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테이프로 리튬 이온 배터리의 문제점 해결: 수지상 확장 배터리 수명 단축
著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station
레 대학의 과학 연구팀은 테이프를 기반으로 하고 일부 고급 레이저 기술을 결합하여 새로운 유형의 전극 소재를 개발했습니다. 이 소재는 현재 리튬 이온 배터리의 장기적인 문제를 극복하고 배터리 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다. 리튬 금속 전지는 순수 금속 리튬 전지에 흑연을 양극(두 개의 전극)으로 사용하는 기존 전지와 달리 전기를 생산하는 전지를 말한다.
이 물질은 에너지 밀도가 매우 높기 때문에 금속 리튬은 배터리의 충전 속도를 크게 가속화할 수 있으며 용량은 10배에 달할 수 있습니다. 하지만 리튬이온 전지는 여전히 몇 가지 단점이 있는데, 이는 "수지상"이 더 다루기 어렵다는 것입니다. 충전 과정에서 이러한 수지상 결정이 양극 표면에 형성되어 단락, 고장 또는 화재를 초래할 수 있으므로 많은 배터리 연구가 집중되어 있습니다.
레 대학의 과학 연구진은 이 분야에서 새로운 획기적인 성과를 거두었습니다. 첫 번째는 테이프입니다. 연구팀은 테이프를 리튬 양극을 구성하는 구리 전류 집전체로 보내고 레이저로 처리하여 2300 켈빈(3680℉ 또는 2026℃)의 극한 온도까지 가열함으로써 매우 유용한 새로운 기능을 부여했습니다. 이 과정을 통해 테이프는 다공성 코팅으로 바뀌는데, 이 코팅은 실리콘, 산소, 그리고 소량의 마법같은 소재인 그래핀으로 구성됩니다.
필름에 대한 예비 실험 결과, 필름이 전류 수집기 어셈블리의 보호층으로 사용될 수 있으며, 금속 리튬을 흡수하고 방출할 수 있고 유해한 수지상 결정이 생성되지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. Less University 연구팀은 레이저로 유도된 실리콘 산화물 보호 코팅에서 새롭게 증가한 리튬 부담이 아닌 이러한 긍정적인 요소를 활용할 수 있는 방법을 찾았을 수도 있습니다. 실험 결과, 새로운 코팅이 적용된 배터리는 다른 "잉여 없음" 금속 리튬 이온 배터리보다 수명이 3배 더 길고, 60회 충전 사이클에서 70%의 용량을 유지합니다.
연구팀은 이 기술이 빠르고 안전하며, 용매를 사용하지 않고, 실온에서 수행할 수 있다고 소개했습니다. 따라서 규모를 확대할 잠재력이 있다고 보고 큰 기대를 하고 있습니다.