| 신형 마그네슘 기반 이중이온 배터리 개발 | ||
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 중국과학원 선전(深圳)선진기술연구원 등 기관의 연구진은 불용성 유기음극 재료 기반 새로운 마그네슘 기반 이중이온 배터리(Mg-DIB)를 개발했다. 해당 성과는 "Energy Storage Materials"에 게재되었다. 최근, 리튬이온 배터리가 가전제품, 신에너지 자동차 및 에너지 저장 등 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 그러나 리튬 자원 저장량이 제한되고 분포가 불균형하여 미래 사회의 대규모 에너지 저장에 대한 저원가 요구를 충족시키기 어렵다. 마그네슘이온 배터리는 용량이 크고 저장량이 풍부한 장점을 보유하기 때문에 대규모 에너지 저장 분야에서 양호한 응용 전망을 가진다. 그러나 금속 마그네슘 음극은 유기 전해질에서 부동태화되기 쉬워 마그네슘이온의 비가역적 침적/용해를 초래한다. 또한, 마그네슘이온을 가역적으로 탈리(Deintercalation)하는 양극 재료가 부족하여 마그네슘 배터리의 개발을 제한하고 있다. 전통적인 무기전극 재료와 비교해, 유기전극 재료는 관능기와 이온 사이의 온화한 산화환원 반응으로 인해 마그네슘 저장 잠재력이 크다. 아울러, 이중이온 배터리의 작동 메커니즘을 결합하여 음이온 삽입층 흑연 양극의 과반응성 전위와 신속한 음이온 확산 동역학을 이용할 경우, 마그네슘이온 배터리의 작동 전압 및 전기화학적 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 기반으로 연구진은 3,4,9,10-PTCDI (perylene tetracarboxylate diimide) 소분자 유기 재료를 음극으로, 팽창시킨 흑연을 양극으로 하고 마그네슘염을 함유한 이온성 액체를 전해질로 하여 일종의 새로운 마그네슘 기반 이중이온 배터리를 개발하였다. 연구 결과, 해당 배터리는 우수한 배율 성능과 순환 성능을 보유하며 20C의 고배율 충방전 용량 유지율은 85%에 달하고 5C 배율에서 500차 순환한 후 용량 유지율은 95.7%에 달한다. 해당 연구 성과는 마그네슘이온 배터리 전극 재료의 선택 범위를 넓히고 신에너지 저장 장치 개발을 위한 새로운 아이디어를 제공한다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-05/07/content_444333.htm?div=-1 |
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