새로운 배터리 연구가 전기차의 주행 거리를 '세 배' 늘릴 수 있다

과학자들이 셀을 보호하기 위한 극도로 얇은 보호층을 생성하다

온타리오의 워털루 대학교 연구원들이 전기차가 단일 충전으로 이동할 수 있는 거리를 거의 세 배로 늘릴 수 있는 배터리 설계의 새로운 기술을 개발했습니다.

“이는 저렴하고 안전하며 오래 지속되는 배터리를 의미하며, 사람들이 전기차에서 훨씬 더 많은 주행 거리를 제공받을 수 있게 됩니다.”라고 연구를 이끌었던 쿤촨 팡(Quanquan Pang)이 말했습니다. 그는 워털루에서 박사 과정 중이었습니다.

이 개발은 배터리 저장 용량을 급격히 증가시킬 수 있는 리튬 금속으로 만들어진 음극의 사용 덕분입니다. 연구자들은 이 개선이 전기차 배터리의 주행 거리를 200km에서 600km로 늘릴 수 있다고 추정하고 있습니다.

그러나 이 기술의 개발은 두 가지 도전을 극복해야 했습니다. 첫째, 반복적인 충전-방전 주기로 인해 리튬 금속의 미세한 구조 변화가 발생하여 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다. 둘째, 배터리의 효율성과 수명을 감소시킬 수 있는 부식을 생성하는 반응이 포함되었습니다.

이 두 가지 문제를 해결하기 위해 연구팀은 전하를 운반하는 배터리의 전해질 액체에 인(P)과 황(S) 원소를 포함한 화합물을 추가했습니다. 배터리가 작동함에 따라 이 화합물은 리튬 금속 전극과 반응하여 전극 위에 극도로 얇은 보호층을 생성합니다. 이 덮개는 반응을 상당히 줄여 배터리를 더 효과적이고 안전하게 오랜 시간 동안 작동할 수 있게 하며, 이는 과거에는 달성할 수 없었던 것입니다.

“우리는 리튬 금속을 보호하기 위한 간단하고 확장 가능한 방법을 원했습니다. 이 솔루션으로 우리는 화합물을 추가하기만 하면 스스로 작동합니다.”라고 팡이 말했습니다.

이 개발은 에너지 저널 Joule의 기사 “An In Vivo Formed Solid Electrolyte Surface Layer Enables Stable Plating of Li Metal (PDF)”에 설명되어 있습니다.

출처: Science Daily