2차전지

2차 전지

충전해서 반영구적으로 사용하는 전지. 친환경 부품으로 주목받고 있다. 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화·환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지를 말한다. 2차전지는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 4대 핵심소재로 구성된다. 한 번 쓰고 버리는 1차전지(primary battery, 일반 건전지)가 재사용이 불가능하고 전지의 수거나 재활용 등에 드는 비용이 많다는 단점이 있는 반면, 2차전지는 여러 번 충전을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 2차전지는 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등 들고 다니는 전자기기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재이며, 부가가치가 높아 반도체 및 디스플레이와 함께 21세기 '3대 전자부품'으로 꼽힌다. 특히 2차전지는 2011년 기준 세계시장 규모가 200억 달러를 돌파하였으며 전기자동차 시장의 성장과 더불어 중대형 에너지 저장용 2차전지 시장의 성장으로 향후 그 규모가 더 확대될 것으로 전망된다. 2012년 현재 국내 기업들이 전 세계 2차전지 시장에서 우위를 차지하고 있다. 2차전지 개발 초기에는 일본 기업이 전 세계 시장의 절반 이상을 점유하였으나, 1997년 삼성SDI·LG화학·SK 등 국내기업들이 2차전지 시장에 본격 진출한 지 10여 년이 지난 2011년에는 일본 기업을 제치고 삼성SDI가 1위를 차지하였다. 2012년에도 삼성SDI는 1위를 이어갔고, LG화학은 일본 산요에 이어 3위를 차지하였다. 2차전지는 충전물질로 무엇을 쓰느냐에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등으로 나뉜다. 1980년대 니켈카드뮴전지와 니켈수소전지의 등장에 이어 90년대 리튬계 2차전지가 등장하였고, 2000년대 이후 리튬폴리머전지가 도입되면서 2차전지의 새로운 시대를 맞고 있다. 리튬이온전지는 현재 2차전지 시장의 대부분을 차지하고 있는 것으로, 양극과 음극 사이에 유기전해질을 넣어 충전과 방전을 반복하게 한다. 무게가 가벼운 데다 고용량의 전지를 만드는 데 유리해 휴대전화기 등에 많이 사용되고 있다. 리튬폴리머전지는 리튬이온전지에서 한 단계 발전한 전지로, 양극과 음극 사이에 고체나 겔 형태의 폴리머 재료로 된 전해질을 사용 전기를 발생시킨다. 모양을 다양하게 할 수 있고 현재까지 개발된 2차전지 가운데 가장 얇은 전지를 만들 수 있다는 장점이 있다.