바나듐 도핑 전후의 양극 재료 개략도 (위) 및 재료의 투과 전자 현미경 (TEM) 이미지한국 과학 기술원 (KAIST)은 조은 내 교수 연구팀이 기존 배터리 양극 재보다 용량이 25 % 이상 크고 안정적인 차세대 리튬 배터리 소재를 개발했다고 3 일 밝혔다.
전기 자동차의 연비를 높이기 위해서는 많은 수의 배터리를 장착해야하므로 가격이 상승합니다.
기존 전기차 배터리는 니켈 함량이 높은 ‘고 니켈’양극 재를 주로 사용하며 1g 당 용량은 200mAh (밀리 암페어시)입니다.
연구팀은 사용 가능한 용량이 250mAh이고 기존의 고 니켈 소재보다 25 % 더 많은 에너지를 저장할 수있는 대체 리튬 과잉 양극 소재를 제안했습니다.
그러나, 리튬 과잉 양극 물질은 산화물을 구성하는 산소가 비가 역적 (비가 역적) 환원 반응을 일으켜 1 차 충 방전 사이에서 빠져 나가는 문제가있다.
리튬 과잉 양극 재는 산소 이온의 산화 / 환원 반응을 이용하여 용량을 늘려야하는데, 이로 인해 산화물 양극 재의 구조가 파괴되고 배터리 성능이 저하됩니다.
조은 내 교수연구팀은 양극 재 표면에 바나듐 이온을 첨가하여 문제를 해결했다.
최초 충 방전시 바나듐을 첨가 한 리튬 과잉 양극 재의 가역성은 81 %로 순수 리튬 과잉 양극 재 (69 %)보다 가역성이 높았다.
조은애 교수는 “추가 된 바나듐 이온이 양극 재의 산소 이온의 전자 구조를 변화시켜 충 방전시 가역적 인 산화 및 환원 반응을 가능하게하는 원리”라고 말했다. 말했다.
이 연구의 결과는 1 월 29 일 국제 저널 ‘Advanced Science’의 온라인 판에 게재되었습니다.
[연합뉴스]
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