[자연과학][화학] 리튬이차전지에 관해서

- 리튬이차전지란?
양극 활물질에 포함된 Li 이온은 전해액에 의하여 음극으로 이동된 후 층상구조의 음극 활물질 사이로 삽입되게 되는데 이를 충전이라고 한다. 충전 과정에 의해 양극과 음극의 포텐셜의 차이가 발생하게 되고 이를 전지의 전압이라고 부르며 통상 리튬 이온 2차 전지의 경우 전압이 4.2V 가 될 때까지 충전을 수행한다. 방전은 음극 활물질 사이에 삽입되어 있던 리튬이온이 다시 양극으로 이동할 때 발생하는 전자의 흐름을 이용하여 전기를 얻는 과정이다. 충전과 방전과정의 반복이 발생하게 되는데, 이러한 리튬이차전지는 크게 양극활물질, 응극활물질, 전해질, 분리막으로 분류할 수 있는데, 각각의 주요요소에 대해 자세히 알아보도록 하자.
- 리튬이차전지의 주요소재

1.양극활물질

?개요
양극활물질은 2차전지의 양극에 도포되어 사용되는 층상구조의 물졸로 전기에너지를 저장하거나 외부로 공급하는 역할을 하는 소재를 말한다. 리튬 2차전지는 크게 양극, 음극, 전해질, 분리막의 4대 소재로 구성되어 있는데, 이 중 양극활물질은 리튬 2차전지 전체 재료비 중 30~35%로 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 이렇게 양극활 물질의 원가구성 비중이 높은 이유는 전기를 저장하는 양극활물질의 중요성 때문이다. 향후 전기 자동차가 상용화되면 동일 면적에서 높은 전기 충전을 요구하기 때문에 양극활물질의 중요성이 더욱 부각될 전망이다. 기존에 주로 사용되고 있는 양극활물질로서는 LiCoO2(LOC계열)…
?특성
양극활물질의 종류와 각각의 특성을 상펴보도록 하자.
- LCO는 에너지 용량과 안정성이 양호하여 광범위하게 사용되어 왔으나,
주요 리튬전지 제조사는 원가절감을 위해 ‘7년부터 NCM 및 NCA를 사
용하기 시작하였다.
- NCM과 NCA는 LCO의 코발트 일부를 저가의 금속염인 니켈(Ni), 망간
시장의 주력제품이다.