Chap1. 서론

전지(battery) : 전기화학반응을 이용하여 전극 물질의 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 시스템
1차전지(Primary battery) : 일정 수명기간 동안만 한 차례 사용이 가능
- 르클랑셰의 망간전지 → 산성 전해질을 수산화칼륨염(KOH)을 적용한 알칼리전지 → 리튬금속을 음극으로 적용한 3V급 리튬일차전지
2차전지(Secondary battery) : 재충전을 통해 장시간 반복 사용이 가능
- 플랑떼의 납축전지 → Ni/Cd 전지 → NiMH 전지 → 리튬이차전지

리튬이온을 전극 및 전해질 내에서의 전하 전달체(charge carrier)로 사용하는 리튬 이차전지는 경량이면서도 3.7V 이상의 높은 평균 방전전압을 유지함으로써 현재 가장 높은 에너지 밀도를 나타냄

전지에서 전극 내로 삽입되는 이온은 집전체를 통해 전극으로 들어온 전자와 전하중성을 이루어 전극 내에 전기에너지를 저장하는 매개체가 된다. ⇒ 즉 전지의 전체 반응 속도에 크게 영향을 미치는 것은 전해질 및 전극 영역에서의 이온 이동속도 이다. 또한 저장가능한 전기 에너지의 양을 결정하는 것은 전하 중성을 위해 전극에 삽입된 이온의 양이다. → 전극의 소재와 이온의 종류가 실제 저장할 수 있는 전기에너지의 양 결정!
리튬 : 자연계 금속 중 가장 가볍고, 표준 환원전위가 가장 낮아 3V이상의 높은 기전력 & 중량 및 체적당 에너지 밀도가 높다.
- 작동 전압이 물분해 전압보다 높기 때문에 수용액 대신 유기용매를 전해질로 사용해야함
일반적으로 전이금속산화물(transition metal oxide)를 양극소재로, 탄소를 음극재로, 전해질로 액체전해질을 사용할 경우 리튬이온전지(LIB), 고분자전해질 사용시 리튬이온폴리머전지(LiPB)
원통형(cylindrical), 각형(prismatic), 코인형(coin), 파우치형(pouch) 존재

(+): 리튬이 격자 구조의 일부분을 이루고 있다가 탈리 시에 이온의 형태로 빠져 나오기 때문에 구조적으로 안정한 전이금속계 산화물 소재 사용
(-): 양극에서 빠져나온 리튬이온을 안정적으로 저장하고 큰 기전력을 제공하도록, 표준환원전위가 리튬과 크게 차이나지 않는 물질 사용
전해질: 작동 전압 범위 내에서 전기적 화학적 안정성을 유지하고 열 밀 화학적 안정성이 높은 리튬염과 유기용매 사용
분리막 : 고온에서 용융될 수 있는 고분자 또는 세라믹 물질을 사용