리튬이온전지

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목차

1. 서론

2. 리튬이온전지의 구성 및 동작원리
2-1. 리튬이온전지의 원리
2-2. 리튬이온전지의 특성
2-3. 리튬이온전지의 구조
2-4. 리튬이온전지의 충전
2-5. 리튬이온전지의 특징
2-6. 리튬이온전지의 사용상 주의사항

3. 리튬이온전지 국내 기술개발 및 특허 동향
3-1. 기술개발 동향
3-2. 특허 동향

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

1. 서론

고도화된 사회의 도래, 그리고 멀티미디어의 급격한 발전에 따른 이동통신용 기기, 휴대형 전자기기 및 복합기능을 겸비한 새로운 정보단말기 등의 빠른 보급은 소형화, 경량화, 고용량화, 충전시간 단축 등이 요구되는 새로운 전지의 출현을 요구하고 있으며, 또한 세계적으로 환경오염 문제가 심각해지고 있는 시점에서 에너지 절약과 청정에너지의 관점으로부터 전력용 또는 자동차용의 새로운 전지가 강력히 요망되어지고 있다.
이차전지는 전기자동차의 상용화를 앞두고 선진국에서는 경쟁적으로 박차를 가하고 있는 제품이며, 또한 환경오염 규제가 심해짐에 따라 현재 많이 사용되고 있는 Ni-Cd전지를 대체할 수 있는 전지로서 개발되고 있다.
이차전지로서의 리튬이온전지는 니켈망간전지나 니켈카드뮴전지보다 에너지 밀도가 높고 면적당 용량이 크다. 또한 자기방전율이 낮으며 수명이 길다. 게다가 메모리 효과가 없어서 사용의 편리성과 장수명의 특성을 지닌다.
최근의 전자기기에 폭넓게 사용되고 있는 리튬이온전지의 구성 및 동작원리를 살펴보고 국내의 기술개발 및 특허동향에 대하여 알아보고자 한다.

2. 리튬이온전지의 구성 및 동작원리

2-1. 리튬이온전지의 원리

상이한 재료간에 전위가 서로 다름으로 인하여 전위차가 발생하고 이로 인해 전자이동현상이 수반된다. 이를 이용하는 것이 전지의 기본원리이다.
리튬이온전지는 전기화학적으로 리튬을 삽입할 수 있는 정극 및 부극 재료와 리튬이온을 이송할 수 있는 매질로서 비양성 자성극성 유기용매를 사용한다.
정극에 리튬을 보함하고 있는 화합물을 사용하고 이 정극의 리튬은 충전시 정극으로부터 탈 도프하고 방전시 정극으로 도프된다.
이와 같이 리튬의 도프 탈 도프가 가능한 재료로 정극에 사용되는 대표적인 재료가 코발트산 리튬이다.

그림 1은 정극에 코발트산 리튬부극에 흑연을 사용한 리튬이온전지의 원리를 나타낸 것이다.
충전시는 리튬이온이 정극에서 탈 도프 부극흑연의 층간으로 이동하고 방전시는 흑연층사이에서 리튬이온을 이동시켜 정극층사이로 되돌아온다

참고 자료

1. 김경연, 유형별 경쟁 가열되는 리튬이온 이차전지, LG주간경제 2003년 12월 24일, 36-40
2. 과학기술부/한국과학재단 지정 에너지변환/저장 연구센터, 해외첨단 기술 정보조사 과제 최종보고서, 연료전지, 이차전지 및 초고용량 캐 패시터의 해외연구동향 조사, 과학기술부(2003)
3. J. Xie, G.S. Cao and X.B. Zhao, Electrochemical performances
of Si-coated MCMB as anode material in lithiumion cells, Materials Chemistry and Physics, 88, 295 (2004).
4. B. Scrosati, Nature 373 (1995) 557.
5. A.B. Chmielewski, A. Das, C. Cassapakis, D. Allen, W.J. Schafer, J. Sercel, F. Deligiannis, M. Piszcor, P.A. Jones, D.
Barnett, S. Rawal, T. Reddy, 31st Int. Energy Conv. Eng. Conf. 4 (1996) 2193.
6. D.W. Ihm, J.G. Noh, J.Y.Kim, J. Power Sources 109 (2002) 388-393.
7. R. Koksbang, J. Barker, H. Shi, M.Y. Saidi, Solid State Ionics 84 (1996) 1.
8. R. Koksbang, I.I. Olsen, D. Shackle, Solid State Ionics 69
9. Jian Tu, Xin Bing Zhao, Improved performance of LiMn2O4 cathode materials for lithium ion bat