[관련동향] 나뭇가지 구조를 통한 전고체배터리 성능 개선

[관련동향] 나뭇가지 구조를 통한 전고체배터리🔋 성능 개선

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안녕하세요.

We Make Your Idea Possible! 일신오토클레이브입니다.

 

여러분은 매일 사용하는 스마트폰을 충전하면서 한 번쯤 이런 생각을 해보신 적 없으신가요? “배터리 기술은 앞으로 어디까지 발전할 수 있을까?🤔” 사실 배터리 기술은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 빠르게 발전하고 있습니다. 특히 최근에는 ‘꿈의 배터리🔋’라고 불리는 전고체 전지가 차세대 기술로 주목받으며 많은 관심을 받고 있는데요. 전기차부터 모바일 기기까지 활용 가능성이 크다 보니 관련 연구와 개발 소식도 꾸준히 이어지고 있습니다.

 

흥미로운 점은 미래 배터리의 경쟁력이 꼭 거창한 혁신에서만 나오는 것은 아니라는 사실입니다. 때로는 아주 작은 아이디어 하나, 기존과는 다른 시선 하나가 기술의 방향을 바꾸기도 하죠. 오늘 소개해 드릴 소식 역시 그런 사례 중 하나입니다.🤓 미래 배터리를 향한 연구자들의 독특한 발상과 함께 전고체 전지 기술이 어떤 방향으로 발전하고 있는지 살펴볼까요?

 

 

 

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고체 전해질을 써 화재 위험이 적어 차세대 배터리로 주목받는 전고체 전지의 성능과 수명을 동시에 끌어올릴 수 있는 전극 구조 기술이 나왔다. 고체 전해질이 전극 내부까지 스며들지 못하는 문제를 구조 설계만으로 해결했다. (중략)

 

전고체 전지는 액체 대신 고체 전해질을 사용하는 배터리로 화재 위험이 낮고 안정성이 높아 차세대 기술로 주목받는다. 배터리 전기는 리튬 이온이 전극 사이를 오가면서 만들어진다. 고체 전해질은 액체처럼 전극 내부 구석까지 퍼지지 않아 리튬 이온 이동 공간이 상대적으로 적은 게 단점이다. 그 결과 일부 전극만 반응에 참여해 배터리 충전 속도가 느리고 수명이 짧다.

 

 

 

 

 

 

 연구팀은 '나무 가지' 형태 구조를 이용해 고체 전해질의 단점을 보완했다. 틴옥사이드를 가느다란 나노선 형태로 만든 뒤 사방으로 뻗어 자라나도록 유도해 3차원 분지형 구조를 구현했다.

 

나노선 가지들이 자라며 서로 밀어낼 때 자연스럽게 미세한 틈새 공간이 생긴다. 틈새 공간은 고체 전해질이 전극 내부 깊숙이 들어갈 수 있는 통로 역할을 해 리튬 이온이 전극 안팎을 보다 자유롭게 이동하도록 만들었다. 연구팀은 X선 분석을 통해 고체 전해질이 전극 내부까지 균일하게 침투한다는 것을 확인했다.

 

성능도 향상됐다. 빠른 충·방전 조건에서 용량이 크게 감소하는 기존 전극과 달리 분지형 전극은 기존 전극에 비해 약 7배 높은 용량을 유지했다. 특히 소재를 바꾸지 않고 구조만으로 성능을 개선했다는 점에서 의미가 있다.

 

 

 

※ 기사출처: https://www.dongascience.com/ko/news/77650

나뭇가지 구조로 전고체 전지 성능·수명 개선

 

 

 

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전고체 배터리는 아직 우리 일상 속에 완전히 자리 잡은 기술은 아닙니다. 하지만 연구실에서 발견된 작은 구조적 아이디어들이 하나씩 쌓이면서 더 안전하고 오래가는 배터리에 대한 기대는 점점 현실에 가까워지고 있습니다.

 

차세대 배터리의 경쟁력은 단순히 새로운 소재를 찾는 데서만 나오는 것이 아닌 그 소재가 제 역할을 할 수 있도록 정밀하게 배열 및 구현하고 안정적으로 생산할 수 있는 기술이 함께 필요합니다. 결국 미래 배터리를 움직이는 힘은 보이지 않는 내부 구조와 그 구조를 만들어내는 공정 기술에서 시작된다고 할 수 있을거예요.

 

저희 일신오토클레이브 역시 전고체 배터리 생산에 필요한 핵심 장비 기술을 통해 이러한 변화의 흐름에 동참하고 있습니다. 앞으로도 오늘의 연구가 내일의 산업이 되고, 실험실의 가능성이 실제 제품으로 이어지는 과정에서 일신오토클레이브의 정수압 프레스를 비롯한 고온·고압 장비들이 중요한 역할을 할 수 있도록 함께 달리겠습니다.😃

 

 

 

 

 

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