차세대반도체연구회

(요약) 전기자동차는 배터리를 구동 에너지원으로 하여 전기모터를 구동하는 방식의 환경친화적 자동차로 1873년 영국의 R. Davidson에 의해 세계 최초로 소개되었으나, 가솔린자동차의 급속한 진보와 충분한 주행거리를 확보하지 못하는 배터리의 기술적인 문제 때문에 실용화가 늦어져왔다. 그러나 1980년대부터 무공해 차량에 대한 인식의 증가와 더불어 새로운 배터리기술의 개발에 힘입어 1990년대 초부터 전기자동차의 개발이 재개되었다. 특히 1998년 미국 캘리포니아 주정부의 엄격한 배기가스 규제인 ZEV(Zero Emission Vehicle)의 발효로 전기자동차의 개발이 본격화되고 있다. 20세기 후반에 들면서 환경에 대한 중요성이 재인식되면서 다시 전기자동차에 대한 관심이 높아지기 시작하였다. 환경문제에 대처하는 자동차를 찾기 시작한 것은 약 30년 전부터이다. 현재로는 전기에너지를 사용하기 때문에 에너지원을 다양화할 수 있고, 2040년이면 석유자원이 고갈되리라는 석유 수급 불균형에 대처할 수 있다는 점, 가솔린 자동차가 전체 에너지 효율이 10.3%인데 비해 전기자동차는 17.8%까지 에너지 효율을 높일 수 있다는 점, 대기오염에 대한 규제 강화로 무공해 차량의 의무적인 판매에 대응한다는 점 등 여러 가지 이유로 인하여 전기자동차의 필요성이 더욱 증가하고 있다. 현재에 연구되는 대체 자동차는 크게 세 가지로 분류되고 있는데 첫째, 전력만을 이용하는 전기자동차, 두 번째로 휘발유와 디젤의 대체연료로 연료전기를 사용하는 연료전지차, 세 번째로 가장 현실 적용이 빠른 하이브리드 전기자동차이다. 충방전을 반복하면서 전기에너지를 전달하는 2차 전지는 이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터, PDA 등 휴대용 정보기기의 발달과 함께 빠르게 성장하고 있다. 여러번 재사용이 가능한 2차 전지는 한 번의 방전을 통해 전기에너지를 이용하게 되는 1차 전지에 비하여 환경보전, 자원 절약 등 다양한 면에서 잇점을 가지고 있다. 대표적인 2차 전지로는 니켈카드뮴 전지(Ni-Cd), 니켈수소 전지(Ni-MH), 리튬이온(Li-Ion) 2차 전지 등이 있다. 2차 전지 시장의 대부분을 차지하고 있는 이들 전지는 구성 재료와 전기 화학적 특성이 서로 다르다. 전동공구 등에 주로 쓰이는 니켈카드뮴 전지는 1990년대 중반까지 2차 전지 시장을 주도하였다. 그러나 니켈카드뮴 전지는 음극재로 쓰이는 중금속인 카드뮴이 인체에 해롭고 환경오염을 일으킬 우려가 있으며, 에너지 밀도가 낮다는 단점 때문에 시장이 빠르게 위축되고 있다. 1990년대 초 등장한 니켈수소 전지는 높은 에너지 밀도와 저렴한 가격을 바탕으로 기존의 니켈카드뮴 전지를 대체하면서 안정적인 시장을 형성하고 있다. 아직까지는 Ni-MH 의 가격이 리튬이온 전지에 비해 싸고, 품질이 안정적이며, 기기에 따른 전압특성으로 인해 Ni-MH 를 계속 채용하는 경우가 있으나, 기기에 기능이 다양하게 추가되고 휴대용 기기의 개발이 활발하여 짐에 따라 사이즈 대비 고용량화의 필요성이 절실하여 리튬이온계 2차 전지의 개발이 더욱 가속화되는 실정이다. 기술트렌드를 요약하면 리튬이온전지의 고용량화, 슬림화와 형상을 자유자재로 바꿀 수 있는 리튬이온 폴리머 전지의 성능 개선으로 요약할 수 있다. 더 나아가 차세대 전지로서 새로운 chemistry에 대한 연구개발이 활발히 진행 중이다. 이에 대한 응용 기기로 현재는 3C 시장 즉, 휴대폰, 노트북 PC, 캠코더에 응용이 되고 있으나, 향후 고출력 전지로 설계하여 전기자전거(Electric assisted bicycle), 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle/Electric Vehicle)용으로 개발되어 emerging market에 대응하고 있다. (내용) 제1장 서론 제2장 기술동향 및 전망 1. 기술의 개요 2. 기술의 특성 가. 리튬이온전지의 원리 나. 리튬이온전지의 특징 다. 리튬이온전지의 구조 3. 국내외 연구개발 동향 가. 국내 기술동향 나. 해외 기술동향 제3장 시장동향 및 전망 1. 해외시장 동향분석 2. 국내시장 동향분석 3. 향후 시장 전망 제4장 결론 <참고문헌> * 출처: 부품소재종합정보망