새로운 휘어지는 알루미늄 배터리가 스마트폰을 60초 만에 충전할 수 있습니다

스탠포드 연구원들이 개발한 새로운 알루미늄 배터리는 1분 만에 전화기를 충전할 수 있습니다

하지만 연구원들은 이 연구가 아직 초기 단계에 있으며, 리튬 배터리의 성능에 맞추기 위해 전압을 두 배로 늘리는 것이 여전히 문제라고 말합니다

스탠포드 대학교 연구원들은 초고속 충전 알루미늄 배터리를 개발했으며, 이 배터리는 현재 대부분의 스마트폰에 전력을 공급하는 리튬 배터리에 매우 좋은 대안이라고 합니다.

연구원들은 새로운 알루미늄 배터리가 현재 널리 사용되고 있는 리튬 이온 및 알카라인 배터리보다 훨씬 안전하며, 불이 붙지 않는다고 말했습니다.

“우리는 환경에 해로운 알카라인 배터리와 때때로 불이 붙는 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 재충전 가능한 알루미늄 배터리를 개발했습니다.”라고 스탠포드 대학교 화학 교수인 홍제 다이가 말했습니다. “우리의 새로운 배터리는 뚫어도 불이 붙지 않습니다.”라고 다이는 덧붙였습니다.

스탠포드 연구원들은 알루미늄이 배터리 개발에 매력적인 금속이라고 판단했으며, 그 주된 이유는 저렴한 비용, 낮은 인화성 및 높은 충전 저장 용량 때문입니다. 새로 개발된 알루미늄 이온 배터리는 두 개의 전극으로 구성되어 있습니다: 알루미늄으로 만들어진 음전하 양극과 양전하 음극입니다.

“사람들은 음극에 대해 다양한 종류의 재료를 시도해 보았습니다.”라고 다이는 말했습니다. “우리는 기본적으로 탄소인 그래파이트를 사용하는 간단한 해결책을 우연히 발견했습니다. 우리의 연구에서 우리는 매우 좋은 성능을 제공하는 몇 가지 유형의 그래파이트 재료를 확인했습니다.”라고 다이는 말했습니다.

팀은 알루미늄 음극과 그래파이트 양극, 그리고 이온 액체 전해질을 유연한 폴리머 코팅 파우치 안에 배치했습니다.

“전해질은 기본적으로 실온에서 액체인 소금이기 때문에 매우 안전합니다.”라고 연구의 공동 주저자인 스탠포드 대학 대학원생 민 공이 말했습니다.

스마트폰 소유자들은 리튬 이온 배터리를 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있다는 것을 알고 있습니다. 하지만 팀은 알루미늄 프로토타입으로 “전례 없는 충전 시간”인 1분으로 단축되었다고 보고했습니다.

다른 연구소에서 개발된 알루미늄 배터리는 일반적으로 단 100회의 충전-방전 사이클 후에 고장났습니다. 그러나 스탠포드 배터리는 용량 손실 없이 7,500회 이상의 사이클을 견딜 수 있었습니다.

“초고속 알루미늄 이온 배터리가 수천 회의 사이클 동안 안정성을 유지하며 제작된 것은 이번이 처음입니다.”라고 연구원들은 말했습니다.

“알루미늄 배터리의 또 다른 특징은 유연성입니다. 당신은 그것을 구부리고 접을 수 있으며, 따라서 유연한 전자 장치에 사용될 가능성이 있습니다. 알루미늄은 리튬보다 저렴한 금속이기도 합니다.”라고 공이 말했습니다.

새로 개발된 알루미늄 배터리는 상업적 사용에 많은 기회를 제공하지만, 연구원들은 이 기술이 아직 초기 단계에 있으며, 모든 장점에도 불구하고 현재 배터리는 여전히 일반 리튬 배터리의 전압의 절반만 방출한다고 경고했습니다.

“그 외에도 우리의 배터리는 저렴한 전극, 좋은 안전성, 고속 충전, 유연성 및 긴 사이클 수명 등 배터리가 가져야 할 모든 것을 갖추고 있습니다.”라고 스탠포드 화학자 홍제 다이는 자신의 연구를 발표하며 말했습니다. 이 연구는 Nature의 4월 6일자에 발표되었습니다. “나는 이것을 초기 단계의 새로운 배터리로 보고 있습니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “매우 흥미롭습니다.”