1LF-6 : 차세대 고(高)에너지밀도 전지를 위한 리튬금속 음극 제조기술

리튬금속 음극은 이차전지의 高에너지밀도화, 저가화를 위한 핵심기반소재이다. 리튬금속이온전지에서는 高에너지밀도 구현을 위하여 리튬을 두께 20μm 이하로 집전체 표면(양면)에 적층하는 박막공정기술의 개발이 필요하며, 현재 압연, 증착, 분말 성형 등의 공정기술이 개발되고 있으나, 성능, 생산성, 경제성 측면에서 기존 흑연음극재를 대체할 수 있는 수준의 제조기술은 확보되어 있지 않은 실정이다. 본 발표에서는 포항산업과학연구원에서 개발 중인 ‘전착 공정(Electro plating)을 이용한 리튬금속 음극 제조기술’을 소개하고자 한다. 전착 리튬금속 음극은 97.3%의 충방전효율(가속수명평가)을 나타내어 종래의 제조기술 (압연: 88.6%, 증착: 94.1%) 대비 우수한 성능을 나타내었다. 또한, 개발된 리튬금속 음극을 이용하여 2Ah급의 이차전지 시제품을 제작하였으며, 400Wh/kg 수준의 에너지밀도를 구현하였다. RIST의 전착 공정기술은 제품성능이 우수할 뿐만 아니라, 상온 상압 공정으로 대량 생산이 용이하여 상용화시 기존 음극재를 대체한 가격 경쟁력 확보도 가능할 것으로 전망된다.