금속공기전지의 동향, Li-S전지의 동향(일본어판)

금속공기전지의 동향

~상업화를 향한 여정은 사용하는 금속재료에 따라 다종다양

　전지 특성 향상의 Li공기, 재주목되는 Fe공기 등으로 새롭게 전개~

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1. 들어가며

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2. 금속공기전지란

그림1. 일반 전지(좌)와 금속공기전지(우)의 개념도

표1. 금속공기전지의 주요 음극 금속과 그 특성

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3. 금속공기전지 유형별 개황

3-1. 공기아연전지

그림2. 버튼형 공기아연 1차전지의 기본 구조

3-2. 마그네슘공기전지

3-3. 알루미늄공기전지

3-4. 수소/공기 2차전지(HAB)

그림3. 수소/공기 2차전지의 전지 반응

3-5. 리튬공기전지

3-6. 철공기전지

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4. 금속공기전지 시장 전망

그림·표1. 금속공기전지의 세계 시장규모 추이·예측(금액: 2022-2030년 예측)

그림·표2. 금속공기전지의 2차전지 세계시장 비율(금액: 2022년)

그림·표3. 금속공기전지의 2차전지 세계시장 비율(금액: 2030년 예측)

그림·표4. 금속공기 2차전지 세계시장 구성비(금액: 2030년 예측)

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5. 주목 기업·연구기관의 대응

5-1. 팔타마이크로배터리재팬 주식회사/VARTA AG

그림5. (좌)코인형 리튬이온배터리 ‘Coin Power’, (우)축전지(ESS)

그림6. VARTA제 공기아연 1차전지 ‘Power One’ VARTA AG 자료에서 발췌

5-2 후지쿠라컴포지트 주식회사

그림7. 공기마그네슘 1차전지 'Watt Satt'

그림8. 후지쿠라컴포지트가 개발을 진행하는 배터리리스 누액감지시스템

5-3. 국립연구개발법인 물질재료연구기구(NIMS)

그림9. NIMS가 개발한 다공성 카본 전극

그림10. 충방전 후 음극의 단면 SEM 증가 좌: 보호막 없음, 우: 보호막 있음

그림11. NIMS만의 하이스루풋 배터리 평가 시스템

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Li-S 전지 동향

~'경량 특성'에 강점, 사이클 수명의 진전으로 장기적인 시장 창출을 위해 전진~

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1. 들어가며

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2. Li-S 전지 개요

2-1. Li-S 전지란

그림1. Li-S 전지의 원리

2-2. 유황계 양극재 용량은 현재 LiB 양극재를 능가

표1. 유황과 현재 LiB의 주요 양극재 이론용량·전압

그림2. 리튬황전지의 중량에너지밀도 잠재력

2-3. Li-S 전지의 전극 반응과 개선 과제

표2. Li-S 전지의 개선 과제

2-4. 국내외 Li-S 전지 연구개발 동향

그림3. VS4(금속다황화물) 양극의 8Ah급 셀(왼쪽)과 그 충방전 곡선

그림4. ALCA-SPRING이 제시하는 리튬유황전지 개발 콘셉트

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3. Li-S 전지 시장 전망

그림·표3. Li-S 전지의 초기 세계 시장 전망(금액: 2022-2030년 예측)

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4. 관련 기업·연구기관 대응

4-1. 주식회사 ADEKA

그림5. SPAN 합성 스킴

그림6. (왼쪽) SPAN 양극과 현재 양극재의 충방전 곡선,

(오른쪽) SPAN 양극과 Li 금속 음극을 이용한 코인셀에서의 사이클 특성 비교

4-2. 후지색소 주식회사/GS 얼라이언스 주식회사

그림7. 동사가 개발한 리튬황전지의 충방전 곡선

그림8. 블 매스에서 직접 제작한 양극재를 이용한 리튬이온전지

4-3 스미토모고무공업 주식회사

그림9. 스미토모고무가 개발한 유황계 양극재 텐더 X선 나노스코프에 의한 화학결합상태 가시화 이미지

4-4. 국립대학법인 요코하마국립대학대학원 공학연구원(독고·우에노 연구실)

그림10. 용매화 이온 액체의 Li2S8 용해도(오른쪽)와 동 액체 전해질 Li-S 전지의 충방전 특성

4-5 간사이대학 화학생명공학부 전기화학연구실(이시카와 마사시 교수 연구실)

4-6. 도쿄도시대학 이공학부 응용화학과 고분자·바이오화학연구실(기능성 고분자)

그림11. 폴리황화탄소의 화학구조와 가압성형 샘플

그림12. 도전성 유황 양극의 개발: 전고체계 LiB