글쓴이 최고관리자
등록일 12-10-07 10:56
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Leyden Energy사는 배터리의 전해질에 나트륨아미드(sodium imide)와 그래파이트 전류 포집기(graphite current collector)를 사용한다. 이러한 재료들은 배터리 수명을 보다 더 연장시키고 더 높은 온도에서 견딜 수 있게 해준다.
Leyden Energy사는 신규 배터리가 225 watt-hours/kilogram의 에너지 밀도(energy density)를 갖는다고 밝혔다. 이러한 에너지 밀도는 랩톱 배터리의 하이 엔드 범위에 들어가는 수준이며, 기존 리튬 이온 배터리보다 약 50% 더 높은 에너지 밀도를 갖는 신규 리튬 이온 배터리로 전기 자동차에 사용됐다. 4년이 된 벤처 기업인 Leyden Energy사는 2011년 후반 태블릿 PC 제조사에서 이러한 전지가 사용될 것으로 전망하고 있다고 CEO인 Aakar Patel은 밝혔다.
리튬 이온 배터리는 소비자 가전제품에 광범위하게 이용되고 있지만, 전지 또는 하이브리드에서 안전하게 작동하기 위하여 디자인 변화가 필요한 실정이다. 자동차 제조사들은 배터리 전지가 너무 뜨거운 상태로 운영되지 않도록 해주는 냉각 시스템과 전자기기에 적용하기 위하여 전형적으로 보다 더 에너지 밀도가 낮은 제품을 사용할 수밖에 없다. 예를 들면, Tesla Motors사는 자사의 Roadster 스포츠카에 동력을 공급하기 위하여 랩톱에서 볼 수 있는 배터리와 유사한 배터리를 사용한다. Tesla Motors사는 열관리 전자부품(thermal management electronics), 액체 냉각(liquid cooling), 과열 및 다른 문제를 예방하기 위한 소프트웨어 등을 사용한다.
인산철리튬(lithium-iron phosphate) 같은 양극 재료(cathode material)는 이러한 재료가 고온에서 견딜 수 있기 때문에, 때때로 전기 자동차에 적용된다. 트레이드오프는 이러한 재료가 약 140 watt-hours/kilogram의 상대적으로 낮은 에너지밀도를 갖는다는 점이다.
Leyden Energy사는 전해질과 전류 포집기가 양극 재료와 음극 재료의 수행력에 영향을 끼치고, 배터리의 수명과 안전성을 결정하는 데 도움을 주기 때문에, 이 두 가지에 초점을 맞추었다고 Patel은 밝혔다. 결과는 배터리가 60 °C의 온도에서 잘 작동하는 것으로 나타났다고 그는 덧붙였다.
Leyden Energy사의 배터리는 리튬 이온 배터리의 구성 성분 중 하나인 6불화인산리튬(lithium hexafluorophosphate)을 나트륨아미드로 대체했다. 6불화인산리튬과는 달리 나트륨아미드는 배터리 전지 내부에 있는 물과 반응하지 않는다. 6불화인산리튬과 물의 반응은 배터리 수명 주기를 상당히 훼손시키는 것이다. 또 6불화인산리튬은 실온에서 분해되기 시작하여 온도가 55 °C에 이를 때 자체적인 효율성을 잃는다. 나트륨아미드는 더 높은 온도에서도 분해를 시작하지 않는 물질이다.
그러나 나트륨아미드는 배터리 전지에서 전형적으로 찾아볼 수 있는 알루미늄 전류 포집기의 부식을 유발할 수 있다. 그래파이트는 이러한 공격에 면역성이 있어 좋은 대체물이다. Leyden Energy사의 핵심적인 기술 개발은 전해질이 아니다. Leyden Energy사는 전류 포집기로 알루미늄을 사용하지 않았다고 이 회사의 기술을 확인한 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory) 소속의 과학자인 Venkat Srinivasan은 밝혔다.
Patel은 배터리가 액체 냉각보다는 보다 더 저렴하고 가벼운 공기 냉각(air cooling)을 이용할 수 있다고 밝혔다. 또 Leyden Energy사는 배터리의 수명과 관련된 문제인 과대충전 및 과소충전을 예방할 수 있는 소프트웨어와 배터리 관리 전자기기를 개발할 계획이라고 Patel은 밝혔다. 최근 Leyden Energy사는 매달 10개의 자동차 배터리 팩을 생산하기 위한 프로젝트에 대하여 캘리포니아 주로부터 296만 달러의 지원을 받았다.
Leyden Energy사의 전지 기술은 열적 관리, 생애 주기 수행력(life-cycle performance), 에너지 밀도 등의 측면에서 자동차 배터리팩을 위한 매우 실제적인 장점을 지니고 있다고 Leyden Energy사의 기술에 관심을 가지고 있으며, 전기 오토바이 개발을 수행 중인 Brammo사 소속의 제품 개발 책임자인 Brian Wismann은 밝혔다.
Leyden Energy사의 신규 기술은 랩톱 배터리에서 제일 먼저 보게 될 것이다. Leyden Energy사는 이러한 배터리가 기존의 전형적인 랩톱 배터리의 약 300회에 달하는 충방전 주기와 비교했을 때 1,000회 이상의 충방전 주기를 달성할 수 있으며, 일반적인 1년의 하자 보수 대신 3년의 하자 보수 기간이 책정될 것이라고 밝혔다.
[출처] 자체적으로 냉각하는 신규 리튬 이온 배터리|작성자 밍그라빠
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