솔리드 스테이트 배터리 : 장점, 단점 및 시장 동향

솔리드 스테이트 배터리는 무엇입니까?

솔리드 스테이트 배터리는 전통적인 리튬 이온 배터리에서 발견되는 액체 전해질 및 분리기 대신 고체 전해질을 사용하여 구별되는 고급 배터리 기술입니다. 전통적인 리튬 이온 배터리는 음극 및 양극 재료, 액체 전해질 및 분리기로 구성됩니다. 고형 상태 배터리의 고체 전해질은 액체 전해질에 대한 안전한 대안을 제공합니다.

솔리드 스테이트 배터리의 장점과 단점

장점

높은 안전성 : 고체 전해질의 사용으로 인해 고체 배터리가 본질적으로 더 안전합니다. 그들은 리튬 수상 돌기의 형성을 효과적으로 방지하여 연소 및 폭발의 위험을 줄이고 고온에서 부작용을 제거합니다.

고 에너지 밀도 : 고형 상태 배터리는 양극 재료로 금속 리튬을 사용할 수있어 에너지 밀도가 상당히 증가합니다. 액체 전해질 배터리가 500 wh/kg을 초과하는 것은 어려운 일이지만, 고형 상태 배터리는 300-400WH/kg의 에너지 밀도를 달성 할 수 있습니다.

긴 사이클 수명 : 고체 전해질은 액체 전해질에서 볼 수있는 고체 전해질 간 중상 형성 및 리튬 수상 돌기와 관련된 문제를 다루고, 그로 인해 잠재적 수명이 45,000 사이클에 도달하면 사이클 수명을 크게 향상시킵니다.

단점

높은 계면 저항성 : 고체 전해질과 전극 재료 사이의 약한 접촉은 이온 전도도가 낮아서 계면 저항성이 높습니다..

높은 비용 : 현재, 솔리드 스테이트 배터리의 생산 비용은 상대적으로 높아서 광범위한 상업적 채택을 방해합니다.

솔리드 스테이트 배터리를위한 시장 환경

글로벌 개발 동향

전 세계 정부는 전기 자동차 개발을 적극적으로 지원하고 있으며 솔리드 스테이트 배터리 개발을위한 명확한 목표와 기술 계획을 세웠습니다. 2025 년까지 솔리드 스테이트 배터리로의 전환으로 에너지 밀도의 상당한 발전이 예상됩니다.

중국 : CATL 및 Prologium 기술과 같은 회사는 반고 상태 배터리의 파일럿 단계에 있으며 2025 년 이전에는 대량 생산이 예상됩니다.

일본과 한국 : Toyota는 2022 년까지 솔리드 스테이트 배터리가 장착 된 전기 자동차를 출시하는 것을 목표로하고 있습니다. 일본 기업은 솔리드 스테이트 배터리 기술을 이끌고 있습니다.

유럽과 미국 : 주요 서부 자동차 제조업체는이 분야에서 발판을 마련하기 위해 SolidPower 및 QuantumScape와 같은 솔리드 스테이트 배터리 스타트 업에 투자하고 있습니다.

미래의 전망

기술이 성숙하고 비용이 감소함에 따라 2025 년까지 솔리드 스테이트 배터리가 상업용 대량 생산에 도달 할 것으로 예상됩니다. 향후 몇 년 동안 액체 전해질의 함량은 점차 감소하며 완전히 고체 배터리는 업계 표준이되었습니다.

결론

솔리드 스테이트 배터리는 우수한 안전성, 고 에너지 밀도 및 긴 사이클 수명을 제공하여 미래의 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템에서 핵심 구성 요소로 배치합니다. 그러나 높은 비용과 기술적 장애물과 관련된 문제는 여전히 남아 있습니다. 글로벌 협업 및 연구를 통해 솔리드 스테이트 배터리는 상업용 응용 프로그램에 가까워지고 재생 가능 에너지 부문의 새로운 기회와 도전을 제시합니다.