새로운 유형의전기 자동차용 배터리최근 연구에 따르면, 극한의 고온과 저온 환경에서 더 오래 생존할 수 있다고 합니다.

과학자들은 이 배터리가 전기차가 추운 날씨에 한 번 충전으로 더 멀리 갈 수 있게 해주고, 더운 기후에서 과열될 가능성도 줄여줄 것이라고 말합니다.

이는 전기차 운전자의 충전 빈도를 줄여줄 뿐만 아니라 다음과 같은 이점도 제공할 것입니다.배터리더 긴 수명.

미국 연구팀은 극한 온도에 대한 화학적 내성이 더욱 뛰어난 새로운 물질을 개발했으며, 이 물질은 고에너지 리튬 배터리에 첨가될 수 있다.

"주변 온도가 섭씨 30도를 훌쩍 넘고 도로 온도가 훨씬 더 높아지는 지역에서는 고온에서도 작동할 수 있어야 합니다."라고 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 정첸 교수는 말했다.

"전기차의 배터리 팩은 일반적으로 뜨거운 도로 근처 바닥 아래에 있습니다. 또한 배터리는 작동 중에 전류가 흐르는 것만으로도 온도가 올라갑니다."

"배터리가 고온에서의 발열을 견디지 못하면 성능이 급격히 저하될 것입니다."

월요일에 학술지 '미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)'에 발표된 논문에서 연구진은 배터리가 테스트 결과 영하 40도(섭씨)에서 87.5%, 섭씨 50도(섭씨)에서 115.9%의 에너지 용량을 유지했다고 설명했습니다.

또한 이 배터리들은 각각 98.2%와 98.7%의 높은 쿨롱 효율을 자랑했는데, 이는 배터리가 작동을 멈추기 전에 더 많은 충전 사이클을 거칠 수 있음을 의미합니다.

이는 리튬염과 디부틸 에테르로 구성된 전해질 때문인데, 디부틸 에테르는 의약품이나 살충제 제조 등 일부 산업에서 사용되는 무색 액체입니다.

디부틸 에테르는 분자 구조가 리튬 이온과 쉽게 반응하지 않아 배터리 작동 중 극저온 환경에서 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

또한, 디부틸 에테르는 끓는점이 섭씨 141도(화씨 285.8도)에 달하기 때문에 고온에서도 액체 상태를 쉽게 유지합니다.

이 전해질이 특별한 이유는 리튬으로 이루어진 음극과 황으로 이루어진 음극을 가진 충전식 리튬-황 배터리에 사용할 수 있기 때문입니다.

양극과 음극은 배터리에서 전류가 흐르는 부분입니다.

리튬-황 배터리는 현재 리튬 이온 배터리보다 킬로그램당 최대 두 배 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문에 전기차 배터리의 중요한 차세대 기술입니다.

이렇게 하면 전기차의 무게를 늘리지 않고도 주행 거리를 두 배로 늘릴 수 있습니다.배터리비용을 절감하면서 짐을 싸세요.

황은 기존 리튬 이온 배터리 양극재에 사용되는 코발트보다 매장량이 풍부하고, 생산 과정에서 환경 및 인체에 미치는 악영향도 적습니다.

일반적으로 리튬-황 배터리에는 문제가 있는데, 황 음극이 반응성이 매우 높아 배터리 작동 중에 용해되며, 이는 온도가 높을수록 더욱 심해집니다.

또한 리튬 금속 양극은 덴드라이트라고 불리는 바늘 모양의 구조를 형성할 수 있는데, 이는 단락을 일으켜 배터리의 일부를 뚫고 들어갈 수 있습니다.

결과적으로 이러한 배터리는 수십 번의 충방전 주기밖에 지속되지 않습니다.

UC-샌디에이고 연구팀이 개발한 디부틸 에테르 전해질은 극한 온도에서도 이러한 문제들을 해결합니다.

그들이 테스트한 배터리는 일반적인 리튬-황 배터리보다 훨씬 더 긴 충방전 수명을 보였다.

첸은 "에너지 밀도가 높은 배터리를 원한다면 일반적으로 매우 강하고 복잡한 화학 반응을 사용해야 한다"고 말했다.

"높은 에너지는 더 많은 반응이 일어난다는 것을 의미하며, 이는 안정성 저하와 더 많은 분해를 의미합니다."

"안정적인 고에너지 배터리를 만드는 것 자체가 어려운 일인데, 이를 넓은 온도 범위에서 구현하는 것은 훨씬 더 어려운 과제입니다."

"당사의 전해액은 높은 전도성과 계면 안정성을 제공하는 동시에 음극과 양극 모두의 성능을 향상시키는 데 도움을 줍니다."

또한 연구팀은 황 음극을 고분자에 접합시켜 안정성을 높였습니다.これにより 황이 전해질에 더 많이 용해되는 것을 방지할 수 있습니다.

다음 단계는 배터리 화학 기술을 확장하여 훨씬 더 높은 온도에서 작동하도록 하고, 수명 주기를 더욱 연장하는 것입니다.