일본 Ricoh가 전지소재 및 관련제품 개발을 강화하고 있다.
Ricoh는 독자적인 소재기술을 사용해 LiB(Lithium-ion Battery) 정극재로 사용되는 유기화합물 개발에 나서고 있다.
LiB 정극재로는 일반적으로 코발트, 망간 등 금속산화물이 사용되지만 자원이 고갈될 우려가 있고 환경에 대한 부담이 크다는 점이 과제로 지적돼 왔다.
이에 따라 Ricoh는 희토류와 중금속을 대체할 수 있는 유기화합물 적용을 추진하고 있으며 수산기를 보유한 다중고리 방향족 탄화수소(PAHOH) 연구를 진행하고 있다.
Ricoh는 PAHOH, 도전조제 아세틸렌블랙(Acetylene Black), 결착제 PVDF(Poly Vinylidene DiFluoride)을 혼합해 정극재로 개발했으며 코인형 LiB를 제조하고 성능평가를 실시하고 있다.
유기화합물을 활성물질에 사용하면 활성물질이 전해액에 용출되기 때문에 방전용량이 저하되지만 Ricoh가 개발한 PAHOH 정극재는 100사이클을 사용해도 200mAh/g 이상의 안정된 충‧방전 용량을 유지할 수 있다.
현재 명확한 구성은 밝히지 않았지만 또 다른 유기소재를 사용한 정극재 개발도 진행하고 있다. 새로운 개발제품은 6분 미만의 충‧방전을 통해 대용량을 유지할 수 있는 것이 특징이다.
Ricoh는 앞으로도 소재 복합화를 추진하며 대용량‧고출력 LiB 개발을 강화하고 장기적으로는 양산화에 돌입해 하이브리드자동차 탑재도 추진할 방침이다.
또 정극에 탄소소재를 사용한 듀얼이온전지(Dual-ion Battery) 등 차세대전지에 대한 연구도 본격화하고 있다.
듀얼이온전지에는 도전성이 높은 탄소소재를 사용해 내부저항을 낮췄으며 용매와 상호작용이 작은 음이온도 축전에 사용할 수 있도록 했다.
연구는 아직 초기단계이지만 현재 약 15×20센티미터 크기의 라미네이트형 듀얼이온전지를 테스트하고 있으며 용량은 3Ah 정도를 실현한 것으로 알려졌다.
듀얼이온전지는 LiB에 비해 대전류 충‧방전이 가능해 재생에너지 시장에 제안을 추진할 예정이며 복사기 등에서 축적한 유기소재 기술을 응용해 시장수요에 적합한 차세대전지를 구현해 나갈 예정이다. (K)