전고체 전지란 기존 리튬이차전지와 작동원리는 동일하나,

전지의 구성요소 중 가연성 액체로 되어 있는 전해질을 고체 전해질로 바꾸어

온도 변화와 외부 충격에 따른 화재·폭발 위험이 감소된 형태의 전지를 말합니다. 이는 온도 변화와 외부 충격 등에 대비한

안전장치 및 분리막이 필요 없어 동일한 크기로 원가절감과 고용량이 구현 가능합니다.

 

우선 화재위험이 없으므로 배터리팩 공간의 30% 이상을 차지하는 냉각장치가 제거된 공간에

추가적으로 배터리셀을 채워 넣어 에너지 밀도가 증대되며, 액체 전해질에서 양극과 음극을 물리적으로 차단해

전기적 단락을 방지하는 역할을 했던 분리막이 필요 없어

부피 감소와 원가 절감이 가능하고, 기존 리튬이온전지는 모노폴라 구조로서 용량 확장을 위해 여러 개의 셀을

연결해야 되는 반면, 전고체 전지는 멀티폴라 구조가 가능해 부피가 감소합니다.

또한, 용량이 흑연의 10배에 달하는 등 월등한 성능에도 불구하고

그간 화재 및 폭발 위험 때문에 사용하지 못했던 리튬금속을 음극활물질로 사용할 수 있어

동일한 크기로 고용량 구현이 가능합니다.

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하지만 전고체 전지의 장점에도 불구하고 소재 및 구조 특성에 따라 해결해야 할 기술적인 문제가 다수 존재합니다.

먼저, 고체 전해질은 액체 전해질에 비해 리튬이온의 이동속도가 낮아 전지의 출력이 낮으며,

전해질과 양극·음극이 맞닿은 계면저항이 높아 수명도 기존 전지에 비해 열위한 상태입니다.

또한, 충방전시 리튬금속(음극재) 표면에 덴드라이트가 생성되는 문제가 있습니다.

현재 이러한 문제를 방지하는 연구가 활발히 진행 중입니다.