Litium-ion battery의 한계와 해결방안

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Lithium-ion battery는 현존하는 배터리 중 가장 많이 쓰이며, 가장 성능이 좋은 배터리라고 해도 과언이 아니다. 원소번호 3번인 리튬을 사용하여 분자량이 작기 때문에 비교적 가벼우며 같은 부피에 많은 에너지를 저장할 수 있다(즉, 에너지 밀도가 높다.). 그러나, 리튬 금속의 발굴 장소가 제한적이고 최근 electric vehicle에 대한 수요가 높아지면서 리튬 금속 자체의 가격이 매우 급증했을 뿐 아니라 전극으로 사용되는 희귀금속의 가격마저 상당히 비싸다. 또한 알칼리금속이기에 반응성이 매우 좋아 폭발 위험도가 매우 높고 이로 인한 사고 사례도 적지 않다. 이런 단점이 있음에도 불구하고 지난 10여 년 간 이를 넘어선 배터리가 나오지 않고있는데, 그 ‘이유’는 무엇일까. 연구자들은 lithium-ion battery를 넘어선 battery advancement가 ‘energy storage’-related issue에 대해 완전히 새로운 화학/물리학의 형태를 취해야할 정도로 어려운 것이라고 믿으며, 이는 배터리의 한 가지 요소에 집중했을 때 다른 요소들과는 타협을 봐야 한다는 데에 기인한다.

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