| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 |
23권 1호 |
| 발표분야 |
C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 |
Sodium Metal Chloride 2차전지의 충방전 성능 및 전기화학 특성에 미치는 양극재 금속분말의 영향 |
| 초록 |
최근 들어 전력 공급부족 사태 예방 및 전력 품질 안정화를 위한 ESS (energy storage system)용 2차전지 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 소형 2차전지 대비 ESS용 중대용량 전지는 발화나 폭발이 일어날 경우 큰 물적, 인적 피해가 야기될 수 있으므로 성능뿐만 아니라 안정성이 매우 중요한 요인이 된다. 따라서 제한된 리튬 자원 및 LiB의 발화/발열 가능성 때문에 ESS용 비리튬계 2차전지에 대한 기술 개발이 확대되고 있다. 그 중에서도 장주기 중대형 용량에 적합한 Na-base 전지에 대한 관심이 커지고 있다. Na는 매우 풍부한 자원으로 Li에 비해 가격 경쟁력이 우수해 중대형 이차전지의 상용화에 유리한 면을 갖고 있다. 대표적인 Na계 전지인 Na-S 전지는 대용량 ESS로 사용되어 왔지만 최근 폭발사고 등으로 인해 안전성에 대한 문제가 제기되었다. 이에 비해 Na-NiCl2 (Sodium nickel chloride) 전지는 Na-S 전지와 유사한 점이 많지만 Na-S 전지에 비해 훨씬 더 안전한 양극재(Ni, NaCl, NaAlCl4 등)로 구성되어 있고, 높은 셀 전압과 이론 용량 및 넓은 범위의 구동온도 등 ESS용 2차전지로서의 장점들이 많다. 또한 Na-NiCl2 전지는 failure mode에서의 cell 및 system의 안전성을 확보할 수 있고 음극에 용융 나트륨을 직접 주입하지 않아도 된다는 장점이 있다. Na-NiCl2 전지의 성능에 미치는 핵심 소재는 고체전해질인 β″-alumina tube와 양극재로 충전에 따른 셀의 저항증가는 주로 양극재에 기인하며, 전지의 전기화학적 특성 및 충방전 성능에 가장 중요한 역할을 하는 양극 소재가 활성물질인 니켈 분말이다. 본 발표에서는 Fe 등의 양극용 금속 분말 첨가가 Na-NiCl2 전지의 전기화학적 성능 및 특성에 미치는 영향에 대해 논하고자 한다. 특히 금속 분말 첨가가 양극 내 전자 전도에 미치는 영향 및 전지의 사이클 특성에 미치는 영향에 대해 조사하였고, 이를 통해 양극부에 Fe 분말을 첨가함에 따라 금속 입자간 연결성과 전지의 사이클 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. |
| 저자 |
최준환1, 안철우1, 김만기2, 한병동1, 홍인철1, 김우성3, 문고영3, 이희수3
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| 소속 |
1재료(연), 2부산대, 3포스코에너지 |
| 키워드 |
Sodium metal chloride battery; metal powder; Cathode; Energy storage system (ESS)
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