고체 리튬 배터리란 무엇입니까?

휴대전화, 컴퓨터, 휴대전화 내부에는 액체가 있습니다. 전기자동차 (EV). 거의 모든 충전식 전자제품이 사용되기 때문입니다. 리튬 이온 배터리, 이는 액체 전해질에 의존합니다.

하지만 이제 곧 바뀔 예정입니다.

“리튬전고체전지가 개발된 지 30여년이 넘었지만, 이제 막 상용화 단계에 접어들고 있습니다. 제품 부문 부사장인 Vince Caito는 "상업적으로 실행 가능하게 만드는 새로운 소재 덕분입니다."라고 말합니다. 개발 요시노 파워. "솔리드 스테이트는 자동차 제조업체가 차세대 EV용으로 개발함에 따라 특히 헤드라인을 장식하고 있습니다."

고체 리튬 배터리란 무엇입니까?

간단히 말하면, 고체 리튬 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용합니다.

애리조나 주립대학교에서 신기술을 연구하고 있는 학생 Gabriel Adams는 "모든 배터리에는 양극, 음극, 전해질의 세 가지 주요 구성 요소가 있습니다."라고 말합니다. 롤스턴 연구소.

“가전제품부터 가전제품까지 모든 분야에서 사용되는 널리 사용되는 비고체 리튬 배터리에는 비행기에서 전해질은 양극과 양극 사이의 리튬 이온 이동을 촉진하는 액체입니다. 음극. 리튬전고체 배터리에서는 전해액이 고체가 되는 거죠.”

고체 리튬 배터리 기술에는 여러 종류가 있습니다. 일부는 리튬 이온을 전도하기 위해 폴리머에 의존하는 반면, 다른 일부는 황화물이나 산화물(세라믹)을 사용합니다.

전고체 리튬 배터리의 장점

전해질이 누출될 수 없기 때문에 안전성이 향상되는 것이 주요 장점 중 하나입니다.

“액체 전해질은 가연성이므로, 배터리 화재 뉴스에서요.”라고 Eric D. Wachsman 박사, 이사 메릴랜드 에너지 혁신 연구소.

“우리는 이를 중심으로 설계할 수 있고 오랫동안 그렇게 해왔습니다. 하지만 안전 사이에는 근본적인 균형이 있습니다. 액체 전해질과 세라믹 고체 전해질의 성능은 고체가 불연성."

또 다른 장점: 에너지 밀도가 높아져 배터리가 더 작고 가벼워집니다. EV의 경우, 이는 자동차가 한 번 충전하면 더 멀리 갈 수 있고, 재충전 더 빠르게.

Adams에 따르면 기술 전문가를 위한 이유는 다음과 같습니다. “고체는 액체보다 밀도가 더 높으며 고체 배터리는 양극과 음극 사이에 분리막이 필요하지 않습니다. 또한 고체는 원자 수준에서 더 단단히 결합되어 있기 때문에 열 안정성이 더 뛰어나므로 전고체 배터리는 더 높은 온도를 더 잘 견딜 수 있습니다.”

전고체 리튬 배터리의 단점

가장 큰 단점은 첨단 재료, 기술 및 제조 복잡성으로 인한 비용입니다. 그러나 이러한 배터리가 점점 일반화됨에 따라 비용은 낮아질 가능성이 높습니다.

전고체 배터리는 어디에 사용됩니까?

현재는 소비자가 널리 사용할 수 없지만 상황이 바뀌기 시작했습니다. Yoshino Power는 방금 최초의 고체 리튬 제품 중 일부를 출시했습니다. 휴대용 발전소 다양한 크기로 홈 백업, 전동 공구 실행 그리고 캠핑. 향후 몇 년 동안 이 기술은 EV 시장을 강타할 것으로 예상됩니다.

Adams는 “고체 배터리는 미래의 방식입니다.”라고 말합니다. “새로운 전기 자동차 제조업체는 개발에 많은 투자를 하고 있으며 다음과 같은 회사는 토요타는 자사의 새로운 전기 자동차가 곧 전고체 배터리 기술을 사용할 것이라고 주장했습니다. 2027.”

거의 모든 다른 자동차 제조업체도 이 기술에 전념했습니다.

Wachsman은 “기후 문제 해결에 미치는 영향 때문에 자금 측면에서 에너지부의 초점은 전기 자동차에 맞춰졌습니다.”라고 말했습니다. “그러나 그것은 가전제품으로 발전할 것입니다. 그리드 저장소로 만들 것입니다. 이 배터리에 대한 응용 분야는 무한합니다.”

그러나 EV를 고려하고 있고 예산이 부족하다면 기술이 나올 때까지 기다리지 마십시오. Wachsman은 "지금 가서 구입하세요"라고 말합니다. “초기 제품은 더 비싸질 것이고, 단위당 가격이 떨어질 만큼 제조 규모가 커지기까지는 시간이 좀 걸릴 것입니다.”

프리랜서 작가이자 인디 영화 제작자인 Karuna Eberl은 DIY의 야외 및 자연 측면을 다루며 Family Handyman을 위해 야생 동물, 녹색 생활, 여행 및 정원 가꾸기를 탐구합니다. 그녀는 또한 건설 인력의 역동적인 여성에 대한 FH의 Eleven Percent 칼럼을 쓰고 있습니다. 그녀의 다른 작품으로는 Readers Digest, National Parks, National Geographic Channel 및 Atlas Obscura의 3월 표지가 있습니다. Karuna와 그녀의 남편은 또한 콜로라도 시골의 유령 마을에 있는 버려진 집을 개조하는 마지막 단계에 있습니다. 일하지 않을 때에는 하이킹을 하고 뒷길을 여행하며 자가 개조 밴에서 캠핑을 하는 모습을 볼 수 있습니다.