이차전지 산업 개요

이차전지 산업은 일반적으로 4개의 핵심 소재산업(양극재, 음극재, 분리막, 전해질)과 배터리 제조 산업으로 분류한다.

 

 

 

이차전지 산업 개요

배터리 제조는 양극재와 음극재 사이에 분리막을 넣어 케이스에 삽입 후 전해액을 주입하여 제조하며 배터리 재생은 배터리에 사용된 유가 금속을 회수하는 산업이다.

 

 

전지(battery)의 분류

전지(battery)는 물리적 전지, 생물학적 전지, 화학적 전지로 분류할 수 있다.

- 물리적 전지는 태양열 혹은 원자력 등의 열에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하며, 생물학적 전지는 미생물이나 효소를 바이오 촉매로 사용하여 전기 에너지를 생산한다.

- 화학적 전지는 물질의 산화환원 반응을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 방식으로 연료전지(fuel cell), 일차전지(primary battery) 그리고 이차전지(secondary battery)로 구분하고 있다.

 

<그림 1> 전지(battery)의 분류

 

연료전지의 대표적인 예로는 수소연료 전지를 들 수 있으며 일차전지는 흔히 사용하는 건전지와 같은 일회용 전지이다.

이차전지는 반복적인 충·방전을 통해 반영구적 으로 사용이 가능한 전지로 충전식 전지로도 불린다.

 

 

이차전지 산업

이차전지 산업은 일반적으로 4개의 핵심 소재산업(양극재, 음극재, 분리막, 전해질)과 배터리 제조 산업으로 분류한다.

- 양극재는 배터리의 용량과 출력을 결정하며 배터리 생산원가의 약 40 %를 차지하는 핵심 소재로 양극 활물질, 도전재, 바인더를 혼합하여 양극 집전체에 코팅하여 생산한다.

- 음극재는 양극 에서 충전 시 방출되는 리튬이온을 저장했다가 다시 방출하며 전기에너지를 발생시키는 역할을 하며 음극 활물질, 도전재, 바인더를 혼합하여 음극 집전체에 코팅하여 생산한다.

- 분리막은 배터리 내부에서 양극과 음극을 분리하고 리튬이온만 이동할 수 있는 통로의 역할을 하며 주로 폴리올레핀계의 다공성막을 사용한다.

- 전해질은 리튬이온의 이동 통로로 현재 이차전지 산업에서는 전해질 염을 비수계 유기용매에 혼합하여 제조한 전해액을 주로 사용한다.

 

<표 1> 2차전지 구성요소

 

 

국내 이차전지 산업분류

국내 산업 현황 및 산업보건학적 측면을 고려하여 이차전지 산업을 리튬 (lithium), 양극 활물질(cathode active material), 음극 활물질(anode active material), 전해액(electrolyte), 분리막(separator), 집전체(current collector), 바인더(binder), 도전재(conductor), 배터리 제조(battery manufacturing) 그리고 배터리 재생(battery recycling)으로 세분화하여 총 10개 산업으로 분류한다.

<그림 2> 이차전지 산업 구분

 

배터리 제조는 양극재와 음극재 사이에 분리막을 넣어 케이스에 삽입 후 전해액을 주입하여 제조하며 배터리 재생은 배터리에 사용된 유가 금속을 회수하는 산업이다.

 

Reference : KOSHA 연구보고서 국내 이차전지 산업 현황 및 취급 화학물질 관리방안(Ⅲ)