차세대 전지로 주목받고 있는 전고체 전지는 기존 리튬 이온 전지와 비교했을 때 어떠한 장점이 있나요?

Question

안녕하세요. 전고체 전지란 기존 배터리의 액체 전해질 대신에 고체 전해질을 사용하는 것으로 알고 있는데요, 이와 같이 차세대 전지로 주목받고 있는 전고체 전지는 기존 리튬 이온 전지와 비교했을 때 어떠한 장점이 있나요?

Answer 1

네, 말씀해주신 것과 같이 전고체 전지(ASSB)는 기존의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 전지로, 차세대 전지 기술로 주목받고 있습니다. 기존 리튬이온전지는 유기용매 기반 액체 전해질은 가연성, 폭발성 위험이 있었는데요 반면에 전고체 전지는 전해질이 고체이므로 누액, 화재, 폭발 위험이 크게 감소하게 되며, 특히 고전압 및 고에너지 밀도 전극에서도 안정성이 높습니다. 또한 고체 전해질은 리튬 금속 음극 사용 가능을 허용하는데요, 기존 리튬이온전지에서는 금속 리튬 사용이 어렵지만, 전고체 전지는 리튬 수지상 결정의 성장 억제가 가능하며, 결과적으로 단위 부피/질량당 저장 가능한 에너지 증가하여 전기차, 에너지 저장장치(ESS) 등에서 장점이 있습니다. 또한 고체 전해질은 화학적으로 안정하며, 액체 전해질에서 발생할 수 있는 전극 부식이나 분해 반응이 최소화되며 반복적인 충전 및 방전 시 전지 용량 유지가 더 우수해지면서 수명 연장이 가능해집니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

전고체 배터리야 말로 배터리 업계의 게임체인저로 불리는 배터리 입니다.

일단 배터리의 핵심 재료중의 하나인 전해질이 액체상태인 현재는 외부의 충격 및 과충전에 따라 폭발이 일어날 가능성이 높습니다. 하지만 전고체 배터리는 이러한 전해질이 액체가 아닌 고체이고 성분 자체가 기존의 전해질이 가연성 물질이었으면 전고체 배터리는 재료자체가 가연성 물질이 아닌 것들로 만들어져 폭발의 위험이 현저히 낮아지기 때문입니다.

또한 액체보다 고체의 밀도가 높은것 처럼 에너지의 밀도도 기존 액체 전해질 배터리보다 높아 더욱 긴 수명을 가지고 있습니다.

하지만 비싼 제조 비용과 고체인만큼 전해질 내에서 이온이 빠르게 전달되지 못하다보니 출력이 낮고 충전속도도 과거 배터리보다는 단점을 가지고 있어 해당부분이 보완된다면 혁신적인 배터리가 만들어질 것 입니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)