현재 고체 전지의 분리 문제는 연구 개발 단계가 진행 중이어서 해결되지 않은 기술적, 경제적, 상업적 과제가 산적해 있어 실질적인 해결책이 없습니다. 현재의 기술적 한계를 고려할 때, 대량 생산은 아직 요원한 과제이며, 고체 전지는 아직 시장에 출시되지 않았습니다.
고체 전지 개발을 방해하는 요소는 무엇인가?
이 고체 전지 기술의 엄청난 잠재력을 고려했을 때, 왜 아직 시장에 출시되지 않았을까요? 실험실 단계에서 상용화 단계로 넘어가는 데는 두 가지 과제가 있기 때문입니다.기술적 타당성그리고경제적 타당성.
- 1. 기술적 타당성: 고체 전지의 핵심은 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하는 것입니다. 그러나 고체 전해질과 전극 물질 사이의 계면에서 안정성을 유지하는 것은 상당한 과제입니다. 접촉이 불충분하면 저항이 증가하여 배터리 성능이 저하될 수 있습니다. 또한, 고체 전해질은 이온 전도도가 낮고 반응 속도가 느리다는 단점이 있습니다.리튬 이온이동성이 낮아 충전 및 방전 속도가 느려집니다.
- 더욱이 제조 공정은 더욱 복잡합니다. 예를 들어, 황화물 고체 전해질은 공기 중 수분 반응으로 인해 발생하는 유독 가스를 방지하기 위해 불활성 가스 보호 환경에서 생산해야 합니다. 이처럼 비용이 많이 들고 기술적으로 까다로운 공정은 현재 대량 생산의 실현 가능성을 저해하고 있습니다. 더욱이 실험실 테스트 조건은 실제 환경과 크게 다르기 때문에 많은 기술들이 기대하는 결과를 달성하지 못하는 경우가 많습니다.
- 2. 경제적 실행 가능성:전고체 전지는 기존 액체 리튬 전지보다 비용이 몇 배나 더 많이 들고 상용화까지 가는 길은 험난합니다. 이론적으로는 안전성이 더 높지만, 실제로는 고온에서 고체 전해질이 분해되어 배터리 성능 저하 또는 고장으로 이어질 수 있습니다.
- 또한, 충전 및 방전 과정에서 덴드라이트가 형성되어 분리막을 뚫고 단락이나 폭발을 일으킬 수 있어 안전성과 신뢰성이 심각한 문제로 대두됩니다. 더 나아가, 소규모 제조 공정을 산업 생산으로 확장하면 비용이 급등하게 됩니다.
고체 배터리는 언제 출시될까?
고체 전지는 고급 가전제품, 소형 전기 자동차(EV), 그리고 항공우주 산업처럼 엄격한 성능 및 안전 요건을 충족해야 하는 산업 분야에서 주요 응용 분야로 기대됩니다. 그러나 현재 시중에 출시된 고체 전지는 아직 초기 컨셉 마케팅 단계에 있습니다.
유명 자동차 회사 및리튬 배터리 제조업체SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD, EVE 등이 전고체 배터리를 적극적으로 개발하고 있습니다. 그러나 이들의 최신 생산 일정을 고려할 때, 전고체 배터리의 본격적인 양산은 빨라도 2026년에서 2027년 이전에 시작될 가능성은 낮습니다. 토요타조차도 여러 차례 일정을 수정하여 2030년에 양산을 시작할 계획입니다.
고체 배터리의 출시 일정은 기술적 과제와 규제 승인 등 다양한 요인으로 인해 달라질 수 있다는 점을 알아두는 것이 중요합니다.
소비자를 위한 주요 고려 사항
진행 상황을 면밀히 모니터링하면서고체 리튬 전지이 분야에서 소비자들은 경계심을 유지하고 피상적으로 현혹되는 정보에 현혹되지 않는 것이 매우 중요합니다. 진정한 혁신과 기술적 돌파구는 기대할 만한 가치가 있지만, 검증에는 시간이 필요합니다. 기술이 발전하고 시장이 성숙해짐에 따라 앞으로 더욱 안전하고 저렴한 새로운 에너지 솔루션이 등장하기를 기대합니다.
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게시 시간: 2024년 10월 30일