도시바(Toshiba)에서 새로운 리튬 이온 배터리를 개발했다.
도시바는 28일 보도자료를 통해 코발트 프리인 5V급 고전위 양극 재료를 사용하여 새로운 리튬 이온 배터리를 개발했다고 발표했다.
일반적인 리튬 이온 배터리 양극 재료에 사용되는 레어 메탈인 코발트는 생산 국가가 제한되어 공급망과 비용의 안정성이 해결 과제인데, 이번에 도시바가 개발한 5V급 양극 재료에는 코발트를 포함하지 않는다. 또한 최근 수요 증가와 함께 가격이 상승하고 있는 니켈 함유량도 적기 때문에 비용 뿐만 아니라 자원 보전의 관점에서도 우수하다고 설명하고 있다.
리튬 이온 배터리의 정극의 재료에는 코발트 프리에 니켈 함유량이 적은 '니켈 망간 산화물(LNMO)'이 주목받고 있으나 5V급 고전위 정극에서는 전해액의 산화 분해로 인한 가스화로 인해 배터리가 팽창하거나 수명이 짧아지는 문제가 있었다.
지금까지는 전해액을 고농도화하거나 불소화 용매·이온 액체의 적용 등 전해액의 산화 내성을 향상시키려는 시도가 많았는데, 도시바는 정극의 입자 표면에 전해액과 반응을 억제하는 기술과 부극 표면에서 용출 이온을 무해화하는 기술을 개발하여 일반적으로 사용되는 전해액에서 가스 발생을 억제할 수 있다고 한다.
도시바는 니오부티탄 산화물(NTO) 부극을 채용해 1.5Ah급의 라미네이트형 배터리 프로토타입을 제작하여 3V 이상의 고전압, 5분간 80% 급속 충전 성능, 그리고 6,000회 이상의 충전·방전을 반복해도 초기 상태에 비해 80% 이상의 용량을 유지하는 내구성, 60℃의 고온 아래에서도 우수한 수명 특성을 입증했다고 밝혔다.
도시바는 새로 개발된 리튬 이온 배터리를 2028년 실용화 하는 것을 목표로 연구 개발을 진행해 나가고, 전동 공구나 산업 기기 등 소형으로 고전압을 필요로 하는 용도부터 장차 자동차용 배터리까지 전개할 수 있게 해당 기술을 이용한 배터리 대형화를 목표로 한다고 밝혔다.
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