글래스고 대학의 엔지니어 팀이 리튬 이온 배터리를 보다 환경 친화적으로 만드는 배터리를 개발했습니다.
리튬 이온 배터리는가볍고 컴팩트 한 폼 팩터와 여러 번의 충전 및 방전주기를 견딜 수있는 기능의 유용한 조합입니다. 이로 인해 랩톱, 휴대폰, 스마트 워치 및 전기 자동차를 비롯한 다양한 장치에서 사용하기에 이상적입니다.
많은 배터리와 마찬가지로 리튬 이온 배터리종종 리튬 코발트 / 망간 산화물 또는 리튬 철 인산염으로 만들어진 양극과 리튬 금속으로 만들어진 음극을 포함합니다. 충전하는 동안 리튬 이온은 전해질을 통해 양극에서 음극으로 이동하여 저장됩니다. 사용 중에 이온은 반대 방향으로 흐르고 전기 화학 반응을 통해 장치에 전력을 공급하는 에너지를 생성합니다.
숫자에 대한 물리적 제한 중 하나리튬 이온 배터리 설계로 저장 및 방출 될 수있는 에너지는 전극의 두께입니다. 두꺼운 전극은 전극을 통한 리튬 이온의 확산을 제한하여 리튬 이온 배터리의 특정 에너지를 제한합니다. 전극의 두께를 늘리면 변형에 대한 저항이 감소하여 균열이 발생하기 쉽습니다. 전극이 끊어지면 배터리를 사용할 수 없게됩니다.
대학의지도 아래 과학자들이 개발Glasgow는 작은 나노 크기 및 마이크로 크기의 구멍 또는 기공을 설계에 도입하여 전극의 크기와 표면적 간의 더 나은 균형을 달성하는 것을 목표로합니다. 기공이있는 전극의 표면과 내부를 절단함으로써 동일한 외형 치수의 고체 전극에 비해 표면적을 크게 늘릴 수 있습니다.
이를 위해 과학자들은 3D 프린팅이라는 적층 제조 기술을 사용했습니다. 목표는 전극에있는 각 기공의 크기와 위치를 엄격하게 제어하는 것입니다.
그들은 3D 프린터에 폴리 락트산, 인산 철 리튬, 탄소 나노 튜브를 결합한 재료를 개발했습니다.
폴리유산이란 무엇입니까? PLA(폴리락틱산, 폴리락타이드)는 옥수수, 감자 전분 등 100% 재생 가능한 자원에서 추출한 지방족 열가소성 폴리머입니다. 중합을 통해 PLA는 폴리(L-락트산)(PLLA)을 형성합니다. 이들 PLA의 화학적, 물리적 특성은 완전히 동일합니다.
생분해 성이 있으며 배터리의 재활용 성을 높입니다.
300 미크론 전극 및 다공성 배터리70 %는 그램 당 151 밀리 암페어-시간 또는 mAh / g의 특정 용량 (배터리가 유지할 수있는 충전량의 표준 측정 값)으로 테스트했을 때 가장 잘 수행되었습니다. 이는 동일한 두께의 고체 전극을 사용하는 기존 리튬 이온 배터리의 성능의 약 2 ~ 3 배입니다.
증가 된 다공성과 따라서 가장 두꺼운 300 미크론 전극의 더 큰 표면적도 배터리 용량에 영향을 미쳐 158 % 증가했습니다.
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