전고체 배터리란 무엇입니까?

이르면 올해 5월부터 많은 언론 매체에서 60억개 전고체 배터리 프로젝트를 과장 보도했다.

이후 일부 전고체전지 업체들은 2027년 전고체전지를 산업화하겠다고 발표했다. 이후 각종 기자회견을 통해 에너지 밀도와 사이클 성능을 얼마나 높일 수 있는지 발표했다. 어떤 회사의 단일 셀의 에너지 밀도가 700+Wh/kg이라는 소리를 자주 듣습니다.

그렇다면 전고체 배터리란 정확히 무엇일까요? 현재 시장은 어느 수준에 도달했나요? 주변의 많은 친구들과 이야기를 나눠본 결과, 전고체 배터리와 혼동하기 쉬운 첫 번째 개념이 반고체(semi-solid)와 완전고체(full solid)라는 것을 알게 되었습니다.

현재 시중에 유통되고 있는 소위 전고체전지는 거의 대부분이 반고체전지, 즉 고액혼합체라고 할 수 있다. 그러나 다수의 전고체 배터리를 분해해 본 결과, 소위 고액 혼합물이라 불리는 부분은 실제로 보기 어렵고, 액체 배터리의 상태와 거의 동일하다는 사실이 밝혀졌습니다. 몇 가지 정확한 특성 분석을 통해서도 단서를 찾기가 어렵습니다.

중국의 대표적인 기업으로는 칭다오와 웨이란이 있습니다. Qingtao의 주요 시스템은 인산 철 리튬(물론 삼원 시스템도 있음)이고 Weilan은 삼원 시스템(물론 철 리튬도 포함)으로 표시됩니다. 전자는 주로 세라믹 코팅 기술이고, 후자는 현장 경화 기술로 광고된다(홍보에 중점을 둔다). 칭타오는 현재 380Wh/kg 셀을 유통하고 있으며, 웨이란은 현재 110Ah 용량의 350Wh/kg 셀을 판매하고 있는 것으로 알려졌다.

전고체 배터리는 어떨까? 전고체전지는 크게 산화물, 고분자, 황화물(물론 할로겐화물도 있다)로 구분된다. 전체 선두 기업의 현재 개발 상황으로 볼 때 전체 기술 경로는 황화물입니다. 소위 황화물 고체 배터리는 실제로 양극 및 음극 재료와 전해질 및 바인더 전도성 물질을 혼합하여 양극을 형성한 다음(물론 건식 및 습식 방법이 있음) 전해질과 소량의 바인더를 혼합하여 필름을 형성합니다(물론 건식 방법과 습식 방법이 있습니다). 습식법이라면 황화물계는 용매계에 매우 민감하므로 당연히 특수한 바인더가 필요하다. 마지막으로 양극과 음극, 전해질막이 한 겹씩 적층되어 전고체 전지셀이 완성된다. 이들 공정 각각에는 전고체전지 산업화를 가로막는 공백이 존재한다.

두 번째로 혼동하기 쉬운 것은 전고체 배터리입니다.=높은 안전성과 높은 에너지 밀도

이는 업계 관계자를 포함해 대부분의 사람들이 오해하고 있는 부분이다. 전고체전지는 에너지 밀도가 높다고 생각한다. 업계 외 많은 사람들은 “전고체 배터리가 나오면 액상이 없을 것”이라며 전고체 배터리에 기대를 거는 경우가 많다. 실제로는 그렇지 않습니다. 이 논리를 이해하려면 먼저 에너지 밀도의 개념부터 시작해야 합니다: 에너지 밀도=에너지/중량, 에너지는 재료 자체에 의해 결정되므로 배터리 셀의 에너지 밀도는 재료 시스템에 의해 결정됩니다. 배터리의.

철-리튬 배터리는 현재 180Wh/kg이다. 삼원계 배터리는 여러 시스템으로 나누어져 있기 때문에 에너지 밀도는 기본적으로 240-360 또는 심지어 380Wh/kg 범위에 있습니다(285Wh/kg 이상에는 실리콘 기반 소재가 필요함). 물론 리튬 코발트 산화물 시스템은 기본적으로 에너지 밀도가 200 이상입니다. 현재 시장에 나와 있는 많은 에너지 밀도 선전은 450, 500, 600 또는 심지어 700Wh/kg 이상에 도달했습니다. 기본적으로 음극 재료는 리튬 금속이거나 음극이 없습니다. 이것이 에너지 밀도의 전반적인 상태입니다. 전고체전지의 양극재와 음극재는 액상원료에서 분리되지 않았다. 따라서 전고체 배터리의 에너지 밀도는 액체 배터리의 에너지 밀도보다 높지 않습니다.

모두가 이야기하는 높은 가치는 사실 전고체전지가 리튬금속 음극을 사용해 안전성 문제를 해결한 뒤 배터리 셀의 고에너지 밀도를 달성할 수 있을 것이라는 기대에 바탕을 두고 있지만, 이 어려움은 문제 해결에 다름 아니다. 액체 리튬 금속 배터리의 안전 문제. 따라서 전고체전지의 에너지 밀도가 낮다고는 할 수 없다. 오히려 실제 개발 현황으로 볼 때 전고체전지의 에너지 밀도는 낮아질 전망이다. 첫 번째는 고에너지계 소재의 적용, 두 번째는 활물질의 비율, 세 번째는 전해질막의 두께, 네 번째는 모두가 돈을 내지 않는 문제에서 비롯된다. 현재 많은 관심을 받고 있습니다. 전고체 배터리를 작동하려면 고압 클램프가 필요합니다. 클램프는 실제 사용 중에 전기 장비의 무게를 증가시켜 배터리 셀의 에너지 밀도 이점을 어느 정도 감소시킵니다.

전체적으로 전고체전지는 안전성이 크게 향상됐지만(실제 테스트도 있음) 소프트팩 포장재를 사용한 황화물 전고체전지로서는 황화물 자체가 안전성에 큰 위험성을 지닌 소재다. 둘째, 전고체전지의 안전성 향상에도 한계가 있다. 본질적으로 안전하지는 않습니다. 어느 정도까지는 여전히 배터리의 열 폭주를 유발할 수 있습니다.

이상은 전고체와 반고체를 포함한 현재의 전고체전지에 대한 비교적 거시적인 이해이다. 물론 장기적으로 보면 전고체 상태는 여전히 낙관적이다. 현 상황에서 볼 때 고에너지 액체전지의 안전성 문제 해결의 어려움은 차세대 고안전성 전고체전지 개발의 어려움보다 반드시 낮은 것은 아니다. 저는 업스트림과 다운스트림 산업 체인의 공동 노력으로 우리가 현상 유지를 돌파하고 혁명을 실현할 수 있다고 믿습니다.

참고: 이 사이트에 재인쇄된 대부분의 기사는 인터넷에서 수집된 것입니다. 기사의 저작권은 원저작자와 원출처에 있습니다. 기사의 견해는 공유 및 의사소통을 위한 것입니다. 저작권 문제가 있는 경우 알려주시면 신속하게 처리해 드리겠습니다.