리튬이온 배터리는 첨단 산업과 일상생활에서 널리 사용되고 있으며, 그 성능은 에너지 효율과 사용자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 최근 난카이대학교(Nankai University)와 상하이 우주전력원연구소(Shanghai Institute of Space Power Sources) 연구진으로 구성된 팀이 획기적인 발전을 이루었습니다. 새로운 전해질 기술을 통해 기존 리튬이온 배터리와 동일한 크기와 무게를 유지하면서 배터리 수명을 두 배로 늘리고, 저온 성능도 대폭 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 성과는 국제학술지에 게재됐다.자연26일 아침.
새로운 배터리의 핵심 혁신은 양극과 음극 사이의 "고속도로" 역할을 하는 이온 전도체 역할을 하는 내부 전해질에 있습니다. 이는 배터리의 에너지 효율성, 작동 안정성 및 온도 적응성에 매우 중요합니다. 현재 리튬 이온 배터리의 전해질 용매에는 일반적으로 중요한 요소인 산소가 포함되어 있습니다. 리튬염에 대한 강한 용해도가 장점이지만, 이러한 강한 상호작용으로 인해 전하 이동도 제한되어 배터리의 에너지 밀도를 더 이상 향상시키기 어렵고 저온 성능도 제한됩니다.
Nankai University 화학과 연구원인 Zhao Qing은 "전해질은 이온을 빠르게 해리하고 빠른 전하 이동 반응을 촉진하는 것을 목표로 하는데, 이는 본질적으로 모순적입니다."라고 설명했습니다. 같은 시기 원소인 불소를 고려한 이유는 불소는 리튬과 배위력이 약해 리튬 이온 간의 전하 이동을 촉진해 배터리의 전체 출력 밀도를 높이기 때문이다.
수년간의 헌신적인 연구 끝에 팀은 리튬염을 불소와 용해시키는 어려움, 일련의 새로운 불소화 탄화수소 용매 분자를 합성하는 것과 같은 주요 과제를 극복했습니다. 불소 원자의 전자 밀도와 용매 분자의 입체 장애를 제어해 필요한 전해질의 양을 크게 줄이면서 빠른 전하 이동 속도를 나타내 배터리의 에너지 밀도와 저온 적응성을 동시에 향상시켰습니다.
리튬이온 배터리는 첨단 산업과 일상생활에서 널리 사용되고 있으며, 그 성능은 에너지 효율과 사용자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 최근 난카이대학교(Nankai University)와 상하이 우주전력원연구소(Shanghai Institute of Space Power Sources) 연구진으로 구성된 팀이 획기적인 발전을 이루었습니다. 새로운 전해질 기술을 통해 기존 리튬이온 배터리와 동일한 크기와 무게를 유지하면서 배터리 수명을 두 배로 늘리고, 저온 성능도 대폭 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 성과는 국제학술지에 게재됐다.자연26일 아침.
새로운 배터리의 핵심 혁신은 양극과 음극 사이의 "고속도로" 역할을 하는 이온 전도체 역할을 하는 내부 전해질에 있습니다. 이는 배터리의 에너지 효율성, 작동 안정성 및 온도 적응성에 매우 중요합니다. 현재 리튬 이온 배터리의 전해질 용매에는 일반적으로 중요한 요소인 산소가 포함되어 있습니다. 리튬염에 대한 강한 용해도가 장점이지만, 이러한 강한 상호작용으로 인해 전하 이동도 제한되어 배터리의 에너지 밀도를 더 이상 향상시키기 어렵고 저온 성능도 제한됩니다.
Nankai University 화학과 연구원인 Zhao Qing은 "전해질은 이온을 빠르게 해리하고 빠른 전하 이동 반응을 촉진하는 것을 목표로 하는데, 이는 본질적으로 모순적입니다."라고 설명했습니다. 같은 시기 원소인 불소를 고려한 이유는 불소는 리튬과 배위력이 약해 리튬 이온 간의 전하 이동을 촉진해 배터리의 전체 출력 밀도를 높이기 때문이다.
수년간의 헌신적인 연구 끝에 팀은 리튬염을 불소와 용해시키는 어려움, 일련의 새로운 불소화 탄화수소 용매 분자를 합성하는 것과 같은 주요 과제를 극복했습니다. 불소 원자의 전자 밀도와 용매 분자의 입체 장애를 제어해 필요한 전해질의 양을 크게 줄이면서 빠른 전하 이동 속도를 나타내 배터리의 에너지 밀도와 저온 적응성을 동시에 향상시켰습니다.
