미국 과학자들이 고밀도 10분 급속 충전 배터리 개발
2022-10-13
Pennsylvania State University의 과학자들은 단 10분 만에 충전할 수 있는 에너지 저장 밀도가 높은 배터리를 개발했습니다. 이를 통해 전기 자동차에 더 작은 배터리를 사용할 수 있게 되어 자동차 자체의 비용을 절감할 수 있습니다.
배터리를 빠르게 충전하려면 먼저 효과적인 냉각을 보장해야 합니다. 많은 양의 에너지를 공급하면 확실히 요소가 가열되기 때문입니다. 최적의 온도 조건을 보장하는 작업은 매우 어려운 것으로 간주됩니다. 기존 버전에서 엔지니어는 문제를 해결하기 위해 부피가 크고 값비싼 냉각 및 난방 시스템을 사용했습니다. 천천히 작동하고 많은 에너지를 자체적으로 소비합니다.
Chao Yang Wang 교수가 이끄는 과학자 그룹은 최대 배터리 성능을 달성하기 위해 능동적인 온도 제어 방법인 내부 열 변조로 전환했습니다. 이런 식으로 배터리 자체 내부에서 온도 체계를 조절할 수 있습니다. 이를 위해서는 양극, 음극, 전해질과 함께 네 번째 기본이 되는 초박형 니켈박을 추가해 전지 구조를 바꿔야 했다. 일종의 내부 자극제 역할을 하는 포일은 내부 자체 조절 수단으로 사용되어 최적의 온도와 반응성을 달성합니다. 이는 거의 모든 유형의 배터리를 10분 동안 빠르게 충전할 수 있습니다.
연구의 일환으로 과학자들은 에너지 저장 밀도가 265Wh/kg인 프로토타입 배터리를 제작했습니다. 비교를 위해 CATL Qilin 배터리의 경우 2023년에만 대량 생산이 시작되며 이 수치는 255Wh/kg입니다. 11분 만에 펜실베니아의 과학자들이 개발한 배터리는 320~480km의 파워 리저브를 제공할 만큼 충분히(70%까지) 충전될 수 있습니다. 동시에, 그들은 2000주기 동안 속성을 유지합니다. 즉, 한 번의 빠른 충전만으로 약 800,000km를 걸을 수 있습니다.
과학자들은 충전 인프라가 구축되면 전기 자동차용 배터리 용량을 150kWh에서 50kWh로 줄이는 것이 가능할 것이라고 말합니다. 이는 코발트, 흑연, 리튬과 같은 주요 원자재의 소비를 줄이고 전기 자동차의 비용을 줄여 유통을 용이하게 할 것입니다. EC Power는 이미 이 기술을 시장에 출시하기 위해 등록했습니다.
