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베스트 바카라사이트228,228);padding-left: 20px; padding-right: 20px;">용량·안전성 높인 음극재로
3분만에 초고속 충전 가능
김원배 포스텍 교수 연구팀
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김원배 포스텍 화학공학과·배터리공학과 교수 연구팀은 고용량과 안정성을 갖춘 혁신적 음극재를 개발했다는 연구 결과를 국제학술지‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼스’에 표지논문으로 최근 발표했다고 26일 밝혔다.
배터리는 양극과 음극으로 구성된다.두 극 사이에서 리튬 이온이 이동하며 전기가 저장되고 방출된다.음극재는 리튬 이온을 저장하는 창고 역할을 한다.배터리 충전 속도와 용량은 음극재가 리튬 이온을 얼마나 많이 빠르게 저장하느냐에 달려 있다.
과학계에서는 큰 용량과 안정성을 갖춘‘강자성 전환 음극재’가 주목받는다.이 음극재는 배터리 충·방전 과정에서 금속 산화물이 나노 크기의 강자성 금속으로 변환되며 일반 음극재 대비 더 많은 리튬 이온을 저장한다.기존 배터리보다 약 3배 용량이 큰 배터리를 구현할 잠재력이 있다고 분석된다.
그러나 현실화의 걸림돌로 불안정한 계면 형성,일본 사이트 추천 디시낮은 전도도 등이 꼽혔다.포스텍 연구팀은 이 같은 문제를 해결했다.우선 불소를 활용해 표면 극성을 높였다.연구팀은 “불소의 강한 전기적 특성을 이용해 표면 극성을 높였다”며 “마치 자석처럼 리튬 이온을 끌어당기는 기능을 하도록 해 더 많은 리튬 이온을 빠르게 저장할 수 있다”고 설명했다.
음극재의 리튬 이온 저장량도 늘렸다.전자의 스핀 상태가 전극의 전기적 특성과 상호 작용해 전하 저장 능력을 증가시키는‘스핀 분극화된 커패시턴스’현상을 극대화했다.
그 결과 개발된 음극재는 약 3분 이내의 급속 충전 조건에서도 상용화 음극재 대비 최소 140% 이상 향상된 성능을 보였다.급속 충·방전을 300번 시행한 후에도 용량을 92% 이상 유지했다.연구팀은 안정성을 확보한 것이라고 평가했다.
김 교수는 “이번 연구는 전기차의 주행거리,내구성,충전 속도를 모두 향상할 중요한 기술적 기반이 될 것”이라고 밝혔다.
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