리튬 양극을 사용한 효율적인 배터리. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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효율적인 리튬 양극 배터리

10.08.2014

미국 스탠포드 대학의 연구원들은 수십 년 동안 누구도 풀 수 없었던 문제를 해결하면서 효율적이고 안정적인 리튬 음극 배터리를 만들 수 있었습니다. 새로운 개발은 미래에 스마트폰, 노트북 및 전기 자동차를 위한 더 가볍고 더 작고 강력한 배터리를 만들 수 있게 해줍니다.

일반적인 배터리 설계에는 양극(양극), 전해질 및 음극(음극)의 세 가지 주요 요소가 포함됩니다. 오늘날 가장 널리 사용되는 리튬 이온 배터리는 리튬 이온이 전하 캐리어 역할을 합니다. 양극은 일반적으로 흑연으로 만들어집니다. 흑연은 가장 인기 있는 양극 재료이지만 가장 효율적인 것은 아니라고 스탠포드 대학 재료 과학자이자 프로젝트 리더인 Yi Cui는 말합니다. 리튬이 더 효율적입니다.

과학자는 "음극을 만드는 데 사용할 수 있는 모든 재료 중에서 리튬이 가장 큰 잠재력을 가지고 있다"며 "가벼운 무게와 가장 높은 에너지 밀도를 가지고 있다. 이 재료를 사용하면 단위 무게와 부피당 더 많은 전력을 얻을 수 있다"고 설명했다. 더 가볍고 더 작고 더 강력한 배터리." Cui는 또한 그의 가정에 따르면 리튬 양극은 이론적으로 배터리 용량을 3-4배 증가시킬 수 있다고 말합니다.

문제는 우선 리튬이 전해액과 빠르게 화학반응을 일으키고, 또한 리튬이온이 리튬 음극에 석출되면 크기가 크게 커져 전지의 열화를 유발한다는 점이다.

프로젝트 리더에 따르면, 많은 과학자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 수십 년 동안 고군분투했으며, 그의 팀은 마침내 20nm 두께의 탄소 돔 그리드인 양극을 덮는 일종의 보호 케이스인 하나의 추가 요소를 적용하여 해결했습니다. . 이러한 그리드는 리튬이 전해질과 반응하는 것을 방지하고 양극이 끊어지지 않고 팽창할 때 늘어날 만큼 충분히 유연합니다.

일반적으로 전지는 쿨롱 효율(충방전 후 음극에 저장되는 리튬의 상대적인 양)이 99,9% 이상에 도달하면 이 값 아래로 오랫동안 떨어지지 않고 대량 생산이 가능하다.

지금까지 실험실에서 만든 리튬 음극 배터리는 약 96%의 쿨롱 효율을 보였다. 그리고 100번의 충방전 사이클 후에 50% 아래로 떨어졌습니다. Stanford University의 과학자들은 99%의 값을 달성했으며, 이는 150회 주기 후에도 그대로 유지되었습니다.

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그것은 두 개의 타워와 그 사이의 다리로 구성되어 있으며 승객 캐빈이 달리고 최대 8 명을 수용합니다. 엘리베이터 카의 이동 궤적은 두 개의 수직 섹션과 하나의 수평 섹션으로 구성됩니다. 기존 엘리베이터에서와 같이 수직으로 움직일 때 캐빈은 균형추에 의해 균형을 이룹니다.

수직으로 1m/s, 수평으로 1,5m/s의 속도로 이동하는 엘리베이터는 30차선 도로를 약 XNUMX초 만에 극복합니다. 정전이 발생하면 엘리베이터가 자동으로 배터리 전원으로 전환됩니다.

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