| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 아연-공기 전지용 전해질의 Gelling agent 분자량에 따른 자가방전 억제 효과 연구 |
| 초록 | 화석연료의 고갈과 환경오염으로 인한 지구온난화 문제가 대두되면서 전기자동차 개발이 자동차 산업의 핵심으로 떠오르고 있다. 현재 생산되고 있는 전기 자동차는 주로 니켈-메탈 하이브리드 전지와 리튬이온 전지가 적용되어 있다. 하지만 두 전지 모두 최대 에너지 밀도가 50Wh/Kg, 160Wh/Kg으로 낮아서, 내연기관 자동차와 비슷한 수준의 전기자동차를 구현하기 위해서는 높은 에너지 밀도를 가지는 전지시스템의 개발이 필수적이다. 이에 효과적인 대안이 될 수 있는 아연-공기 전지는 니켈-메탈 하이드라이드 전지나 리튬이온 전지보다 높은 에너지밀도(약 1084Wh/Kg)를 나타내며, 수용성 전해액을 사용하므로 안전성 면에서도 뛰어나다. 또한 아연 분말의 사용으로 인해 환경 오염물질을 전혀 배출하지 않는 무공해 전지이며, 공기중의 산소를 에너지원으로 사용하므로 양극의 재활용이 가능하다는 특징을 가진다. 그러나 이러한 많은 장점에도 불구하고 현재 아연-공기 전지는 보청기 정도에만 상용화 되어있다. 수계 전해액을 사용하는 특징 때문에 전극에서는 충 방전 반응 외에도 전해액의 전기 분해, 아연의 부식 반응 등이 일어난다. 전해액의 전기 분해 반응은 전해액의 점도를 높여 전지의 저항을 증가시키고, 아연의 부식 반응은 전지의 자가 방전을 유발하여 전지의 효율을 떨어뜨린다. 이러한 수계 전해액 사용의 문제점을 해결하기 위해 Gelling agent를 전해액에 첨가하여 Gel 상태의 전해액을 사용하는 방법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 Gel상태의 전해액의 점도 조절을 통해 전해액의 전기 분해 반응과, 아연의 부식 반응을 줄이는 방법을 연구했다. 또한 동시에, 아연-공기 전지의 장점인 높은 방전 용량과 고출력, 평탄한 방전 전압을 유지에 최적화된 분자량의 Gelling agent를 설계하기 위해 다양한 Gelling agent를 사용한 전해액의 점도와 임피던스, 전기화학 방전용량 등의 분석을 진행했다. |
| 저자 | 박정은, 조용남 |
| 소속 | 한라대 |
| 키워드 | <P>아연-공기 전지; 금속-공기 전지; 자가방전; 전해질; Gelling agent</P> |
