전기차(EV)용 리튬이온 배터리는 분리막 과열, 합선, 효율 저하 등으로 안전성과 안정성 문제에 직면해 있다. 이러한 단점을 완화하기 위해 연구자들은 그래프트 중합 기술을 사용하고 열적으로 안정적이고 내구성이 있는 혁신적인 실리카 나노입자 층 분리기를 개발했습니다. 이러한 분리막을 적용한 배터리는 더욱 안전하고 향상된 성능을 보여줍니다. 이러한 개발은 탈탄소화 운송 부문에 대한 EV 채택에 기여할 수 있습니다.
충전식 리튬이온 배터리 (또는 리튬 이온 배터리 또는 LIB)은 지난 30년 동안 매우 인기가 높고 어디에나 존재하게 되었습니다. 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게 및 재충전 가능성으로 인해 휴대폰, 노트북, 시청각 기기, 전력 저장 장치 및 전기 자동차(EV)에 널리 사용되며 일상 생활의 필수적인 부분이 되었습니다. LIB는 친환경적이며 청정 에너지 저장 기능을 제공하고 탈탄소화 경제.
그러나 리튬이온 배터리 주로 폴리올레핀 분리막의 과열로 인해 전기 자동차(EV) 및 에너지 저장 시스템의 안전 위험에 직면해 있습니다. 분리막은 양극과 양극이 직접 접촉하는 것을 방지하지만 과열로 인해 온도가 160℃까지 올라가면 녹아버린다. 결과적으로, 양극과 음극은 Li 수지상 결정의 형성을 통해 직접 접촉하게 되어 내부 단락이 발생하고 전해질 흡수가 부적절하며 효율이 감소할 수 있습니다.
이러한 단점을 해결하기 위한 노력이 있어왔다. 세라믹 코팅을 적용하는 것도 고려됐으나 분리막의 두께가 늘어나고 접착력이 떨어지기 때문에 부적합한 것으로 확인됐다.
최근 연구에서 인천대학교 연구진은 그래프트 중합 기술을 사용하여 이산화규소(SiO2)의 균일한 층을 부착했습니다.2) 나노입자를 폴리프로필렌(PP) 분리막으로 변환합니다. SiO 코팅으로 변형된 분리막2 200nm 두께의 제품은 에너지 저장 용량을 유지하면서 내열성이 뛰어나고 수상돌기 형성을 억제합니다. 이는 리튬 이온 배터리의 폴리프로필렌 기반 분리막(PPS)을 즉석에서 개선하여 내부 단락을 완화하고 배터리를 더욱 안전하고 효율적으로 만들 수 있음을 시사합니다.
이러한 개발은 전기 자동차(EV) 및 에너지 저장 시스템의 LIB에 적합하고 유망합니다. 안전성과 효율성이 향상된 즉석 LIB는 상용화되면 친환경 전기차의 보급에 도움이 될 수 있습니다.
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참조 :
- Manthiram, A. 리튬 이온 배터리 음극 화학에 대한 고찰. Nat Commun 11, 1550(2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- 박제이, 외 2024. 리튬 금속 배터리를 위한 표면 다중 기능화 전략에 의한 초박형 SiO2 나노입자 적층 분리막: 고도로 향상된 리튬 수지상 결정 저항 및 열 특성. 에너지 저장 재료. 65권, 2024년 103135월, XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
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