옥스퍼드 대학과 도쿄 과학 대학의 연구원들은 12월 17일 배터리 재료의 발전을 자세히 설명하는 별도의 연구를 발표했습니다. 도쿄 팀은 경질 탄소 전극을 사용한 나트륨 이온 배터리가 기존 리튬 이온 배터리보다 더 빠르게 충전할 수 있음을 보여주었습니다. 옥스퍼드 연구진은 액체 상태에서 고체 상태로 전환될 때 이온 전도도를 유지하는 전해질을 개발했습니다. 도쿄이과대학 고마바 신이치 교수팀은 ‘희석전극법’을 사용해 하드카본 충전 한계를 평가했다. 이 접근 방식은 경질 탄소 입자와 전기 화학적으로 비활성인 산화알루미늄을 혼합하여 급속 충전 중에 밀도가 높은 전극에서 이온 트래픽 정체를 방지합니다. 순환전압전류법과 전기화학적 분석을 통해 나트륨 이온은 리튬 이온보다 단단한 탄소를 통해 더 빠르게 이동하는 것으로 나타났습니다. 이온 이동성을 나타내는 겉보기 확산 계수는 대부분의 경우 나트륨에서 더 높은 것으로 나타났습니다. “우리의 결과는 HC 양극을 사용하는 SIB의 충전 속도가 LIB의 충전 속도보다 더 빠른 속도를 얻을 수 있음을 정량적으로 보여줍니다.”라고 Komaba는 말했습니다. 이번 연구에서는 나트륨이 경질탄소 나노기공에 의사 금속 클러스터를 형성하기 위해 더 낮은 활성화 에너지가 필요하다는 사실을 발견했습니다. 이 특성으로 인해 나트륨 삽입은 온도에 덜 민감합니다. 이 연구는 화학. 옥스퍼드 대학의 Paul McGonigal과 박사과정 학생 Juliet Barclay는 시클로프로페늄 기반 전해질을 만들었습니다. 이러한 물질은 액체가 응고되면 이온 이동도가 급격하게 떨어진다는 생각에 도전합니다. 연구팀은 응고 시 기둥으로 자가 조립되는 유연한 측쇄를 갖춘 디스크 모양의 분자를 설계했습니다. 이러한 배열은 평평한 코어에 양전하를 확산시켜 음이온 포착을 방지하고 이온 흐름을 위한 투과성 구조를 보존합니다. Barclay는 “우리는 유기 물질을 가공하여 물질이 응고될 때 이온 이동성이 동결되지 않도록 하는 것이 가능하다는 것을 입증했습니다.”라고 말했습니다. 본 연구의 테스트에서는 다양한 이온 유형에 대해 액체, 액정 및 고체상 전반에 걸쳐 꾸준한 전도성이 확인되었습니다. 에 게시됨 과학이 연구는 12월 17일에 발표되었습니다. 도쿄 연구 결과는 경탄소 양극을 사용하여 더 빠르게 충전할 수 있는 나트륨 이온 배터리의 잠재력을 강조합니다. 옥스퍼드 전해질은 제조업체가 조립을 위해 재료를 액체로 가열한 다음 이를 고체로 냉각시켜 성능을 유지하면서 누출 및 화재 위험을 줄일 수 있도록 함으로써 보다 안전한 배터리를 위한 경로를 제공합니다.
Source: 옥스퍼드, 도쿄이과대학 첨단 배터리 소재
