전고체의 배터리와 전해액의 배터리의 큰 차이점과 제조원가에서 큰 차이를 보이는 이유가 무엇인가요?
현재 사용화된 2차전지 즉 충전지는 전해액구조의 배터리입니다. 과거 전고체 배터리가 큰 화제가 됬는데 이 둘의 큰 차이는 무엇인지 궁금하며 추가적으로 왜 이둘의 제조원가에서 배이상 차이가 나는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
전고체 배터리와 전해액(액체) 배터리의 가장 큰 차이점은 전해액의 존재 유무입니다. 전해액 배터리는 전해액을 사용하여 양극과 음극을 연결하여 전기를 생산하는 반면, 전고체 배터리는 전해액 대신 고체 전해체를 사용합니다. 따라서 전해액 배터리는 전해액 내부에서 전자 이동과 이온 전도가 발생하는 반면, 전고체 배터리는 고체 전해체 내부에서 일어납니다.
전해액 배터리는 대부분 용량이 크고, 충방전 성능이 뛰어나며, 다양한 크기와 모양으로 제작이 가능하여 사용 범위가 넓습니다. 그러나 전해액 배터리는 내부 전해액의 노화 및 증발 문제와 전해액 내부에서 일어나는 부식 등의 문제가 있을 수 있습니다.
반면에 전고체 배터리는 전해액 배터리보다 충방전 성능이 좋고, 안정성이 높은 등의 장점이 있습니다. 하지만, 현재까지 전고체 배터리 제조 기술이 상대적으로 미성숙하고, 제조 공정이 복잡하여 전해액 배터리보다 제조 비용이 높습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
전고체 배터리는, 전기화학적 반응이 전체 고체 상태에서 일어나는 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조로 인해, 안정성과 충전/방전 효율성이 높으며, 사용 수명도 길고, 높은 에너지 밀도를 가집니다. 그러나, 전기 전도성이 낮고, 충전 속도가 느리며, 대용량 배터리 제조가 어렵습니다. 또한, 제조원가 차이는 배터리 내부 구조 및 소재의 차이로 인해 발생합니다. 전고체 배터리는, 고체 전해질을 사용하기 때문에 전해액 배터리보다 소재 및 제조 공정이 더 복잡하고, 고가 소재를 사용하는 경향이 있습니다. 따라서, 제조원가면에서는 전해액 배터리가 비교적 저렴하게 생산될 수 있습니다.
