효율적이고 지속 가능한 에너지 저장에 대한 수요가 정점에 도달 한 시대에 하버드 대학교 공학 대학 및 응용 과학의 획기적인 개발은 배터리 기술 분야에서 새로운 벤치 마크를 설정했습니다. 연구원들은 최소 6,000 번의 충전 및 방전주기를 견딜 수있는 새로운 리튬 금속 배터리를 공개하고 불과 몇 분 안에 완전히 충전 할 수있는 능력을 자랑했습니다. 이 혁신적인 발전은 배터리 사용 방식을 변화시킬뿐만 아니라 전기 자동차와 같은 산업에서보다 실용적인 응용을위한 길을 열어줍니다.
이 연구의 핵심은 잠재적으로 혁신적인 배터리를위한 재료에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 방법 인 리튬 금속 양극을 사용하여 고형 상태 배터리의 제조에 있습니다. 최근“Nature Materials”에 발표 된이 연구는 리튬 금속 양극을 이해하고 활용하는 데있어 중요한 걸음을 강조합니다. 이 논문의 저자 인 Xin Li는 다음과 같이 말했습니다.“리튬 금속 양극 배터리는 배터리의 성배로 간주됩니다. 그들은 상업용 흑연 양극보다 10 배의 용량을 가지고있어 잠재적으로 전기 자동차의 구동 범위를 크게 증가시킵니다. 우리의 연구는 산업 및 상업용 응용 분야에서보다 실용적인 솔리드 스테이트 배터리를 향한 중요한 단계입니다.”
이 배터리를 설계하는 데있어 가장 큰 과제 중 하나는 양극 표면에 수상 돌기를 형성하는 것입니다. 이러한 뿌리와 같은 구조는 전해질에서 자라서 양극과 음극을 분리하는 장벽을 피어서 배터리 단락 및 화재로 이어집니다. 2021 년에 Li와 그의 팀은 다층 배터리를 설계하여 양극과 음극 사이에 다양한 안정성의 다양한 재료를 산재 함으로써이 문제를 해결했습니다. 이 다층, 다중 물질 설계는 리튬 수상 돌기를 완전히 차단하지는 않았지만 그들의 침투를 제어하고 함유했습니다.
최신 연구에서 팀은 마이크로 미터 크기의 실리콘 입자를 양극에 통합하여 더 많은 진전을 이루었습니다. 이 접근법은 석유 반응을 수축시키고 두꺼운 리튬 금속의 균일 한 전기 도금을 촉진하여 수상 돌기 형성을 효과적으로 방지합니다. 또한, 전기 도금 및 스트리핑 공정은 평평한 표면에서 빠르게 발생하여 배터리가 단 10 분만에 완전히 충전 될 수 있습니다.
실험 단계에서는 파우치 배터리가 우표 크기의 파우치 배터리 생성을 보았습니다. 놀랍게도,이 배터리는 6,000 사이클 후에도 용량의 80%를 유지하여 현재 시장에 나와있는 다른 파우치 배터리를 능가했습니다.
하버드의 이러한 혁신은 단순한 학문적 성취 이상입니다. 배터리 기술의 주요 도약을 의미합니다. LI와 그의 팀이 개발 한 리튬 금속 배터리는 용량, 안전 및 효율성을 높이면서 특히 전기 자동차에서 에너지 저장 및 사용에 혁명을 일으킬 수있는 잠재력을 보유하고있어보다 지속 가능하고 에너지 효율적인 미래를 향한 우리의 여정에서 중요한 이정표를 표시합니다.
후 시간 : 1 월 12 일. 12-2024
