처음 읽는 2차전지 이야기

탄생부터 전망, 원리부터 활용까지 전지에 관한 거의 모든 것!

시라이시 다쿠 지음 | 이인호 옮김

플루토 2022년 06월 03일 출간 종이책 : 2021년 10월 12일 출간

작품소개

책소개

2차전지는 전기자동차를 타고 급성장 중
지금 전세계적으로 가파르게 성장하는 시장이 전기자동차 시장이다. 석유를 동력으로 하는 내연기관 자동차에 뒤이어 차세대 운송수단인 전기자동차는 2차전지가 만들어내는 전기를 동력으로 하고 있기 때문에 전기자동차 시장의 성장과 더불어 2차전지 시장도 급성장하고 있다.
2차전지는 충전하면서 반복해 쓸 수 있는 전지를 말한다. 현재 2차전지 시장을 이끌고 있는 전지는 리튬이온전지다. 스마트폰은 물론이고 대부분의 휴대전자기기와 전기자동차 전원장치로 리튬이온전지가 적용되고 있다. 이러한 상황으로 리튬이온전지에 대한 관심은 그 어느 때보다 뜨겁고, 리튬이온전지 산업을 이끌고 있는 우리나라의 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등의 기업가치도 지속적으로 올라가고 있다. 더욱이 완제품을 제조하는 기업뿐 아니라 리튬이온전지에 쓰이는 소재를 생산하는 국내의 기업들 역시 그 가치가 올라가고 있다.
리튬이온전지의 소재는 전극 소재, 양극 물질, 음극 물질, 전해질, 분리막 등인데, 전해질 소재를 제조하는 솔브레인, 전극 재료인 알루미늄박과 구리박을 제조하는 삼아알미늄과 일진머티리얼즈, 분리막 원료를 제조하는 대한유화, 양극재를 제조하는 포스코케미칼과 코스모신소재, 전극 내에서 전자가 잘 이동하도록 도와주는 도전체를 제조하는 나노신소재, 전해질에 들어가는 리튬염을 제조하는 후성 등 수많은 국내의 소재기업 가치가 상승하고 있다.
최근 일본의 소재 수출 규제로 정부가 국내의 소재기업을 적극 지원하고 있기 때문에 이러한 추세는 당분간 지속될 것이다. 특히나 전기자동차 원가의 절반 이상을 리튬이온전지가 차지하고 있고, 리튬이온전지 원가의 절반 이상을 소재가 차지하고 있는 상황을 고려하면 국내 리튬이온전지 관련 소재기업의 가치는 더욱 상승할 것이다.

목차

들어가며
감수자의 글-기후변화의 위기 속에서 기회가 되어주는 2차전지

1장 전지에 관한 아주 기초적인 이야기
1 우리 주변에 있는 다양한 전지
2 형태로 분류한 화학전지
3 화학전지의 발명과 진화
4 자동차배터리로 맹활약하는 세계 최초의 2차전지
5 전지의 기초-전지의 기본 구조
6 전지의 기초-화학반응식으로 이해하는 전지반응
7 전지의 기초-산화환원 반응
8 전지의 기초-수소반응에 의한 전압 저하
9 볼타전지를 개량한 다니엘전지
10 전지의 전기를 만드는 이온화경향에 관하여
11 이온화경향을 보여주는 표준환원전위
12 깁스에너지, 표준환원전위를 구하는 또다른 방법

2장 건전지와 2차전지 이야기
1 건전지의 구조와 원리
2 알칼리망간건전지의 ‘알칼리’란 뭘까
3 전지의 성능-기전력의 크기
4 전지의 성능-출력의 크기
5 전지의 성능-얼마나 오래 쓸 수 있을까
6 전지의 성능-에너지의 크기
7 1차전지는 왜 충전할 수 없을까
8 전통의 자동차배터리, 납축전지
9 납축전지의 전지반응
10 납축전지는 왜 열화하는 걸까
11 에디슨이 발명한 니켈-철 전지
추억의 빨간 망간과 검은 망간

3장 다양한 2차전지 이야기
1 니켈계 2차전지
2 니켈-카드뮴전지
3 니켈-아연전지
4 니켈-수소전지
5 우주에서 활약하는 또 하나의 니켈-수소전지
6 NAS전지
7 산화환원 흐름 전지
8 제브라전지
9 산화은 2차전지
10 2차전지의 충전
11 스마트폰과 전기자동차의 급속 충전
12 무선 충전 기술
13 충전효율과 사이클수명
14 충·방전 문제-메모리효과와 리프레시 충전
15 충·방전 문제-덴드라이트
16 충·방전 문제-활물질의 미세화와 고립화
17 충·방전 문제-과방전과 과충전
18 축전지와 축전기 중간쯤에 위치한 전기 이중층 축전기
헷갈리는 아니온과 카티온, 애노드와 캐소드

4장 다양한 리튬이온전지 이야기
1 리튬계 전지의 역사
2 리튬이온전지의 원리
3 리튬이온전지의 형태와 용도
4 양극에 따라 달라지는 리튬이온전지
5 리튬이온전지의 종류-리튬코발트산화물이온전지
6 리튬이온전지의 전해액
7 리튬이온전지 분리막의 기능과 소재
8 리튬이온전지의 종류-리튬망간산화물 이온전지
9 리튬이온전지의 종류-리튬인산·이온전지
10 리튬이온전지의 종류-삼원계와 니켈계 리튬이온전지
11 리튬이온전지의 종류-리튬폴리머 2차전지
12 사고를 방지하는 배터리관리시스템
13 리튬이온전지의 열화와 재활용
14 리튬 2차전지의 종류-이산화망간-리튬 2차전지
15 리튬 2차전지의 종류-리튬티탄산화물 2차전지
16 리튬 2차전지의 종류-바나듐계, 니오브계 리튬 2차전지
산화수와 전하

5장 차세대 2차전지 이야기
1 차세대 2차전지의 선두를 달리는 전고체전지
2 리튬-황전지는 꿈과 같은 리튬금속 2차전지
3 최고의 2차전지라는 리튬-공기 2차전지
4 나트륨이온전지
5 다가이온전지
6 유기라디칼전지
7 전환전지
8 플루오르이온 셔틀전지
9 이중이온전지
10 바이폴라 2차전지
11 리튬이온축전기
12 리튬이온전지의 후계자는 역시 리튬이온전지일까
우주에서 활약하는 리튬이온전지와 이온엔진

작가정보

저자(글) 시라이시 다쿠

白石 拓
교토대학교 공학부를 졸업했으며 과학기고가로 활동하고 있다. 2009년부터 2015년까지 히로사키대학교 랩 버스 사업에 ‘히로사키대학교 교육력 향상 프로젝트 강사’로 참여했다.
주요 저서로는 《노벨상 이론! 그림으로 보는 「소립자」 입문(ノーベル賞理論! 図解「素粒子」入門)》 《투명 인간이 되는 방법 슈퍼 테크놀로지에 도전하기(透明人間になる方法 スーパーテクノロジーに挑む)》 《이상 기후의 의문을 풀다(異常気象の疑問を解く)》 《제대로 다루기! 「단위」의 구조와 기초 지식(きちんと使いこなす! 「単位」のしくみと基礎知識)》) 등이 있다.

번역 이인호

카이스트 전산학과를 졸업하고 소프트웨어 개발자로 일하는 한편, 글밥아카데미 일본어 출판번역 과정을 수료하고 바른번역 소속 번역가로 활동하고 있다.
옮긴책으로 《머릿속에 쏙쏙! 물리 노트》 《과학인문학으로의 초대》 《무한의 끝에 무엇이 있을까》 《물리학은 처음인데요》 등이 있다.