2022.01.25 2차전지 전해액 소재 Value Chain
[교보증권 최보영] 2차전지, 내가 파괴적 혁신의 대장

전해액(Electrolyte)’은 2차전지의 원가구성의 14%를 차지하며 전해질염, 첨가제, 유기용매로 구성된다. 양극와 음극으로 전자가 이동하는 통로의 역할을 하며 에너지 밀도, 수명, 안전성에 영향을 미치며 전지의 성능을 좌우한다. 전해액은 순도가 떨어지거나 금속성 불순물, 극소량의 수분 등이 함유되면 전해액은 전지의 변형이나 화재 폭발 등을 일으키게 된다. 따라서 높은 이온 전도도, 전기화학적 안정성, 전극과의 상용성, 낮은 응고점, 적절한 리튬염의 농도의 기술력을 요구한다.


전해질 염(Lithium Salts): 전해질은 리튬염이라 불리우며 전해액 원가비중 40%를차지한다. 액상에서 이동통로의 역할을 하기 때문에 높은 이온전도도와 전기 화학적 안정성이 중요한 요소로 작용한다. 현재 리튬이온전지에 사용되는 주된 전해질은 육불화인산리튬(LiPF6)이 범용소재로 사용되고 있으나 최근 단점을 보완하는 리튬염의 생산이 확대되고 있다.


첨가제(Additives): 첨가제는 전해액 원가비중 30%를 차지하며 중대형 전기의 성능 및 원가에 영향을 미치며 전지의 수명, 안정성 등을 위해 소량 첨가되는 물질로 에너지 출력 밀도, 수명, 안정성 등 에너지 성능을 좌우한다. 양극/음극 소재뿐만 아니라 서로 격리되어 있는 두전극 소재들 사이에서 이온의 흐름을 담당하는 전해액의 기능적 역할도 그 중요성이 함께 강조되고 있다. 열화현상을 막기 위해 고온에 강한 전해액을 만들기 위한 첨가제, 화재에 강한 난연성 전해액 개발을 위한 첨가제, 안정적으로 고출력 및 고속충전을 가능하게 하는 첨가제적용이 확대되고 있다.


유기용매(Solvent): 유기용매는 전해액 원가비중 30%를 차지하며 염을 용해시키기 위해 사용되는 유기액체로 염의 용해와 리튬이온의 이동을 위한 낮은 점도의 특성을 갖추어야 한다. 대체적으로 점도와 어는점이 낮고, 유전율과 끓는점이 높을수록 우수하나 용매마다 장단점이 있어 전지의 성능에 맞추어 혼합하여 사용된다

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