04. 리튬이온전지 VS 리튬폴리머전지 차이점, 장점, 단점

리튬 이온 전지는 흔히 많이 들어보셨을텐데, 리튬 폴리머 전지는 아마 생소하실 것 같습니다. 요즘 핫한 전고체전지가 리튬폴리머 전지에 속한다는것을 알고계신가요? 오늘은 리튬 이온전지와 리튬폴리머 전지를 알아보겠습니다. 

리튬이온전지와 리튬폴리머전지의 분류

1) 리튬이온전지란?

리튬이온전지란 말 그대로 리튬 이온을 이용한 이차전지를 의미한다. 리튬 이온은 충전과 방전의 과정에서 양극과 음극으로 이동하는데, 이때 발생하는 에너지를 사용할 수 있는 원리이다. 일반적으로 리튬이온전지는 양극,음극,분리막,전해액으로 구성되어 있다. 여기서 전해액을 액체로 사용하는가 겔 형태 또는 고체 형태로 사용하는지에 따라 리튬이온전지, 리튬겔폴리머전지, 전고체전지로 분류한다. 

2) 리튬폴리머전지란?

리튬폴리머전지란 크게 2가지의 형태의 전해질을 사용하는 전지가 포함된다. GPE(gel-polymer electrolyte), SPE(solid polymer electrolyte) 이다. GPE는 겔 폴리머 전해질을 사용하는 전지로 완전 고체 상태가 아닌 우리가 흔히 아는 젤리 형태로 액체+고체 상태가 적절히 섞여 있는 상태라고 이해하면 된다.  반면, SPE는 전해질 자체를 고체상태인 전지를 의미한다.

3) 리튬이온전지와 리튬폴리머전지의 차이점

리튬 이온전지와 리퓸폴리머 전지의 가장 큰 차이점은 전해질이 액체인가 액체+고체, 고체인가에 따라 분류된다.

 

물리가교 겔 고분자 전해질

Van der Waals force 등의 물리적인 결합으로 가교된 물리 가교

세퍼레이터 또는 전극에 겔 고분자 전해질을 얇게 코팅하여 제조

외관상 각형 리튬이온과 동일한 구조

대표적인 고분자 : PEO,PAN,PVdF 공중합체, PMMA 등

 

화학가교 겔 고분자 전해질

화학결합으로 짜여진 네트워크를 형성

가열이나 시간경과로 겔 구조가 변화하기 어려운 특성

고분자 전구체인 pre-polymer를 용해시켜 이것을 전지 내에 함침시킨 후 열중합하여 전지 내부의 전해질을 완전히 균일한 겔상으로 형성

4) 리튬이온전지와 리퓸폴리머전지의 각각의 장점

리튬이온전지 : 전해질을 액체로 사용하기 때문에 이온전도도가 높기 때문에 상용화가 가능하다. 

리튬폴리머전지 : 전해질 누액의 문제가 없다. 전해질 자체가 고체상태이기 때문에 별도의 분리막을 사용하지 않아도 된다.안전하다.  

5) 리튬이온전지와 리퓸폴리머전지의 각각의 단점

리튬이온전지 : 충격이 가해질 시 화재가 날 가능성이 있으며, 누액의 이슈가 생길 수 있다.

리튬폴리머전지 : 리튬이온의 전도도가 매우 낮아 상용화를 위해 해결해야 할 문제가 많다.