설명: IIT 연구가 리튬 이온 배터리 성능을 향상시키는 방법

IIT Guwahati의 연구원들은 SOC로 알려진 가장 중요한 배터리 내부 상태 중 하나를 정확히 추정할 수 있는 기술을 개발했습니다.

연구원들은 리튬 이온 배터리를 개선하기 위한 대안이나 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다. (대표 이미지)

IIT Guwahati의 연구원들은 오늘날 사용되는 대부분의 휴대용 장치에 전원을 공급하는 충전식 리튬 이온 배터리의 성능을 향상시키는 기술을 개발했습니다. 그들의 연구 결과는 지난달 IEEE Xplore 저널에 게재되었습니다.

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리튬 이온 배터리란 무엇입니까?

2019년 노벨 화학상은 스탠리 휘팅엄, 존 구디너프, 요시노 아키라에게 공동으로 수여되었습니다. 리튬 이온 배터리의 개발을 주도한 작업 , 대부분의 휴대전화, 스마트폰, 태블릿, 노트북 및 보조 배터리에 사용됩니다. 최초의 상업적으로 실행 가능한 리튬 이온 배터리는 Whittingham과 Goodenough의 연구를 기반으로 개발한 Yoshino가 1985년에 만들었습니다. 스웨덴 왕립 과학 아카데미는 리튬 이온 배터리의 기초가 1970년대 오일 위기 동안에 놓였으며 그 무렵 Whittingham은 화석 연료가 없는 에너지 기술을 개발할 수 있는 방법을 개발하기 시작했다고 밝혔습니다.

오늘날 대부분의 전기 자동차(EV)는 리튬 이온 배터리도 사용하지만 에너지 킬로그램당 약 300와트시를 제공할 수 있다는 이론적인 한계에 서서히 도달하고 있습니다. 이 배터리는 태양열 및 풍력을 저장하는 데 사용할 수도 있습니다. 즉, 널리 사용되면 연료가 없는 사회에서도 생활할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 리튬 이온 배터리의 단점 중 일부는 가연성 및 가연성 물질로 만들어지기 때문에 과열에 취약하고 고전압에서 손상되기 쉽다는 것입니다. 이러한 배터리는 또한 시간이 지남에 따라 용량을 잃기 시작합니다. 예를 들어, 몇 년 동안 사용하는 노트북 배터리는 새 배터리만큼 제대로 작동하지 않습니다.

그렇다면 연구자들은 지금 무엇을 개발했습니까?

IIT Guwahati의 연구원들은 SOC로 알려진 가장 중요한 배터리 내부 상태 중 하나를 정확히 추정할 수 있는 기술을 개발했습니다. SOC는 배터리의 남은 용량, 즉 완전히 방전되기 전에 배터리에서 얼마나 더 많은 충전량을 회수할 수 있는지를 반영합니다. 남은 용량에 대한 지식은 배터리의 용량 활용을 최적화하고, 배터리의 과충전 및 과충전을 방지하고, 수명을 늘리고, 비용을 절감하고, 배터리와 주변 환경의 안전을 보장하는 데 도움이 된다고 IIT Guwahati에서 발행한 보도 자료가 말했습니다.

배터리의 수명을 늘리고 용량을 최적화하려면 다양한 상태를 정확하게 예측하는 것이 중요합니다. 이러한 상태 중 하나는 SOC로 지금까지 추정하기 어려웠습니다. 그들의 작업을 통해 연구원들은 과대 평가를 피하고 정확한 측정을 수행하는 데 도움이 되는 접근 방식을 제안했습니다.

리튬 이온 배터리에 대한 대안이 있습니까?

연구원들은 이러한 배터리를 개선하기 위한 대안이나 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다. 2019년 존스 홉킨스 응용 물리학 연구소는 불이 붙지 않는 리튬 이온 배터리를 개발했습니다.

2020년 1월 초 호주의 연구원들은 스마트폰에 연속 5일 동안 전력을 공급할 수 있는 세계에서 가장 효율적인 리튬-황(Li-S) 배터리를 개발했다고 주장했습니다. 1,000km.

Li-S 배터리에 사용되는 재료는 리튬 이온 배터리의 재료와 다르지 않지만 호주 연구원들은 유황 음극(전자가 이동하는 일종의 전기 전도체)의 설계를 재구성하여 전압 저하 없이 더 높은 스트레스를 수용할 수 있었습니다. 전체 용량.

Li-S 배터리는 일반적으로 낮은 생산 비용, 에너지 효율성 및 향상된 안전성으로 인해 리튬 이온 배터리의 후속 제품으로 간주됩니다. 유황이 풍부하기 때문에 생산 비용이 낮습니다.

그럼에도 불구하고 이러한 배터리의 상용화에 있어 몇 가지 어려움이 있었습니다. 주로 수명 주기가 짧고 순시 전력이 부족하기 때문입니다.

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