■ 책 소개

새로운 에너지 사회 구축을 위한

차세대 리튬 이온 전지

지구 온난화에 따른 기상 이변 문제가 표면화되고 있는 가운데 이산화탄소의 발생량을 줄이는 것은 매우 중요하고도 긴급하게 해결해야만 하는 과제다. 이산화탄소를 줄이기 위해서는 화석 연료를 재생 가능한 자연 에너지로 전환해야 하고, 내연 기관을 사용하는 모빌리티도 전동화해야 한다.

미래의 에너지 사회를 구축하기 위해서는 높은 에너지 변환 효율로 전기 에너지를 저장하는 에너지 장치가 필요하다. 2차 전지는 이와 같은 목적에 부합하는 에너지 장치 중 하나로써, 다양한 자연 에너지를 도입할 수 있어 미래의 에너지 사회를 구상하는 핵심 기술로 인정받고 있다. 현재 ‘리튬 이온 전지’가 이와 같은 목적으로 응용되고 있는데, 에너지 밀도 등의 문제로 인해 앞으로 다가올 에너지 사회에서는 보다 높은 에너지 밀도를 가진 2차 전지가 필요하다. 이에 따라 높은 에너지 밀도, 절대적인 안전성, 매우 긴 수명 등의 특성을 지닌 전고체 전지가 주목을 받고 있다. 전고체 전지는 전해질을 고체화함으로써 지금까지 사용할 수 없었던 리튬 금속 음극 등의 고용량 재료를 사용할 수 있게 됐고, 액체에 비해 안정적이며 전지의 수명을 늘이는 데도 도움이 된다. 전고체 전지는 리튬 이온 전지의 결점을 모두 보완해 준다.

이 책에서는 2차 전지의 하나인 전고체 전지의 의의, 전고체 전지를 제작하는 방법, 공정 기술을 알아본다. 이 책에서 다루는 것은 황화물계의 고체 전해질과 산화물계의 전해질로 현실적인 셀 설계를 고려해 세라믹과 고분자가 복합된 형태의 전해질도 알아본다. 또한, 지금까지의 연구로 얻은 재료 개발 방법, 전지의 제작 방법, 향후 해결해야만 하는 문제점 등을 중심으로 설명했다.

(본 저서는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 출판하였습니다.)

■ 저자

카나무라 키요시(金村 聖志, Kanamura Kiyoshi)

• 동경도립대학교 대학원 도시환경과학연구과 환경응용화학영역 교수

• 1980년 3월 교토대학교 공학부 공업화학과 졸업

• 1987년 1월 교토대학교 공학박사 취득

• 1995년 3월 교토대학교 대학원 공학연구과 물질에너지화학전공 조교수

• 2002년 4월 동경도립대학교 대학원 공학연구과 응용화학전공 교수

• 2010년 4월 수도대학교동경 대학원 도시환경과학연구과 도시환경과학환 분자응용화학영역 교수

• 2018년 4월 수도대학교동경 대학원 도시환경과학연구과 도시환경과학전공 환경응용화학영역 교수

■ 역자

정순기

한양대학교 공업화학과에서 학사 및 석사 학위를 취득하였다. 교토대학교 대학원 물질에너지화학과에서 박사 학위를 취득한 후, 미국 로렌스버클리 국립연구소의 연구원으로 전기자동차용 리튬이온전지의 전극/전해질 계면반응 연구를 수행했다. 현재 는 순천향대학교 에너지시스템학과 교수로서 전기화학을 기반으로 차세대 전지 소재에 관한 연구를 수행 중이다. 역서로는 『전기화학』, 『리튬이차전지』, 『직업으로서의 과학자』, 『노벨화학상 요시노 박사의 리튬이온전지 발명이야기』 등이 있다.

한원철

성균관대학교 화학과를 졸업하고 동경대학 응용화학과 석사 및 박사 학위를 취득하였다. 동경대학 생산기술연구소 박사 연구원으로 리튬이온전지 전극재료 합성 및 반응, 수소전지(연료전지) 전해질 재료 합성 및 반응 연구를 하였다. 삼성SDI에 입사하여 사업부 리튬이온전지 셀개발, 본사 기획팀, 본사 신사업발굴 TF팀, ESS(거치형 중대형 전지)기획/마케팅, 사업부 리튬이온 전지 팩개발, 사업부 리튬이온전지 셀개발(EV용 전지)을 하였다. 역서로는 『슈퍼배터리와 전기자동차 이야기』, 『폴리머 전지』, 『노벨화학상 요시노 박사의 리튬이온전지 발명이야기』 등이 있다.

머리말

1. 2차 전지를 둘러싼 환경

2. 전지의 특성

3. 리튬 이온 전지의 현황

4. 혁신 전지의 필요성

5. 전고체 전지의 반응과 특징

6. 고체 전해질

7. 전고체 전지의 제작 방법

8. 전고체 전지의 전망

9. 앞으로 전개될 2차 전지의 모습

참고 문헌

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