[화요특집] 2차 전지의 종류와 업계 현황.. 니켈카드뮴전지

최근들어 세계 2차전지 시장은 빠른 변화를 겪고 있다. 특히 국내의 경우는 전지의 교체속도가 너무 빨라 정신을 못차릴 정도다.

니켈카드뮴전지가 주종을 이루던 2차전지 시장이 니켈수소전지로 교체되기 시작하는 듯하더니 불과 1년도 못되는 사이에 리튬이온전지로 다시 변화하고 있는 것이다.

특히 국내 휴대폰 업체들의 경우 작년 한해동안 세계적인 공급부족으로 리튬이온전지를 구하기 위해 일부에서는 임원들이 일본 전지업체에 상주하기까지 하는 등 큰 어려움을 겪어야 했다.

이처럼 소형 2차전지 시장이 급변하고 있는 이유와 각종 2차전지의 특성 및 국내외 업체들의 참여현황을 개략적으로 소개한다.

<편집자>

<니켈카드뮴전지>

니켈카드뮴전지는 수산화니켈을 양극활물질로 사용하고 음극활물질에는 카드뮴을 사용한 전지로, 공칭전압이 1.2V이며 에너지밀도는 표준형이 1백Wh/ℓ, 고용량 제품이 1백60Wh/ℓ이다. 5백회까지 재충전해 사용할 수 있고 기존 1차전지와 호환이 가능하며 신뢰성이 우수한 것이 특징이다.

현재의 밀폐형 니켈카드뮴전지는 30년대 독일에서 개발한 것으로 과충전시 음극에서 발생하는 산소를 미리 양극보다 고용량으로 해둔 음극에서 물로 되돌려 보수가 필요없게 함으로써 당시 2차전지 개발의 최대 현안이었던 충, 방전시의 가스발생 및 누액문제를 해결했다.

이후 양음극의 용량비 및 세퍼레이터의 종류에 대한 연구와 극판제조법이 발전하고 양산설비가 개발되면서 니켈카드뮴전지는 휴대형 기기에서 폭발적인 수요를 보여왔다.

그러나 니켈카드뮴전지는 아직 에너지밀도가 낮고 대전류 방전에서 전압저하 및 자기방전이 크며 완전 방전하지 않고 재충전을 하면 용량이 줄어드는 메모리효과로 인해 최근에는 니켈수소전지 및 리튬이온전지 등 차세대 2차전지로 급속히 대체되고 있고, 특히 휴대폰 및 노트북 등 전지의 용량 및 무게 등에 민감한 첨단기기 시장에서는 거의 찾아볼 수 없을 정도다.

하지만 아직은 무선전화기 및 휴대형 카세트 등 높은 가격경쟁력을 요하는 제품에는 대부분 이 전지가 사용돼 현재까지도 전체 소형 2차전지 시장의 70% 이상을 점유하고 있으며, 오는 2005년까지도 50% 가량을 차지할 것으로 보인다.

생산업체로는 마쓰시다, 산요, 일본전지, 유아사 등 일본업체와 독일 바르타, 프랑스 샤프트를 비롯해 수많은 업체들이 있으며 국내에서는 로케트전기가 77년 한국과학기술원과 공동으로 원통 밀폐형 소결식 니켈카드뮴전지를 개발, 85년부터 양산하고 있다. 로케트전기는 올해안에 각형의 제품도 생산할 계획이다.