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리튬이온전지 (2)
울트라북, 태블릿의 성장의 해답은? 리튬 폴리머 전지

울트라북, 태블릿의 성장의 해답은? 리튬 폴리머 전지

애플 아이패드, 아이패드2, 삼성전자 갤럭시탭, 갤럭시탭 10.1, 갤럭시탭 8.9, 갤럭시탭 7.7 등 태블릿은 물론 내년 큰 이슈로 자리잡은 울트라북이 성공하기 위해 필요한 것은?

바로 배터리 입니다. 그리고 리튬 폴리머 전지입니다.


현재 가장 많이 사용되고 있는 2차 전지는 리튬이온전지 입니다. 이 리튬이온전지는 2차 전지 시장의 전부라고 해도 될 만큼 많은 비중을 차지하고 있습니다. 당장 우리가 사용하고 있는 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 거의 모든 제품에는 리튬이온전지가 담겨 있습니다 

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회성이 아닌 양극과 음극 사이에 유기전해질을 넣어 충전과 방전을 반복해서 사용할 수 있습니다. 특히 회로가 탑재되어 있어 수시로 충전, 방전을 해도 수명에 큰 영향이 없습니다. 또한, 무게가 가볍고, 고 용량의 전지를 만드는 데 유리해 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 제품에 많이 사용되고 있습니다.


다만 문제점은 내부에 액체로 된 전해액이 들어있는데, 이 물질이 폭발 위험이 있다라는 점입니다. 이미 배터리 폭발 사건이 발생한 사건들을 접한 적이 있을 듯 합니다. 자주 발생하지는 않지만 분명 위험성은 존재합니다. (물론 삼성SDI 등 국내 및 브랜드 업체가 만든 제품이 아닌 중국산의 경우 문제가 되고 있습니다.) 이러한 문제를 최소화 시키기 위해 리튬이온 배터리는 보호회로의 기술이 접목되어 있습니다.

그리고 이 보다 더 발전된 2차 전지가 바로 리튬 폴리머 전지입니다. 양극과 음극 사이에 고체나 겔 형태의 폴리머 재료로 된 전해질을 사용하여 전기를 발생시키며 가장 큰 특징은 다양한 모양으로 만들 수 있다라는 점입니다. 전해질의 특성상 누액 발생이 없어 알루미늄 필름을 외장재로 사용해 자유로운 형상이 가능합니다. 이러한 특징으로 더 얇은 배터리 그리고 독특한 모양의 배터리를 만들어 낼 수 있게 됩니다


또한, 리튬이온 배터리에 탑재된 전해질 대신 젤 타입의 전해질을 사용해 폭발위험을 줄인 것이 특징입니다. 발화되거나 미세하게 터지는 것은 있지만 사람에게 피해를 입힐 만큼의 폭발력은 없다고 합니다. 이외에도 리튬이온 전지에 비해 제조공정이 쉬워 대량생산 및 대형 전지 제조가 가능하다는 장점이 있습니다.

이 리튬 폴리머 전지가 울트라북, 태블릿 성장의 밑거름이 될 것이라는 추측은 폴리머 전지가 자유로운 형상으로 만들 수 있기 때문입니다.

현재 모바일 시장은 그 어느 때보다 뜨겁습니다. 삼성전자 갤럭시S2, 갤럭시 노트, 갤럭시탭, 슬레이트PC 그리고 애플의 아이폰4S, 아이패드, 맥북에어 등 기기 하나에 열광하고 하나의 문화를 만들고 있습니다. 이러한 호응에 힘입어 제조사는 더욱 다양한 단말기를 만들어내고 있습니다.


특히 디바이스에 대해 더 얇고 더 가벼운 제품을 만들고자 하는 현 흐름을 봤을 때 자유로운 형상이 가능한 리튬 폴리머는 꼭 필요한 2차 전지라고 할 수 있습니다. 이 뿐만이 아닙니다. 루머로 전해지고 있는 삼성전자의 플렉시블(디스플레이가 휘어지는) 스마트폰 역시 실제 실현 가능케 하기 위해서는 이를 뒷받침해줄 수 있는 배터리가 있어야 합니다.

터리의 자유로움은 단순히 얇은 디바이스에 벗어난 지금과는 다른 더욱 다양한 디자인의 제품이 나올 수 있다라는 것입니다


재 삼성SDI에 대한 2차 전지 리튬 폴리머전지에 대한 성장성을 기대하고 있습니다. 특히 폴리머 전지는 소형 이외에 중대형까지 폭넓게 이용할 수 있고 대형 폴리머 전지의 경우 전지 제품 중 가장 높은 수익성을 확보하고 있습니다

미 맥북에어에 삼성SDI 폴리머전지가 채택되어 지금과 같이 얇은 디자인이 나올 수 있게 된 만큼 조금 더 개선되어야 할 기술적 부분을 보완 되서 더욱 획기적인 제품이 나오기를 기대해봅니다 



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전기 자동차, 리튬이온 전지가 왜 필요할까?

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이 글은 삼성 SDI 필진으로 작성한 글입니다.

전기 자동차, 하이브리드 자동차, 친환경 자동차 등 다양한 이름의 자동차가 있습니다. 사실 전 차가 없기에 자동차에 대해 그닥 많은 지식을 가지고 있지는 않습니다. 하지만 IT 블로그를 하면서 친환경, 전기, 하이브리드 자동차라는 용어를 자주 접하게 되었고 알게 모르게 몇몇의 지식과 정보를 습득하게 되었습니다.

전기 자동차가 필요한 이유가 무엇일까요? 그리고 왜 전지 자동차 미래의 성장 사업으로 각광받고 있을까요? , 리튬이온 전기가 항상 같이 언급되는 이유는 무엇일까요?

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아바타라는 영화가 지구 에너지가 고갈되었다는 시점에서 부터 시작되었습니다.

대표 화석에너지인 석유는 점점 고갈되고 있습니다. 이에 고유가 시대에 연일 유가는 큰 폭으로 상승하고 있으며 유가 채굴 가능 기간은 약 40년 정도로 다가왔습니다. 이에 대체 에너지를 찾고자 하지만 아직 이렇다 할 성과를 이뤄내지 못하고 있습니다. 또한, 곳곳이 환경오염으로 인한 피해를 입고 있고 자연재해 등 심각한 상황까지 맞닥뜨리게 되었습니다.

국내만 살펴 보겠습니다. 한국은 07년 기준 세계 9대 온실가스 배출국입니다. 이산화탄소 배출량이 113.1% OECD 국가 평균 17.4% 비해 엄청 높은 상황입니다. 이에 2년 뒤인 2013년부터 한국은 2020년까지 온실가스를 05년 대비 4.0% 감축하기로 결정했습니다.

이러한 상황에서 미국, EU, 일본 등은 화석에너지의 주 소비재인 자동차에 있어 새로운 친환경 자동차 개발에 관심을 가지게 되었고 이에 대한 개발 지원과 투자 지원이 이뤄지고 있는 상황입니다. 항상 뒤늦게 시작하는 한국도 이번에는 발 빠르게 움직이려고 하고 있습니다. 또한, 전기자동차에 담길 리튬이온 전지 시장에 박차를 가하고 있습니다.

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그렇다면 왜 전기 자동차에는 리튬이온 전지 일까요?

기존 니켈 수소(Ni-MH) 전지를 채용한 하이브리드 차량이 있음에도 왜 미래는 리튬이온 전지임을 내세우고 있을까요? 뻔한 대답이겠지만 최종 목표인 전지자동차(EV, Electric Vehicle)에 내장하기 가장 알맞기 때문입니다. 08년 최근까지 HEV(Hybrid Electric Vehicle)에 내장되었던 니켈 수소 전지는 안정성에 있어서 검증된 기술이긴 하지만 에너지 효율이 떨어지고 무겁다는 치명적인 단점을 가지고 있습니다. 에너지 효율을 높이기 위해 많은 니켈 수소 전지를 차에 내장하면 그 만큼 무게가 무거워져 결국 효율은 더 낮아질 수밖에 없었습니다.

하지만 차세대 표준 2차 전지로 선택된 리튬이온 전지는 노트북, 넷북, 스마트폰, 휴대폰, 디지털 카메라 등 모바일 제품에 다양하게 채택되고 사용되면서 자연스럽게 일상생활 속에 자리잡기 시작했고 그 안에 안정성은 물론 배터리 하면 리튬이온이 떠오를 만큼 대중화 할 수 있었습니다.

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, 니켈 수소 전지만큼의 안정성 여기에 긴 수명과 낮은 방전률 그리고 높은 에너지 밀도와 가벼운 무게 등 충분히 니켈 수소 전지를 대체 하고도 남을 만큼의 성능과 쓰임새를 보여주기 때문에 미래 전기 자동차의 파트너로 리튬이온 전지가 선택된 것입니다.

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물론 아직 부족한 부분도 있습니다. 안정성이나 무게, 소형화 가능, 에너지 밀도의 우수성 등 다양한 장점이 있음에도 아직 전기자동차가 본격적인 시동을 걸지 못하고 있는 것은 아무리 에너지 밀도와 효율이 좋다고 하더라도 화석에너지 만큼의 주행거리를 보여주지 못하고 있기 때문입니다. 각 차종 별로 차이가 있겠지만 주유소에 들어가 약 5분 이내 주유를 하면 얼마든지 달릴 수 있는 기존 차량과는 달리 충전하는데 상당한 시간이 소요되며(평균 30) 한번 충전으로 달릴 수 있는 주행거리 길지 않다는 단점이 있습니다.

이를 해결하기 위해 하이브리드카가 먼저 등장했습니다만 친환경 자동차, 전기 자동차라고 하기에는 다소 쑥스러운 부분이 분명 존재합니다.

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이렇듯 전기 자동차 시장은 아직 활짝 폈다기 보다는 활짝 펴기 위한 준비단계로 현재로써는 세계 자동차 시장에 약 1~2%에 달하는 낮은 비중을 차지하고 있지만 2020년 최대 20%까지 성장할 것으로 내다 보고 있습니다. , 미래 성장 산업의 1~2위로 손꼽히는 친환경 전기 자동차 시장에 있어 리튬 이온 전지 시장은 더불어 발전하고 성장할 수 있는 분야인 만큼 국내 업체의 선전이 무엇보다 기대되는 상황입니다.

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그리고 이러한 기대에 국내 기업인 삼성 SDI가 그 몫을 충실히 해나가고 있습니다. 이미 다른 글을 통해서도 작성했지만 이미 독일 보쉬와 배터리 합작법인 SBLimotive 설립 10년간 BMW 전기차 배터리 공급을 독점 계약했으며 리튬이온 전지 시장의 강자로 자리매김 하고 있습니다. 아마 앞서 언급한 단점을 보완한 삼성 SDI의 리튬이온 전지가 들어간 전기 자동차가 곧 출시 되지 않을까 하는 기대를 해봅니다.

국내 업체가 타 경쟁사들에 비해 나은 전기 자동차의 완제품을 만들어 주면 좋겠지만 애플 아이패드의 내부 부속품이 국내 기업의 제품이 대다수인 것과 같이 해외 유수 전기 자동차에 국내 기술력이 듬뿍 담기는 모습도 더 빠른 실적증대는 물론 경쟁에서 밀리지 않는 하나의 방법이 아닐까 합니다.

필진으로 활동하면서 매주 글을 작성하고 있는데 배우는 게 참 많다는 생각입니다. 디테일하게 들어갈 필요는 없지만 현재 자동차 시장 그리고 이 자동차를 이끌고 나가는 전지 시장이 앞으로 어떻게 흘러갈 것인지를 아는 것은 꼭 필요하지 않을까 합니다. 함께 공부해 보아요!


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