타지 않는 유기용매를 사용하기 때문에 소방법상 위험물 제4종 제2석유류로 분류되나 에리파워가 개발하고 있는 불연성 이온액체 사용 전해액은 설치 및 보관 제약을 받지 않고 도입이 자유로운 것으로 파악되고 있다.
또 3원계 양극재, 실리콘(Silicone) 음극재 등 각종 고용량화 소재를 조합하는 것도 가능할 것으로 기대하고 최적화된 소재 선정에 박차를 가하고 있으며 2022년까지 기본 기술을 확립하고 2025년 실용화하는 것을 목표로 하고 있다.
에리파워는 수명이 30년까지 연장된 LiB 개발에도 도전하고 있다.
에리파워가 현재 공급하고 있는 LiB는 1만7000회 100% 충전을 반복해도 70% 용량을 유지하며 그동안의 가동실적과 각종 시험 결과를 종합했을 때 수명이 최소 20년은 되는 것으로 파악되고 있다.
그러나 LiB의 수명을 30년까지 늘릴 수 있다면 주택 지붕 등에 설치하는 태양전지와 마찬가지로 교체하지 않고 장기간 사용할 수 있고 전력을 자급자족하는 오프그리드 주택도 실현이 가능해져 30년을 목표로 LiB의 초장수명화 연구를 강화하고 있다. (K)