[전지공학] Lithium-Air Batteries(LAB)-리튬에어전지의 미래

1. 리튬에어전지 개요

리튬에어전지(Lithium-Air Battery, LAB)는 기존의 리튬이온전지보다 높은 에너지 밀도를 갖는 차세대 에너지 저장장치로 주목받고 있다. 이 전지는 작동 원리상 산소를 음극 재료로 사용하며, 양극에는 리튬 금속이 놓인다. 충전 시 리튬 이온은 음극에서 양극으로 이동하여 산소와 반응해 산화리튬(리튬산화물)을 형성하고, 방전 시에는 다시 환원되어 산소를 방출한다. 이러한 구조 덕분에 이론적으로는 1kg의 배터리로 약 11,680Wh의 에너지 저장이 가능하여 기존 리튬이온전지(약 150Wh/kg)의 수십 배에 달하는 고에너지 밀도를 자랑한다. 현재 상용화된 리튬이온전지와 비교하면, LAB는 전기차의 주행거리 연장 및 대용량 저장장치에 큰 유리함이 예상되며, 2030년까지 시장 규모가 연평균 약 30%씩 성장할 것으로 전망되고 있다. 이 전지의 핵심 이점은 높은 에너지 밀도뿐만 아니라, 원료인 산소가 공기 중에서 공급되기 때문에 무게와 크기를 줄일 수 있다는 점이다. 그러나 아직까지 기술적 난제도 존재한다. 산소의 안정적 공급과 공급장치의 안정성, 산소환원반응의 효율성 향상, 리튬 금속의 안전성 확보 등이 해결되어야 한다. 또한, …