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고성능 저비용 나트륨 이온 배터리 기반 전기 자동차 보급 : 저가 실리콘 기반 오일을 사용하여 나트륨 이온 배터리 용 대용량 양극 소재 개발 이 공정은 상용화되면 제조량을 크게 줄일 것으로 예상됩니다.

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그래픽 추상 크레딧
한국 과학 기술 연구원 (KIST)

요약 :
다양한 자동차 회사들이 내연 기관 (IC) 엔진 차량에서 전기 차량 (EV)으로 전환을 준비하고 있습니다. 그러나 더 높은 비용으로 인해 EV는 소비자가 쉽게 접근 할 수 없습니다. 따라서 여러 정부에서 판매 촉진을 위해 전기 자동차에 보조금을 지급하고 있습니다. EV 비용이 IC 엔진 차량과 경쟁하려면 비용의 약 30 %를 차지하는 배터리가 IC 기반 차량보다 더 경제적이어야합니다.

 

고성능 저비용 나트륨 이온 배터리 기반 전기 자동차 보급 : 저가 실리콘 기반 오일을 사용하여 나트륨 이온 배터리 용 대용량 양극 소재 개발 이 공정은 상용화되면 제조량을 크게 줄일 것으로 예상됩니다.

세종, 한국 | 게시일 : 18 년 2021 월 XNUMX 일

한국 과학 기술 연구원 (KIST)은 에너지 저장 연구 센터 김상옥 박사 팀이 나트륨 이온 이차 전지에 사용할 수있는 경제적 인 고성능 음극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬 이온 배터리보다 비용 효율적입니다. 이 새로운 소재는 상용 리튬 이온 배터리에 사용되는 흑연 양극보다 1.5 배 더 많은 전기를 저장할 수 있으며 200A / g의 매우 빠른 충 / 방전 속도로 10 사이클 후에도 성능이 저하되지 않습니다.

나트륨은 리튬보다 지각에 500 배 이상 풍부합니다. 이에 나트륨 이온 전지는 리튬 이온 전지보다 40 % 저렴 해 차세대 이차 전지로 주목 받고있다. 그러나 리튬 이온에 비해 나트륨 이온이 더 크기 때문에 이러한 전지에서 양극으로 널리 사용되는 흑연과 실리콘에 안정적으로 저장할 수 없다. 따라서 새로운 고용량 양극 소재의 개발이 필요하다.

KIST 연구팀은 대용량 양극 소재 후보로 주목 받고있는 금속 황화물 인 이황화 몰리브덴 (MoS2)을 사용했다. MoS2는 많은 양의 전기를 저장할 수 있지만 높은 전기 저항과 배터리 작동 중에 발생하는 구조적 불안정성으로 인해 사용할 수 없습니다. 그러나 김상옥 박사 팀은 저가의 친환경 소재 인 실리콘 오일을 사용하여 세라믹 나노 코팅층을 만들어이 문제를 극복했다. MoS2 전구체를 실리콘 오일과 혼합하고 혼합물을 열처리하는 간단한 공정을 통해 낮은 저항과 향상된 안정성을 가진 안정적인 헤테로 구조를 생성 할 수있었습니다.

* 전구체 : 대사 또는 반응에서 특정 물질이되기 전 단계에있는 물질.

** Heterostructure : 두 개 이상의 재료를 결합하여 만든 구조

또한 전기 화학적 특성을 평가 한 결과이 소재는 코팅없이 MoS600 소재보다 최소 2 배 이상의 전기 (~ 200mAh / g)를 안정적으로 저장할 수 있으며 2 회의 빠른 충 / 방전 사이클 후에도이 용량을 유지할 수 있음을 보여주었습니다. 이 우수한 성능은 전기 저장 용량이 높은 세라믹 나노 코팅층을 형성하여 MoSXNUMX 표면에 높은 전도성과 강성을 부여하여 재료의 전기 저항이 낮고 구조적 안정성이 높은 결과를 얻었습니다.

김상옥 박사는“나노 코팅 표면 안정화 기술을 통해 MoS2의 고 저항 및 구조적 불안정 문제를 성공적으로 해결할 수 있었다. 그 결과 많은 양의 전기를 안정적으로 저장할 수있는 나트륨 이온 배터리를 개발할 수있었습니다. 우리의 방법은 비용 효율적이고 친환경적인 재료를 사용하며 양극 재료의 대규모 제조에 적합하면 생산 비용을 낮출 수 있으므로 대용량 축전 장치 용 나트륨 이온 배터리의 상용화를 촉진 할 수 있습니다.”

# # #

본 연구는 KIST의 기관 R & D 프로젝트와 과학 기술 정보 통신부 (MSIT)가 자금을 지원하는 한국 연구 재단의 우수 신임 연구원 지원 프로젝트에 의해 지원되었습니다. 본 연구의 결과는 나노 기술 'ACS에 국제 저널 최신호에 게재되었습니다. Nano '(IF : 14.588, JCR에서 상위 5.260 %).

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연락처 :
김도현
82-295-86344

Copyright © 국립 과학 기술 연구위원회 (NST)

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출처 : http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56727

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