스마트폰이나 노트북에 쓰이는 고분자 전해질이나 고체 전해질 배터리는 뭐가 다른가요?

Question

기존의 액체 전해질에 비해서 고분자 전해질이나 고체 전해질은 누액과 발화 위험이 줄어든다고 합니다. 이온 전도도나 온도 특성, 수명 측면에서 현재 기술적인 수준이나 한계점은 어느 정도 인가요?

Answer 1

안녕하세요.

기존 배터리는 액체 전해질을 사용해서 이온이 잘 움직여 성능은 좋았습니다. 그러나 액체이다보니 누액이 발생하거나 발화 위험이 상대적으로 높은 단점이 있었어요.

고분자 전해질은 젤처럼 말랑한 재료를 사용해서 안전성 측면을 높였으나, 낮은 온도에서는 다소 성능이 떨어진다는 평가가 있어요. 그리고 최근 전고체 전지로 주목받고 있는 고체 전해질은 액체 누액 위험이 거의 없고, 이론적으로도 더 높은 용량과 안전성을 기대할 수 있다고 알려져 있어 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 이론적인 부분인 것이고 아직은 이온이 이동하는 속도와 제조 비용, 수명 등 문제들을 해결해야 상용화가 가능하겠죠?

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

고분자 전해질과 고체 전해질은 액체 전해질보다 누액과 발화 위험이 크게 낮아 안전성이 뛰어나지만 일반적으로 상온에서 이온 전도도가 낮고 전극과의 계면 저항이 커 출력 성능이 떨어질 수 있습니다 또한 저온에서는 성능 저하가 두드러지고 반복 충 방전시 계면 열화와 균열 문제가 발생해 수명에 영향을 줄 수 있습니다 현재는 소재와 제조 공정이 빠르게 발전하고 있으나 액체 전해질 수준의 성능과 경제성을 동시에 확보하는 것이 상용화의 주요 과제로 남아 있습니다

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

기존 액체 배터리보다 고분자나 전고체 배터리는 누액이 없어서 확실히 안전합니다. 하지만 현재 기술로는 상온에서 이온 전도도가 떨어지고 배터리 수명도 기대보다 짧아서 계면 저항을 줄이는 연구가 한창 진행 중이죠. 또 온도가 낮아지면 성능이 확 떨어지는 한계가 있습니다. 그러니 스마트폰이나 노트북의 완벽히 적용하려면 시간이 더 걸릴 거예요.