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쾌속 충전이 가능한 리튬이온 배터리 재료 발견
등록일2020.10.13 조회수672
첨부파일 20201013_LiBM.docx 중국과학기술대학교 JI Heng-xing(季恒星) 교수는 미국 UCLA(University of California, Los Angeles) DUAN Xiang-feng(段鑲鋒) 교수 등과 공동으로 흑린 복합재료로 전극판을 제조했다. 실험 결과, 해당 전극판을 9분 동안 충전할 경우 약 80%의 전력량을 회복할 수 있다. 해당 성과는 "Science"에 게재됐다. 전통적인 연료유 자동차는 5분 동안에 100% 주유를 완료하고 500Km 주행할 수 있다. 하지만 현재 시판되고 있는 가장 선진적인 전기자동차 일지라도 약 1시간 충전해야 500Km 주행할 수 있다. 따라서 쾌속 충전 능력을 보유한 대용량 리튬이온 배터리 개발은 관련 분야의 주요 목표이다. 전극 재료는 배터리 성능 지표를 결정하는 핵심 요인이다. JI Heng-xing 연구팀은 흑린을 알칼리금속 이온 배터리 음극으로 할 경우 매우 높은 질량 용량을 보유함을 발견했다. 하지만 층상구조의 변두리로부터 시작하여 구조 파괴가 쉽게 발생한다. 연구팀은 고에너지 볼밀링 방법을 이용하여 흑린 나노시트와 흑연 나노시트가 나란히 평행 배열된 복합재료를 획득함으로써 리튬이온이 해당 복합재료 내에서 고효율적으로 이동할 수 있게 했다. 에너지가 리튬이온과 전극 재료의 화학반응을 통해 배터리로 "출입"할 수 있는 능력 그리고 전극 재료의 리튬이온 전도 능력은 충전 속도를 결정하는 핵심이다. 연구팀은 통상적인 공법 및 기술적 파라미터를 이용해 흑린 복합재료로 전극판을 제조했다. 실험실 테스트 결과, 전극판을 9분 동안 충전할 경우 약 80%의 전력량을 회복할 수 있고 2,000 라운드 순환 후에도 90%의 용량을 유지할 수 있다. 적합한 양극 재료 및 기타 보조 재료 등을 찾음으로써 해당 재료의 규모화 생산을 달성할 경우 에너지 밀도가 350Wh/Kg에 달하는 쾌속 충전 능력을 보유한 리튬이온 배터리를 획득할 전망이다. 전기자동차는 에너지 밀도가 350Wh/Kg인 리튬이온 배터리로 거의 1,000Km 주행할 수 있다. 현재 테슬라 모델 S의 100% 충전 후 주행 거리는 약 650Km이다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/202010/t20201010_4762381.shtml