제조가 간단하고 안전성이 높은 새로운 리튬 배터리 개발

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바이로이트 대학의 프란체스코 치우치(Francesco Ciucci) 교수팀은 에너지 밀도와 안정성이 높은 고체 리튬 금속 배터리를 개발했습니다. 새로운 질산염 기반 첨가제를 사용하여 배터리 전해질의 비호환성 문제를 해결하고 준고체 전해질을 위한 효과적인 첨가제를 만드는 데 분자 설계의 중요성을 강조했습니다.

바이로이트 대학 전기화학 에너지 시스템 전극 설계 의장인 프란체스코 치우치(Francesco Ciucci) 교수는 중국 연구 파트너와 협력하여 처음으로 질산리튬과 1,3-디옥소란(1,3-디옥솔란) 사이의 비호환성을 해결하는 데 성공했습니다. DOL)은 준고체 배터리 전해질에 사용됩니다. 그들은 새로운 질산염 기반 첨가제를 통합하여 이를 달성했습니다. 이러한 발전은 전고체 배터리에 중요한 의미를 갖습니다. 이를 통해 안전성과 내구성이 높을 뿐만 아니라 생산도 용이한 리튬 전고체 배터리 개발이 가능해졌습니다. 또한 이 공정은 기존 액체전지에 사용되는 기존 제조방식을 유지한다.

"동시에 배터리의 고체 특성은 제조가 간단하면서도 높은 수준의 안전성을 보장합니다"라고 Ciucci 교수는 말합니다. "우리는 다양한 유형의 리튬 금속 배터리를 만들어 접근 방식의 보편성을 입증했습니다. 특히 제조된 파우치 Li-S 셀은 이전에 문서화된 파우치 Li-S 셀에 비해 우수한 성능을 나타냅니다."

'Energy & Environmental Science' 저널에 발표된 연구에서 Ciucci 교수 연구팀은 DOL의 중합을 가능하게 하기 위해 특별히 고안된 새로운 첨가제인 트리에틸렌 글리콜 디니트레이트를 도입했습니다. 연구팀은 중합과 동시에 질소가 풍부한 고체 전해질 간기층이 형성되면 치질 기생 반응을 억제하고 배터리 효율도 증가시키는 것을 확인했다.

연구 결과를 바탕으로 여러 가지 배터리 셀이 개발되었습니다. 그 중 실험실 규모의 버튼형 셀은 2000회 이상 안정적으로 충전 및 방전이 가능했다. 흥미롭게도 304Wh/kg의 높은 에너지 밀도와 안정적인 사이클링을 갖춘 1.7Ah Li-S 파우치 셀도 제작되었습니다. Ciucci 교수는 다음과 같이 확인했습니다. "이 연구는 준고체 전해질을 위한 효과적인 첨가제를 만드는 데 있어 분자 구조 설계의 중요성을 강조합니다. 이는 폴리-DOL 기반 준고체 전해질을 사용하는 실제 타당성에 대한 상당한 발전을 나타냅니다. 리튬 금속 배터리."

Zilong Wang 등; 내구성이 뛰어난 실용적인 리튬-금속 배터리를 향하여: 새로운 질산염 기반 첨가제를 통해 폴리-DOL 기반 준고체 전해질의 타당성을 향상시킵니다. 에너지 환경. Sci., 2023, 사전 기사

중국 과학자들은 원자 대 원자 전략을 개발했습니다.

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Zilong Wang 등; 내구성이 뛰어난 실용적인 리튬-금속 배터리를 향하여: 새로운 질산염 기반 첨가제를 통해 폴리-DOL 기반 준고체 전해질의 타당성을 향상시킵니다. 에너지 환경. Sci., 2023, 사전 기사

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