| 웨어러블 쌍극형 충전식 알루미늄 배터리 개발 | ||
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  중국과학원 물리연구소, 베이징응집물질물리국가연구센터 청정에너지실험실 E01연구팀은 플렉서블 배터리의 일체화 쌍극형 구조를 설계함과 아울러 해당 구조를 충전식 알루미늄 배터리에 응용했다(그림1). 해당 성과는 "Wearable Bipolar Rechargeable Aluminum Battery"라는 제목으로 "ACS Materials Letters"에 게재되었다. 그림1. 웨어러블 쌍극형 배터리 설명도 웨어러블 전자장치와 플렉서블 스크린의 활발한 개발은 선진 플렉서블 에너지 저장장치의 지속적인 연구를 촉진하였다. 유연성과 휴대성의 이중 요구를 충족시키기 위해, 플렉서블 배터리는 전극 재료 선택과 배터리 구조 설계에서 모두 양호한 유연성, 고에너지 밀도 및 우수한 안전 성능을 보유해야 한다. 현재, 대부분의 플렉서블 배터리 연구는 주로 유연성 재료와 소자의 개발에 중점을 두고 있다. 배터리의 전체 구조는 여전히 기존의 단극형 디자인을 따르며 배터리 전체의 유연성, 전도성 및 연결성을 유지하기 위해 종종 대량의 추가 비활성 소자를 도입하기 때문에 배터리의 에너지 밀도가 크게 감소된다. 따라서 웨어러블 배터리의 응용 특성에 따른 배터리 구조의 혁신 설계가 특히 중요하다. 탄소/폴리에틸렌 필름의 유연성과 쌍극형 구조의 낮은 내부저항, 고에너지 밀도의 장점을 완벽히 결합시킨 해당 설계는 우수한 내식성을 보유함과 아울러 조작이 용이하며(그림2) 양호한 전기화학적 안정성과 유연성을 나타(0°~120°)낼 뿐만 아니라 직접 시계줄로 만들어 4V 상용 전자시계에 전원을 공급할 수 있다(그림 3). 그림2. 탄소/폴리에틸렌 필름을 이용한 단층 충전식 알루미늄 배터리 전기화학적 성능 그림3. 4V 쌍극형 충전식 알루미늄 배터리 전기화학적 성능 해당 구조 설계는 10V 쌍극형 충전식 알루미늄 배터리로 조립되어 작동전압이 9V인 상용 LED 전등에 지속적으로 전력을 공급할 수 있으며 부피는 직렬 연결된 기존의 단극형 배터리의 54%에 불과하다(그림4). 그림4. 10V 쌍극형 충전식 알루미늄 배터리 전기화학적 성능 해당 설계는 고에너지 밀도 플렉서블 배터리 개발을 위한 새로운 아이디어를 제공한다. 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/NxCFmD-thRqoytKqkpRZjQ |
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