전고체 배터리

현재 기술 수준과 한계점

이온 전도도 문제 :
고체 전해질은 액체 전해질보다 이온 전도도가 낮아 배터리의 출력이 저하될 수 있으며, 특히 저온 환경에서는 이온 이동성이 더욱 저하되어 성능 유지가 어려움
계면 저항 및 접촉 면적 문제 :
고체 전해질과 전극 사이의 접촉 면적이 작아 계면 저항이 증가, 전력 손실 발생.계면 저항을 줄이기 위한 고온 가압 공정이 필요하여 제조 비용 증가
리튬 덴드라이트 형성 :
리튬 금속을 음극으로 사용할 경우, 충·방전 과정에서 덴드라이트(Dendrite, 나뭇가지 모양 결정체)가 형성되어 내부 단락 및 폭발 위험 증가
제조 공정의 복잡성 및 비용 문제 :
고체 전해질의 제조 기술이 아직 확립되지 않았으며, 대량 생산 시 비용이 높음.전극과 전해질 사이의 접합이 어려워 고온·고압 공정이 필수적, 이는 제조 비용을 더욱 증가시키는 요인.

성능 향상 및 문제 해결 방안

초고순도 재료 제조 및 분산제 무사용 공정 :
천연 나노 기술을 적용하여 양극재 및 음극재를 초고순도로 제조, 불순물 제거.분산제 없이도 균일한 입자 분산이 가능하여 전해질과 전극 간의 접촉 저항을 최소화.
라운드형 입자 및 최적 사이즈 컨트롤 :
라운드형 입자로 가공하여 전극과 전해질 간 접촉 면적을 극대화, 이온 전도도 향상. 입자의 크기를 최적화하여 리튬 덴드라이트 형성을 억제, 안전성 향상.
초정밀, 균일한 분포 및 접촉 극대화 :
나노 단위에서 전극과 전해질의 균일한 분포 실현, 불균일한 전류 분포 문제 해결.전극-전해질 계면에서의 이온 이동 경로 최적화, 계면 저항을 최소화하여 출력 향상.
저비용 천연 나노 공법 적용 :
값싼 천연 소재를 활용한 나노 공법으로 고비용 희귀 금속 사용량 절감. 대량 생산 시 제조 공정 단순화 가능, 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있음.
폭발 위험 감소 및 저온 성능 유지 :
고체 전해질과 안정적인 전극 재료를 적용하여 폭발 위험 감소. 극한 환경에서도 배터리 성능이 저하되지 않도록 저온에서도 높은 이온 전도성을 유지.

01

초미세 천연 나노 분쇄 기술 (0.5~1000nm)

나노미터 단위의 정밀한 입자 크기 제어를 통해 최적의 이온 전도성 확보.
재료의 표면적을 증가시켜 이온 확산 효율을 극대화, 배터리 성능 향상.

02

화학적 안정성 확보 – 배터리 수명 연장

고체 전해질의 화학적 안정성을 증가시켜 배터리의 장기적인 수명 연장.
전극 재료의 열화 방지, 안정적인 성능 유지.

03

온도 의존성 제거 및 성능
안정성 확보

고온 및 저온 환경에서도 성능 저하 없이 안정적인 작동 가능.
열 저항성 향상, 과열 방지 및 저온 환경에서도 에너지 손실 최소화.

04

셀 설계의 구조적 한계 극복

액체 전해질의 제약 없이 새로운 배터리 셀 설계 가능, 에너지 밀도 및 안전성 증가.
더 작고 가벼우며 유연한 배터리 설계 가능, 차세대 에너지 저장 기술의 새로운 가능성 제시.