에너지 저장의 혁명: 전기 자동차 시대의 전고체 배터리 부상
상업적으로 사용되는 리튬 이온 배터리는 주로 양극, 음극 분리막 및 전해질로 구성됩니다. 리튬 이온 배터리는 스마트폰, 전동 공구 및 EV에 설치됩니다. 액체 전해질 용액을 사용합니다.
배터리 구성 요소-
전극- 방전 중에 전자를 방출하는 전극은 양극이고, 전자를 흡수하는 전극은 음극입니다. 리튬을 저장합니다. 전해질은 양전하를 띤 리튬 이온(즉, 이온은 중성 원자에서 전자를 제거하거나 추가하여 양이온 또는 음이온을 생성하기 위해 생성된 전기를 띤 입자)을 분리막을 통해 양극에서 음극으로, 그 반대로 운반합니다. 리튬 이온의 이동은 양극에서 자유 전자를 생성하여 전력을 공급받는 장치를 통해 전류가 흐르는 전하를 생성합니다. 전극은 배터리의 기본 성능을 담당합니다.
전체 보고서 액세스(그래프, 차트 및 그림 포함): https://univdatos.com/report/india-lithium-ion-battery-market/
분리막 및 전해질- 이 두 가지는 배터리의 안전성을 결정합니다. 분리막은 양극과 음극 사이의 물리적 장벽 역할을 하여 둘 사이의 전자 직접 흐름을 방지하고 배터리 내부의 전자 흐름을 차단하여 이온만 통과하도록 합니다.
전해질은 배터리의 두 전극 사이에서 이온(전하 운반 입자)을 앞뒤로 전달하여 배터리가 충전 및 방전되도록 합니다.
전고체 배터리- 전고체 배터리는 액체 전해질 용액 대신 고체 전해질 용액을 사용합니다. 또한 분리막 역할도 합니다. 에너지 밀도가 더 높습니다. 폭발하거나 화재가 발생할 위험이 없어 이러한 목적을 위한 안전 부품이 필요하지 않으므로 배터리 용량을 늘리기 위한 공간을 더 많이 절약할 수 있습니다.
전고체 배터리의 예
전고체 배터리에 대한 실험은 1950년대 후반으로 거슬러 올라가며 은 이온 전도성 전해질을 사용했습니다. 오늘날까지 빠르게 발전한 전고체 배터리의 예는 인산리튬 유리입니다. 에너지 밀도는 이러한 배터리에서 높으며 에너지 용량은 리튬 이온 배터리보다 큽니다.
전고체 배터리의 장점
리튬 이온 배터리의 액체 전해질은 가연성 유기 용제로 만들어집니다. 고온 환경에서의 사용에 대한 우려가 있습니다. 가연성 물질로 만들어지지 않았기 때문에 전고체 배터리 사용과 관련된 위험은 없습니다. 고온에서 사용할 수 있으며 내열성으로 인해 급속 충전이 가능합니다. 또 다른 장점은 누출을 방지하기 위해 액체 전해질의 경우와 같이 구조적 제한이 없기 때문에 배터리 크기를 선택할 수 있다는 것입니다.
전기 자동차에서 전고체 배터리의 역할
연구에 따르면 자동차 산업에서 ICEV(내연 전기 자동차)에서 전기 자동차로 전환되고 있습니다. 전기 자동차가 주류가 되기 전에 해결해야 할 몇 가지 과제가 있습니다. EV는 현재 ICEV와 유사한 수준의 마일리지를 가져야 하며, 이를 위해서는 EV의 배터리 용량을 늘려야 합니다. 리튬 이온 배터리를 전고체 배터리로 교체하는 것은 자동차 및 전고체 배터리 제조업체의 R&D에서 주요 시장 트렌드입니다.
전고체 배터리의 시장 규모는 2022년 5,800만 달러에서 2028년까지 연평균 성장률 32.5%로 성장하여 3억 1,400만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
결론
리튬 이온 배터리는 기술 발전의 정점에 도달하고 있습니다. 전고체 배터리는 현재의 제한 요인을 해결할 수 있는 실행 가능한 대안입니다. 제조업체(Toyota, BMW, Volkswagen, Hyundai 등)의 전고체 배터리 R&D에 대한 막대한 투자는 해당 부문에서 혁신적인 기술 발전을 가져올 것입니다.
작성자: Abhishek Saini