한국 전기 연구원 이상민 박사 팀이 개발 한 양극 촉매 물질을 이용한 급속 충전 실험 비교 사진. KERI 제공
이상민, KERI 차세대 배터리 연구 센터 장, 경희대 학교 박민식 교수, 대구 경북 과학 기술원 (DGIST) 이종원 교수가 이끄는 연구팀, 급속 충전 중에도 배터리의 성능과 안전성을 보장하는 획기적인 ‘음극 용 음극 촉매 소재’입니다. 그리고 코팅 기술.
리튬 이온 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 전기 에너지를 저장하고 방전하는 원리입니다.
충전 시간을 단축하기 위해서는 리튬 이온이 빠르게 이동해야하며 흑연은이 과정에서 결정 구조의 작은 변화가있어 전극 내에서 지속적이고 반복적 인 산화-환원 반응이 가능하다는 장점이 있습니다.
그러나 급속 충전 중에는 흑연 음극 표면에 리튬 금속이 증착 (증착, 고체 표면에 부착되거나 응집되는 물질)이 발생하여 배터리의 성능과 안정성이 저하됩니다.
KERI가 개발 한 금속 인화물 촉매 코팅 기술은 이러한 흑연 양극의 단점을 해결했습니다.
연구팀은 개발 된 촉매 소재가 다양한 연구 공정에서 석유 화학 공정의 탈질 및 탈황 반응에 유용하다는 사실을 확인했으며, 급속 배터리 충전시 전하 이동 반응에서 유사한 메커니즘이 작동 할 것으로 예상하고 지속적인 응용 연구를 진행했습니다.
그 결과 촉매 물질이 배터리 전해액 내 리튬 이온의 탈용 매화 반응을 돕고 전하 이동 반응을 가속화시켜 급속 충전 중에도 배터리 수명이나 안전성에 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. .
이러한 성과는 전기 자동차 대중화의 가장 큰 걸림돌이었던 급속 충전시 발생하는 다양한 문제를 개선 할 수있는 기회를 제공했습니다.
특히 국내 이차 전지 관련 업체에 기술 이전되면 일본과 중국 수입에 전적으로 의존하던 고품질 ‘인공 흑연 음극 재’를 대체 할 수있을 것으로 보인다.
이상민 KERI 차세대 배터리 연구 센터 장은 “고속 충전의 단점을 해결하기위한 다양한 시도가 있었지만 지금까지 높은 에너지 밀도를 유지하면서 동시에 개선 할 수있는 소재 기술은 없었다”고 말했다. 빠른 충전 성능. ” “소재 및 코팅 기술은 배터리의 리튬 침전 가능성을 크게 줄여 열 발생 위험을 낮춰 급속 충전 중에도 성능과 안전성을 모두 보장 할 수 있습니다.”
이 기술은 국제 학술지 Nature Communications에 게재되었습니다. 연구팀은 개발 된 기술과 관련하여 국내외 특허 출원을 완료했으며,이 기술이 전기 자동차 및 전력 저장 장치 (ESS) 업계에서 많은 주목을받을 것으로 판단하고 관련 기업을 발굴하고 홍보 할 계획이다. 기술 이전.
이동렬 보고자 [email protected]
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