독일인들은 리튬 이온 배터리의 용량을 XNUMX분의 XNUMX로 늘리는 방법을 알아냈습니다.

독일 칼스루에 공과대학(KIT) 연구진 출판하다 고에너지 리튬 이온 배터리의 음극 열화 메커니즘을 설명하는 기사를 Nature Communications에 게재했습니다. 이번 연구는 용량과 효율이 향상된 배터리 개발의 일환으로 진행됐다. 양극 열화 과정에 대한 정확한 이해 없이는 전기차 개발에 필요한 배터리의 용량을 최고 효율로 성공적으로 늘리는 것이 불가능합니다. 과학자들은 얻은 지식을 통해 리튬 이온 배터리의 용량을 30% 늘릴 수 있다고 확신합니다.

자동차 및 기타 애플리케이션용 고성능 배터리에는 다른 음극 구조가 필요합니다. 최신 리튬 이온 배터리에서 음극은 니켈, 망간, 코발트의 비율이 다양한 산화물의 다층 구조입니다. 고에너지 배터리에는 과량의 리튬과 함께 망간이 풍부한 음극이 필요하며, 이는 음극 재료의 단위 부피/질량당 에너지 저장 능력을 증가시킵니다. 그러나 그러한 물질은 급속히 분해되었습니다.

정상 작동 중에 양극이 농축되거나 리튬 이온을 잃으면 고에너지 양극 물질이 파괴됩니다. 일정 시간이 지나면 층상 산화물은 매우 불리한 전기화학적 특성을 갖는 결정 구조로 변합니다. 이는 배터리 작동 초기 단계에서 이미 발생하며, 이로 인해 평균 충전 및 방전 값이 급격히 감소합니다.

일련의 실험에서 독일 과학자들은 분해가 직접적으로 발생하는 것이 아니라 고체 리튬 함유 염의 형성과 결정하기 어려운 반응의 형성을 통해 간접적으로 발생한다는 것을 발견했습니다. 또한, 산소는 반응에서 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다. 연구원들은 또한 음극 성능 저하로 이어지지 않을 수 있는 리튬 이온 배터리의 화학적 공정에 대한 새로운 결론을 도출할 수 있었습니다. 과학자들은 얻은 결과를 이용하여 음극 열화를 최소화하고 궁극적으로 용량이 증가된 새로운 유형의 배터리를 개발할 수 있기를 희망합니다.

출처 : 3dnews.ru