실리콘 음극재 by NH투자증권

실리콘 음극재 by NH투자증권

 

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하이니켈 양극재 기술의 한계

• 배터리 3사는 양극재 내 니켈 비중 80% 이상의 하이니켈 배터리 개발 및 생산을 통해 배터리 에너지 밀도. 향상에 주력
• 다만 ‘The Battery Conference 2021’(2021년 6월 9일)에서 K-배터리 3사 모두 니켈 함량 한계를 94%로 제시 
• 향후 양극재에 이어 음극재 개발 속도가 탄력을 받을 것으로 예상 

 

리튬이온 배터리란?

• 리튬이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성
• 양극은 리튬(Li)과 산소(O)가 만난 리튬산화물(Li + O)로 구성 
• 충전: 리튬이온(Li+)이 양극에서 음극으로 이동
• 방전: 리튬이온(Li+)이 음극에서 양극으로 이동 

 

양극재란?

• 양극재는 배터리 원가의 40% 이상을 차지하는 핵심 소재로, 용량 및 출력과 같은 배터리의 특성을 결정짓는 중요한 역할 수행 
• 양극의 특성을 나타내는 것은 활물질로, 활물질에 따라 저장되는 전자(e)의 수가 달라지기 때문에 배터리 용량·전압의 차이가 발생 
• 니켈(Ni)은 고용량, 망간(Mn)·코발트(Co)는 안전성, 알루미늄(Al) 은 출력특성을 향상시키는 역할수행 

 

음극재란?

• 음극재는 배터리 수명에 있어서 가장 중요한 역할 수행
• 배터리 수명 단축 요인: 충·방전이 반복될수록 리튬이온이 흑연층을 출입하면서 음극의 부피가 계속 변하게 되고,이는 흑연구조에 변화를 유발
• 부피가 덜 팽창되는 소재를 사용하면 배터리 수명 연장은 물론 많은 공간을 만들 수 있어 배터리 용량 증대도 가능 

 

실리콘 음극재

• 최근 실리콘(Si) 첨가를 통한 음극재 성능 개선도 활발히 진행
• 실리콘은 흑연에 비해 에너지 밀도가 10배 이상 크기 때문에, 음극재 내. 실리콘 비율이 높을수록 배터리 용량 및 충전속도 증가
• 다만 실리콘의 쉽게 부풀어오르는 특성때문에 음극재에 순수한 실리콘을 사용하지 못하고, 흑연에 일정 양만 첨가하여 사용 

 

실리콘 음극재 시장 확대

 

 

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