최근 몇 년 동안 리튬이온 배터리는 재생에너지원과 전기자동차(EV)로의 전환에 있어 핵심 기술로 떠올랐습니다. 보다 효율적이고 저렴한 배터리에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 해당 분야에서 상당한 발전이 이루어졌습니다. 올해 전문가들은 리튬 이온 배터리의 성능을 혁신할 수 있는 몇 가지 획기적인 발전을 예측하고 있습니다.
주목할 만한 발전 중 하나는 전고체 배터리의 개발이다. 액체 전해질을 사용하는 기존 리튬이온 배터리와 달리 전고체 배터리는 고체나 세라믹을 전해질로 사용한다. 이러한 혁신은 에너지 밀도를 높여 잠재적으로 EV의 주행 거리를 연장할 뿐만 아니라 충전 시간을 줄이고 화재 위험을 최소화하여 안전성을 향상시킵니다. Quantumscape와 같은 유명 기업은 고체 리튬 금속 배터리에 주력하고 있으며 이르면 2025년에 이를 차량에 통합하는 것을 목표로 하고 있습니다[1].
전고체 배터리는 큰 가능성을 갖고 있지만, 연구자들은 코발트 및 리튬과 같은 주요 배터리 재료의 가용성에 대한 우려를 해결하기 위해 대체 화학 물질도 탐색하고 있습니다. 더 저렴하고 지속 가능한 옵션에 대한 탐구는 계속해서 혁신을 주도하고 있습니다. 또한 전 세계 학술 기관과 기업에서는 배터리 성능 향상, 용량 증가, 충전 속도 가속화 및 제조 비용 절감을 위해 열심히 노력하고 있습니다[1].
리튬 이온 배터리를 최적화하려는 노력은 전기 자동차를 넘어 확장됩니다. 이러한 배터리는 그리드 수준의 전기 저장 분야에서 응용 분야를 찾고 있으며, 이를 통해 태양광 및 풍력 에너지와 같은 간헐적인 재생 가능 전력원을 더 효과적으로 통합할 수 있습니다. 그리드 저장에 리튬 이온 배터리를 활용함으로써 재생 에너지 시스템의 안정성과 신뢰성이 크게 향상됩니다[1].
최근 획기적인 발전을 이루기 위해 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)의 과학자들은 HOS-PFM으로 알려진 전도성 폴리머 코팅을 개발했습니다. 이 코팅을 사용하면 전기 자동차용 리튬 이온 배터리를 더욱 오래 지속하고 더욱 강력하게 만들 수 있습니다. HOS-PFM은 전자와 이온을 동시에 전도하여 배터리 안정성, 충전/방전 속도 및 전체 수명을 향상시킵니다. 또한 접착제 역할을 하여 리튬 이온 배터리의 평균 수명을 10년에서 15년으로 연장할 수 있습니다. 또한 이 코팅은 실리콘 및 알루미늄 전극에 적용했을 때 탁월한 성능을 보여 성능 저하를 완화하고 여러 사이클에 걸쳐 높은 배터리 용량을 유지합니다. 이러한 발견은 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 크게 증가시켜 전기 자동차에 더 저렴하고 접근 가능하게 만들 것이라는 약속을 담고 있습니다[3].
전 세계가 온실가스 배출을 줄이고 지속 가능한 미래로 전환하기 위해 노력하고 있는 가운데, 리튬 이온 배터리 기술의 발전이 중요한 역할을 하고 있습니다. 지속적인 연구 및 개발 노력은 업계를 발전시켜 보다 효율적이고 저렴하며 환경 친화적인 배터리 솔루션에 더 가까워지고 있습니다. 전고체 배터리, 대체 화학, HOS-PFM과 같은 코팅의 획기적인 발전을 통해 전기 자동차 및 그리드 수준 에너지 저장 장치의 광범위한 채택 가능성이 점점 더 현실화되고 있습니다.
게시 시간: 2023년 7월 25일
