전수지전지(All resin battery, 全樹脂電池), 차세대형 바이폴라(Bipolar)적층형 리튬이온(Li-ion) 전지개발로 APB사가 80억엔을 조달

전수지전지(All resin battery, 全樹脂電池)는 독자적인 제조 프로세스에 의해 종래의 리튬이온 전지보다도 공정을 단축하여 제조비용(cost), 리드타임(lead time)절감을 실현하였고, 지금까지 없는 높은 이상시의 신뢰성과 에너지밀도를 실현하고 있다. 셀의 대형화가 가능하여 형상자유도가 높은 것도 특징이다.

전류가 전극과 평형 하게 흐르는 종래형 리튬이온(Li-ion)과 달리 전류가 전극의 두께방향으로 흐르는 구조를 바이폴라(Bipolar)구조 라고 한다. 전수지전지와 바이폴라구조를 채택하여 정극/음극(의)에 금속에 비해서 전기저항이 높은 수지집전체를 채택하는 것이 가능하게 되어 이상시의 신뢰성향상에 공헌하고 있다. 또한, 1매1매의 전지셀을 그대로 쌓는 것으로 직렬접속이 가능하기 때문에 종래형 리튬이온(Li-ion)에 비교해서 부품수의 감소 와 제조프로세스의 간략화에 공헌한다. 이러한 특징을 살려 새로운 방법으로 건축물의 축전지, 재생가능 에너지 중에 불안정 전원으로 불리는 태양광과 풍력 등의 안정전원화, 스마트시티, 마이크로그리드 등의 비즈니스 모델 창출을 검토해간다.

[APB주식회사 대표 호리에씨의 코멘트]
종래, 전지설계에 있어서 전류를 통하는 단자, 집전체는 저항을 저감하기 위한 부재로서 금속인 것이 필수라로 생각해왔다. 당사는 지금은, 세계처음으로 집전체를 포함한 전지골격을 전부 수지재료로 재구축하고, 또한 바이폴라구조를 채용하는 것으로 출력은 기존과 동등하게 확보하면서 이상시에서도 전지내부에서의 급격한 발열/온도상을 억제한다. 세계 처음으로 전지설계와 이것을 지탱하는 일련의 혁신적인 기술군을 창출하고, 이 고성능전지를 전수지전라고 이름을 붙였다.

• 전지구조의 비교이미지

• 전수지전지의 단 셀 및 모듈구성 이미지

• 신개발의 전수지모듈 (사이지 : 약 550×400 × 50 mm)

• 내부구조 (40매의 전지 셀을 바이폴라 적층한 직렬접속)

 • 배터리 이상시의 신뢰성
이상시에 있어서 장해, 고장 등이 발생하기 어려운 정도. 리튬이온 전지에 있어서 단락, 접힘, 충격, 절단 등의 이상상태가 발생한 경우의 발열, 발화사건의 발생의 어려운 정도를 나타낸다. 전수지전지는 단락시 다전류가 발생하여 발화의원인이 되는 금속집전체를 사용하지 않고 그 대신에 저항이 큰 수지집전체를 사용하기 때문에 단락발생시에도 대전류가 흐르는 것 없이 이상시의 신뢰도가 높다.
• 에너지밀도
일정체적 또는 중량당 어느 정도의 에너지량(Wh)을 발생할 수 있는지를 나타낸 지표. 기존형의 리튬이온전지에서는 전지밀도를 모듈로 하는 과정에서 전지 간의 접촉,이상시의 신뢰성확보를 위해 많은 부품과 공간을 필요로 하지만, 전수지전지는 바이폴라구조 와 높은 이상시의 신뢰성 등으로 이러한 부품과 공간을 저감 가능하게 되어 에너지밀도를 향상시키고 있다.

공개 : 2020년 3월 14일
작성 : 2020년 3월 13일
출처 : Motor-Fan Tech , Obayashi (Japanese)