[배터리 산업 분석] ③ 배터리 산업이 발전할 수 밖에 없는 이유.
안녕하세요
그동안 배터리 산업의 발전과
배터리란 무엇인지, 어떤 소재를
사용하고 어떤 회사가 있는지를
알아봤었죠.
오늘은 배터리의 최종 목표,
차세대 배터리 중에서도
'전고체배터리' 에 대해 알아보는
시간을 가지려고 합니다.
*지난 글 참고
① 배터리 산업이 발전할 수 밖에 없는 이유.
https://free-chicken-forever.tistory.com/23
[배터리 산업 분석] ① 배터리 산업이 발전할 수 밖에 없는 이유.
배터리 report 1번 배터리 산업의 전망 그리고 산업이 발전할 수 밖에 없는 이유. 배터리 산업의 전망을 얘기하기 앞서, 전기차 산업의 전망을 알아보아야 합니다. 전기차 산업의 발
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② 배터리의 기초 ; 원리와 소재편
https://free-chicken-forever.tistory.com/24
[배터리 산업 분석] ② 배터리 산업이 발전할 수 밖에 없는 이유.
저번에는 배터리 시장이 성장할 수밖에 없는 이유에 대해 (=투자 해도 괜찮겠다) 분석하였습니다 안보신 분들을 위해 아래 링크 같이 첨부합니다. https://free-chicken-forever.tistory.com/23 [배터리
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차세대 배터리가 필요한 이유
차세대 배터리가 필요한 이유는
무엇일까요.
당연히 지금의 배터리는
차량용 등 미래 기술에 적용하기에는
안정성이나 기술력이 부족하기 때문입니다.
현재 배터리로는 리튬 이온을
사용하고 있다고 말씀드렸습니다.
이 리튬이온이 전해액을 통해
음극으로 이동해야 하는데,
이 전해질이 있으면, 원하는 에너지 밀도를
형성하기 위해서는 그 부피가 매우 커져야
할 수 밖에 없습니다.
250Wh/kg, 부피 기준 550Wh/L 이라면,
350Wh/kg, 부피 기준 800Wh/L으로,
부피의 변화는 타격이 큽니다.
그러나 에너지 밀도가 적으면
1회 충전으로 갈 수 있는 거리가
짧아지죠
이런 문제를 해결 할 수 있는
배터리가 바로
전고체 배터리입니다.
전고체 배터리란?
출처 ; 키움 증권
전고체 배터리라고 부르는 이유는
단순합니다.
전해액이 고체로 형성되어있죠.
그림을 참고하여 전고체 배터리의 구성을 보면.
기존 리튬 이온전지와 가운데가 다르죠.
즉, 고체 형태의 전해질 배터리
= 전고체 배터리
라고 할 수 있습니다.
여기서 주목해야 할 점은
전고체 리튬 이온 전지는,
분리막이 필요 없다는 점입니다.
왜냐,
가운데가 고체이니,
양극과 음극이 만날 수가 없으므로
기존 분리막의 역할은 없어도 된다는 것이죠
Þ즉, 분리막의 기술력이 높은 회사라고
Þ무조건적인 투자는 조금 고려해보아야 한다.
는 것이 개인적인 의견입니다.
하지만 전고체 배터리는 사실 아직은
미래기술로,
지금 당장의 투자와는 관련이 멀다고도
얘기할 수 있습니다.
전고체 배터리의 단점은?
키움 증권
전 고체 전해질의 장점은 매우 많으니,
단점부터 살펴보도록 하겠습니다.
1. 낮은 이온 전도도
고체 전해질은 액체 전해질에 비해,
이온 전도도가 좋지 않습니다.
이유가 무엇일까요
배터리의 충전과 방전은
리튬 이온이 음극으로 이동하고,
전자는 양극으로 이동하면서 충전이 되고,
반대로 이동할 경우 방전이 된다고
앞에서 말씀드렸죠.
네 결국 ’ 리튬 이온의 이동＇이 핵심인데,
이 이온의 이동은
액체 전해질에 비해 고체 전해질에서
이동 자체가 쉽지 않습니다.
계면 저항이라고,
고체 전해질과 양극, 음극 사이가 맞닿는
계면의 저항이 높아
새로운 물질을 뚫고 이동하기가
쉽지 않기 때문에 이온 전도도가
매우 낮습니다.
액체 전해질이 ~10(-2) (S/cm) 라고 하면 고체는
~10(-5) (S/cm) 정도로 무려 1000배나 차이가 나죠.
두번째로는 고체 전해질은,
양극과 음극 사이에
첨가제 형태로 코팅을 해서 들어가게 되는데,
이 때 이 코팅 역시 문제가 됩니다.
코팅을 하게 되면 용량과 효율이 감소하여,
이 역시 배터리 성능에 영향을 주게 됩니다.
전고체 배터리의 장점은?
그렇다면 장점은 무엇일까요
1.고체 소재이기 때문에, 안정성이 매우 높다.
; 분리막도 필요 없을 정도로 안정성이
높은것이 가장 큰 장점입니다.
배터리 폭발 사고 많이 뉴스에서 보셨을 텐데,
전고체 배터리는 그럴 염려가 없지요.
전기 자동차를 타고 달리는데,
배터리가 불안정해서 터졌다는 사고 뉴스를 보면
전기 자동차의 시장도 축소되겠지만,
전고체 배터리의 개발이 성공한다면
이야기가 많이 달라지게 되는 이유를
쉽게 알 수 있을 것입니다.
이것이 테슬라의 배터리 데이에
공개될 것이라는 시선과 기대가 크고,
제가 과연 배터리 데이때 이 기술력이 나올 것인가
우려했던 부분이기도 하죠.
아직 전고체 배터리를 상용화하기에는 기술력이
부족한 것이 현재 상황이니까요.
2.고밀도 제작이 가능하다.
출처 ; 고밀도가 가능한 배터리 / 키움증권
흔히 바이폴라 구조라고 부르죠
일단 생각해보면,
전해질을 고체로 대체하기 때문에
패키징이 쉽습니다.
고체를 쌓기만 하면 되지요.
그래서 그 밀도가 줄어들면서
고전압 / 고용량의 배터리를 만들기 용이합니다.
이는 필름 형태의 배터리나,
3d 배터리 등 응용이 될 수 있으나,
이는 매우 미래 기술이므로
지금 당장 다루지는 않겠습니다.
출처 ; 바이폴라 구조/ 키움 증권
3.고출력이 가능해진다.
액체 전해질과는 달리,
리튬 이온이 음극으로 이동할 때
필요한 탈 용매 반응이 일어날 필요가 없죠.
4. 사용 온도 범위가 넓어진다.
겨울에 잠자는 아이폰 처럼,
배터리는 온도가 낮아지면 매우 빠른 방전 속도를
가집니다. 배터리의 성능이 매우 저하되는데
전기 자동차의 배터리 성능이 저하되면
큰일나겠죠.
지금의 자동차들도 오랜 기간 동안
차를 타지 않으면 방전되는데,
전기 자동차의 배터리 마저 방전되면
매우 큰 문제일 것입니다.
이런 문제를 해결 할 수 있는 것이
바로 전고체 배터리입니다.
여기까지가 전고체 배터리에
대한 설명입니다.
키움 증권 리포트를 참고하였으며
최대한 이해하기 쉽도록
풀어 설명하고
개인적 투자 관점 의견을
덧붙였습니다.
모두 차세대 배터리에 관한
궁금증을 풀어가셨기를 바랍니다.
(이 글은 매도/매수
추천 글이 아닙니다.)