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원자 수준에서의 배터리 재질을 연....

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글쓴이 최고관리자 등록일 18-04-10 10:10
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    미국 에너지부(DOE, Department of Energy)의 Lawrence Berkeley 국립연구소가 주도하는 국제연구팀이 원자 차원에서 리튬이온 배터리 전극을 구성하는 재질의 비율이 구조에 어떤 영향을 주는지와 재질의 다른 표면과 어떻게 다른지를 연구하기 위해 전자현미경을 이용하는 선진기법을 활용했다.

    광범위한 화학조성에 따라 배터리 재질의 내부 및 표면구조를 알게되면 이를 통해 새로운 배터리 재질 개발을 할 수 있다.

    이번 발견으로 양극 내에서 상 변성(phase transformation)을 시키는 방법과 이 종류의 재질에서 나타나는 용량감소를 변화시킬 수 있을 것이라고 연구를 주도한 Lawrence Berkeley 국립연구소 측이 밝혔다.

    Berkeley Lab Researchers Map the Atoms of Battery Materials


    Lawrence Berkeley 국립연구소에서 나노 규모 연구에 특화된 Molecular Foundry 연구원들이 시행한 선행연구에서 해묵은 논쟁을 끝낼 리튬을 과도하게 함유한 양극 재질의 구조를 밝혀낸 바 있다.

    National Center for Electron Microscopy과 영국 Daresbury에 있는 National Research Facility for Advanced Electron Microscopy에 있는 전자망원경을 모두 이용해서 연구진은 양극 재질 내부에 원자들이 모든 조성에 걸쳐 동일한 구조 패턴을 유지하고 있음을 알아냈다. 리튬의 양을 줄이면 구조 내에서 특정 원자의 위치에서 randomness가 커지는 것을 발견했다.

    배터리 성능에 대한 양극 재질조성의 차이를 비교함으로써 연구진은 다른 금속에 대해서 리튬 비율을 낮췄을 때 배터리 성능을 용량 관점에서 최적화 할 수 있음을 입증했다.

    이 연구는 미 에너지부의 Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of Basic Science 및 Small Business Voucher Pilot Program, Envia Systems사 및 영국의 Engineering and Physical Science Research Council이 후원했다. 이 연구는 학술지 'Energy & Environmental Science'에 게재되었다.

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