학습일지 3일차

1. 학습 내용 정리

오늘은 차세대 2차전지 기술과 전고체 배터리에 대해 학습했다. 기존 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높지만, 안전성 문제와 원가 상승 등의 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 전해질을 고체로 바꾼 전고체 배터리가 차세대 기술로 주목받고 있다.

전고체 배터리는 고체 전해질을 사용하여 화재 위험을 줄이고, 더 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 이온 전도도가 낮아 출력이 제한되고, 전극과 전해질 간의 접촉 면적이 좁아지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 황화물계, 산화물계, 고분자계 전해질이 개발 중이며, 각 소재별 장단점이 연구되고 있다.

또한, 전고체 배터리에서는 리튬메탈 음극재가 도입되는데, 이는 기존 흑연보다 에너지 저장 용량이 훨씬 크지만 덴드라이트(Dendrite) 형성 문제로 인해 안정성이 낮아질 위험이 있다. 이를 방지하기 위한 나노 코팅 기술과 새로운 소재 연구가 활발하게 진행 중이다.

2. 학습하며 느낀 점

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 한계를 극복할 수 있는 획기적인 기술이지만, 상용화까지는 여전히 많은 과제가 남아 있다는 점을 깨달았다. 특히, 제조 단가와 생산 기술이 아직 성숙하지 않아 상용화가 늦어지고 있다는 점이 인상적이었다. 하지만, 테슬라, 토요타, 삼성SDI, LG에너지솔루션 등 글로벌 기업들이 적극적으로 개발하고 있기 때문에, 빠르면 2030년대 초반에는 실용화될 가능성이 높아 보인다.

3. 부족한 점 및 학습 각오

이번 학습을 통해 전고체 배터리가 왜 중요한지 이해할 수 있었지만, 전해질 소재별 차이점과 적용 방식에 대한 이해는 부족하다고 느꼈다. 앞으로는 각 소재의 특성과 배터리의 실제 생산 공정에 대해 더 깊이 공부해야겠다고 생각했다. 또한, 차세대 배터리 기술이 자동차뿐만 아니라 에너지 저장 시스템(ESS)이나 항공·우주 산업에도 영향을 미칠 수 있다는 점에서, 전반적인 배터리 산업 동향을 계속해서 살펴볼 필요성을 느꼈다.