학회 한국화학공학회
학술대회 2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터)
권호 28권 1호, p.472
발표분야 [주제 8] 에너지 저장
제목 Effect of Cathode Composition and Microstructure on Charge-Discharge Properties of Sodium Metal Chloride Batteries
초록 최근 신재생에너지에 대한 관심 증가로 battery energy storage system (BESS)에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 대부분의 BESS는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 배터리(LiB)가 사용되고 있다. 하지만 BESS 분야에서는 안전성이 매우 중요한 부분인데, 국내외에서 LiB BESS의 폭발 사고가 다수 발생하였다. 그에 따라 안전성이 높고 대형화가 쉬운 나트륨-염화니켈전지 (Na-nickel chloride battery, ZEBRA 전지)를 여전히 BESS에 적용하고 있다. 하지만 ZEBRA 전지는 LiB에 비하여 가격적으로 불리하고 에너지밀도가 낮다. 따라서 ZEBRA 전지의 가격 저감 및 용량 증가를 위한 연구/개발이 필요하다.

본 연구에서는 충방전 용량 향상과 니켈 사용 감소로 인한 가격 저감을 목적으로 니켈-철 복합 양극재료를 사용했고, 증가된 용량에 따라 사이클 안정성이 감소하는 문제는 양극 그래뉼의 밀도와 그래뉼에 사용되는 소금 입자 사이즈를 조절하여 개선했다. 개선된 셀에 사용된 양극 니켈 함량은 50% 감소, 충전 용량은 기존 상용셀 대비 25% 가량 증가했으며, Constant voltage (CV) mode 시험 시 200 mAh/g 의 용량으로 100th cycle 이상 유지되었다.
저자 안병민 1 , 안철우 1 , 김양도 2 , 최준환 1
소속 1 한국재료(연), 2 부산대
키워드 에너지 환경(Energy and Environment)
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