리튬 메탈 배터리는 전기 자동차에서 가장 유망한 배터리 중 하나로 간주됩니다. 리튬 메탈 배터리의 이론상 최대 용량은 리튬 이온 배터리의 두 배 이상입니다. 미래의 배터리는 최대 500Wh / kg까지 저장할 수 있으며, 이는 한 번의 배터리 충전으로 전기 자동차의 주행 거리를 두 배로 늘릴 것입니다. 양극에 순수 리튬이 함유 된 배터리의 급속한 열화 문제는 여전히 남아 있었지만 미국인들은 이에 대처했습니다.
미국 에너지 부 태평양 국립 연구소 (PNNL)의 연구원들은 양극의 심각한 저하없이 리튬 금속 배터리의 수명을 연장 할 수 있음을 발견했습니다. 이전에는이를 위해 양극에 더 두꺼운 리튬 층을 적용하는 것이 제안되었습니다. 그러나 많은 충전 및 방전 사이클 과정에서 화학 공정이 여전히 리튬을 파괴하고 결과적으로 양극이 파괴되어 용량이 급격히 감소했습니다.
PNNL의 새로운 개발의 비밀은 고체 두꺼운 층 대신 양극에 얇은 리튬 스트립을 사용하는 데 있습니다. 밝혀진 바와 같이, 두께가 20 미크론 인 스트립은 양극에서 화학 반응을위한 그러한 조건을 생성하여 재료의 분해가 크게 감소합니다 (Nature Energy의 기사).
이 원리를 기반으로 제작 된 리튬 금속 배터리의 양극은 600 회의 재충전주기를 견디고 용량의 76 %를 유지했습니다. 프로토 타입 배터리의 에너지 밀도도 인상적입니다. 350Wh / kg은 오늘날 최고의 상용 리튬 이온 배터리 (250-300Wh / kg)보다 확실히 높습니다. 그러나이 배터리는 아직 생산되지 않습니다. 과학자들은 먼저 에너지 저장 밀도를 최대 500Wh / kg까지 높이기 위해 노력하고 있으며, 이는 새로운 에너지 저장 장치로의 전환을 정당화 할 것입니다.
이것은 리튬 금속 배터리의 수율을 더 가깝게 만들 것을 약속하는 유일한 연구는 아닙니다. 스탠포드 대학의 사람들은 이러한 유형의 배터리를 상용화하는 과정을 아주 많이 진행했습니다. 발명가들은 QuantumScape 스타트 업을 만들고 Bill Gates와 Volkswagen으로부터 자금을 모았습니다. QuantumScape 리튬 메탈 배터리 공장은 내년 말에 생산을 시작할 예정입니다. 오래 기다리지 않을 것입니다.
2021-07-01 12:50:54
작가: Vitalii Babkin