전기전자/정보통신

[ Nikkei Electronics_2016. 1월 특집 (p30-45) ]
 

전지(電池) 혁신, 소니가 진원
PROLOGUE : 소니, 애플이 전지개발을 가속

 ‘현재의 전지의 체적당 에너지 밀도는 700Wh/L. 이 것을 2020년 에는 1,000Wh/L로’ --- 소니가 차세대 2차 전지에 관하여 놀라운 개발계획을 발표.
 스마트폰 등에 사용되는 박형의 2차 전지 성능을 향후 5년간에 40% 향상시키는 것이다.

 이 것은 전지가 전기를 담아두는 성능을 나타내는 지표인 ‘체적당 에너지 밀도’를 년간 8%씩 향상시키는 것을 의미한다. 지금까지의 향상은 년간 3~5% 정도로 2배 가까이 가속시키는 것이다. 그러기 위해서는 포스트 리튬(Li) 이온 전지의 개발을 서둘러야 하고 유망한 것으로 리튬 유황(Li-S)전지나 마그네슘 유황(Mg-S)전지 이다. 소니가 이와 같은 포스트 리튬 이온 전지의 재료후보까지 언급한 것은 아주 이례적이다.

   -  전지가 전략적 강화 사업으로
   - 차별화를 겨냥한 성능향상에 기대
   - 용량을 늘리는 것만이 아닌 Customaize력으로 승부

    ● 대형 Maker의 차세대 전지 개발동향

   - 소니: 2020년에 성능 1.4배 (1,000Wh/L), 신세대기술 투입 (리튬 유황(Li-S)전지나 마그네슘 유황(Mg-S)전지)
   - 애플 (미) : 2019년~2020년에 전기자동차를 시장에 투입 예상
   - 전지 기술자의 확보를 서두름
   - 파나소닉과 테슬라(미) : 2017년에 네바다주에 최대생산 35GWh의 거대공장 ‘Gigafactory’ 가동에, 차세대의 고 용량품 개발 중
   - 삼성SDI (한국) : 차세대 재료(Si 합금)를 사용한 전지의 시장투입시기를 타진 중
   - LG Chem(한국) : 전기자동차용으로 채용을 확대 중으로, 테슬라(미)에 공급 중
   - 日立 Maxcell : 차세대 Li이온 전지(충전 종지 4.4V이상, 방전종지 2.0V대) 등의 개발에 적극적

   ● Li 이온 2차 전지 메이커의 전세계 M/S (2015년 3/4분기 Techno Systems Research 자료에 근거)
         - 삼성 SDI: 23.2%, 파나소닉: 18.2%, LG Chem: 14.9%, 홍콩ATL(TDK산하): 10.8%
           소니: 9%, 중국Lishen사: 5.7%, 중국 BYD사: 4.1% 등등---


 2020년의 개발 트렌드

 제 1부:  스마트폰에 이어 자동차에도 Si합금이 전면에

  에너지 밀도의 대폭향상을 목표로 한 “Post 리튬이온 전지”. 그 개발의 방향은 휴대용 기기용과 전기자동차용이 크게 다르다. 휴대용의 소형품에서는 충전시의 전압을 올리고 재료를 대폭 변경하면서 에너지 밀도를 20~40% 향상 시키지만, 자동차용과 같은 대형품에서는 에너지 밀도 2배가 당면한 목표다.

  1) 휴대기기기용

     - Si합금은 2017년 이후일까?
     - 차별화된 전지의 검토 추진
     - 금속케이스의 두께를 얇게
     - 실리콘과 유황의 조합도

   2) 자동차용

     - Si 합금을 활용하는 BMW
     - HONDA도 검토에


 학회보고 (전지토론회로 부터)
 제 2부: 소니, 무라타, 태양유전 등이 全固體電池의 개발사례 계속

 메 이커들은 2020년 경의 실용화를 목표로 한 전지만이 아닌 2030년경 까지를 예상한 더고기능의 차세대 연구개발을 추진 중. 국내외의 연구성과가 발표된 ‘제56회 전지토론회(2015.11.11~13)’에서는 全固體電池에 관한 보고가 유난히 주목을 받아, “Post 리튬이온 전지” 의 유력후보라는 것이 밝혀졌다.

   - 실온에서 제작가능한 전지
   - 급속 충방전에 대응
   - 세라믹 콘덴서 제조방법을 응용
   - 4.5V의 고전압에서 동작가능성을 나타냄

                                                                              -- 끝 --