알고 가야 할 SK이노베이션 배터리사업 101

알고 가야 할 SK이노베이션 배터리사업 101

친환경 에너지에 대한 이목이 집중됨에 따라서 전기차 배터리와 소자에 대해서도 중요성이 부각되고 있다. 환경에 대한 관심과 규제 때문이다. 이런 흐름에 따라 SK이노베이션은 전기차 사업에서 가파른 성장세를 보이고 있다. SK 이노베이션의 배터리 사업을 알기 위해 반드시 알아야 할 상식 용어를 파악해 보자.

 

SK Careers Editor 박원석

SK이노베이션은 2004년에 국내 최초로 전기차 배터리 핵심소재인 ‘리튬이온 분리막(LIBs)’ 개발 성공과 서산에 공장 증설 등을 통해 현재 세계 2위의 LIBs 생산 업체로 도약했다. 그렇다면 전기차, 2차 전지 등은 무엇인지 그 용어에 대해 설명하도록 하겠다.

 

2차 전지란
1차 전지는 한번 쓰고 버리는 일반적인 배터리를 말한다. 그렇다면 2차 전지란 무엇일까? 2차 전지란 여러 번 충전을 하여 반영구적으로 사용할 수 있는 배터리다. 이러한 2차 전지는 노트북, 컴퓨터, 스마트폰 등 여러 가지 전자기기를 포함하여 전기자동차의 핵심소재가 된다.

 

전기자동차의 종류

 EV (Electric Vehicle)
전기자동차는 화석 연료를 연소시켜 구동 에너지를 얻는 것이 아니라 전기에너지로부터 얻는 자동차를 말합니다. 배기가스가 없고 소음이 작다는 장점이 있지만 배터리의 소형화와 짧은 충전시간이 필수적인 요소입니다.

 

 HEV (Hybrid Eletric Vehicle)
하이브리드 자동차는 화석 연료와 전기자동차의 전기 배터리를 동시에 사용하는 자동차를 말합니다. 일반 자동차에 비하여 유해가스 배출량이 적고, 연비가 우수한 차세대 환경 자동차입니다.

 

<전기차, 출처 : https://pixabay.com>

 

리튬 이온 배터리의 4대 구성요소 
리튬 이온 배터리는 크게 양극과 음극, 그리고 분리막과 전해질로 나누어집니다.

 

 양극
외부로부터 전자를 받아서 양극 활물질이 환원되는 전극으로 리튬이온을 포함하고 있다. 활물질은 전기화학적으로 반응하여 전기에너지를 생산하는 물질을 말한다. 양극을 자세하게 살펴보면 활물질, 도전제, 그리고 바인더가 있다. 도전제는 리튬산화물의 전도성을 높여주고, 바인더는 활물질과 도전제가 잘 붙을 수 있도록 해주는 역할을 한다.

 

이런 양극활물질은 리튬 이온 배터리의 용량과 전압을 결정한다. 리튬이온의 양에 따라서 전지의 용량이 커지게 되고, 리튬산화물의 종류에 따라서 전압도 결정되게 된다.

 

 음극
음극은 음극 기재에 활물질이 입혀진 형태로 형성되어 있다. 음극 활물질은 양극에서 나온 리튬이온을 흡수, 방출하면서 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 한다. 배터리가 충전상태일 때는 리튬 이온은 음극에 존재한다. 그리고 양극와 음극을 이어주게 되면 리튬 이온이 전해액을 통하여 양극으로 이동하게 되면서 리튬 이온과 분리된 전자는 도선을 따라 이동하면서 전기를 발생하게 된다.

음극도 역시 활물질, 도전제, 바인더가 구리 기재 위에 입혀진다. 음극에는 대부분 효율이 가장 좋은 흑연이 사용된다.

  전해액
전해액은 양극과 음극 사이에서 리튬 이온이 이동할 수 있도록 한다. 리튬 이온 배터리는 양극과 음극 그리고 사이의 분리막과 전해질로 이루어져 있기 때문에 액체인 전해질은 안정성이 떨어지게 되어 액체나 고체의 중간 형태인 겔 타입의 전해질도 개발 중이다. 

 분리막
분리막은 전지 내부의 양극과 음극이 만나지 않게 분리하는 역할을 한다. 전자가 직접 흐르지 못하고, 분리막을 통하여 이온이 이동하도록 한다. 따라서 전해액과의 친화도가 높아야 하고, 높은 온도에서는 분리막의 미세구멍이 용해되므로 이에 대한 안정성 확보 역시 중요하다. 분리막으로 사용되는 물질로는 폴리에틸렌(PE)와 폴리프로필렌(PP) 등이 있다.

<LIBs, 출처 : http://www.skinnovation.com/business/ie_libs.asp>

SK이노베이션은 배터리 사업부분에서 새로운 사업기회를 모색하면서 시장 공략에 박차를 가하고 있다. 앞으로 전기차 배터리 사업 내 SK이노베이션의 발전을 기대해 본다.