Ag 코팅에 따른 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸 AISI2507의 2차 상의 유무에 따른 전기 화학적 거동의 연구

[2025 카모페어]

최근 휴대용 전자기기 및 전기 자동차의 수요가 급격히 증가하면서, 이를 위한 에너지 저장 매체인 리튬 이온 배터리 수요 또한 빠르게 증가하고 있다 [1,2]. 이러한 추세로 인해 인간이 리튬 이온 배터리에 노출되는 빈도가 증가하면서, 배터리의 안정성을 높이는 것이 중요한 문제로 떠오르고 있다 [3,4]. 리튬 이온 배터리와 관련된 여러 문제 중에서 열적 문제는 사용자의 안전과 직결되기 때문에 중요한 사안이다 [5,6]. 현재 열적 문제의 위험을 최소화하기 위해 다양한 시스템과 열을 흡수하는 촉매가 개발되고 있으며, 그 결과 열적 문제의 발생 빈도는 다소 완화되고 있다. 또한, 배터리 안정성을 개선하기 위해 배터리 온도를 실시간으로 모니터링하는 시스템이 도입되고 있다 [7,8,9,10]. 그럼에도 불구하고, 배터리 가열로 인한 화재 사고, 즉 열 폭주를 효율적으로 예방하는 것은 여전히 어려운 과제이며, 특히 배터리 케이스 소재에 대한 연구는 상대적으로 부족하다. 리튬 이온 배터리는 사용 조건에 따라 발열 양상이 달라지며, 배터리의 안전을 보장하기 위해서는 발열을 효과적으로 제어하는 것이 필수적이다 [11,12]. 휴대전화나 전기자동차가 고온으로 가열되며 폭발하는 경우 생명에 위협을 줄 수 있다 [13]. 특히, 배터리 내부에서 열이 국부적으로 축적되면 700℃까지 온도가 상승하는 열 폭주라는 문제가 발생한다. 이에 대응하기 위해 기존에 사용되던 배터리 케이스의 소재를 개선하려는 연구들이 진행되고 있다. 대표적으로, 낮은 녹는점을 (670℃)을 가지는 알루미늄 대신, 녹는점이 더 높은 스테인리스 스틸 (AISI304, 1400℃)을 사용함으로써 고온 가열 시 배터리 안정성을 강화한 연구가 그 예다 [14,15]. 이는 배터리 케이스 소재를 개선함으로써 배터리 안정성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여준다.

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