새로운 탄소 기반 배터리 소재로 안전성, 수명, 전력 향상

도호쿠 대학, 일본 센다이

적층형 MG4C60의 구조. 에이. MG4C60에 대한 시뮬레이션 결과와 깨끗한 C60 및 MG4C60 분말의 XRD 패턴. 비. 스케일바가 5μm인 MG4C60 분말의 SEM 이미지. 기음. 구조 설명이 갈색으로 삽입된 MG4C 60의 IFFT TEM 이미지(1nm 스케일바). 디. 깨끗한 C 60 및 MG4C60의 C K-edge XAS 스펙트럼. e에서 관찰된 적층형 MG4C 60의 구조 그림. b 축과 f. 축. (이미지 :© Shijian Wang 외.)

이 연구는 풀러렌 분자가 연결되는 방식을 근본적으로 재설계함으로써 탄소 기반 배터리 재료를 훨씬 더 안전하고, 오래 지속되며, 더 강력하게 만드는 새로운 방법을 보여줍니다. 오늘날의 리튬 이온 배터리는 주로 흑연에 의존하는데, 이는 빠른 충전 속도를 제한하고 리튬 도금으로 인해 안전 위험을 초래합니다. 이러한 연구 결과는 보다 안전한 전기 자동차, 오래 지속되는 가전제품, 더욱 신뢰할 수 있는 재생 에너지 저장 장치를 향한 진전을 의미합니다.

풀러렌은 많은 잠재적 응용 분야에 적합한 독특한 분자이지만 안정성이 좋지 않아 배터리 사용을 방해하는 문제가 있었습니다. 도호쿠 대학 연구팀이 공유적으로 연결된 풀러렌 프레임워크(Mg 4)를 만들었습니다. C 60 ) 이는 탄소가 구조적 붕괴를 피하고 오랫동안 풀러렌 양극을 방해했던 활물질의 손실을 방지하면서 완전히 다른 훨씬 더 안정적인 방식으로 리튬을 저장할 수 있음을 보여줍니다. 이 획기적인 기술은 보다 안전한 고속 충전, 더 높은 에너지 밀도 및 더 긴 수명을 지원하는 차세대 배터리 소재 설계를 위한 청사진을 제공합니다.

"우리의 다음 단계는 고속 충전 배터리에 적합한 안정적인 고용량 양극 재료 제품군을 만드는 것을 목표로 이 공유 결합 전략을 더 넓은 범위의 풀러렌 및 탄소 프레임워크로 확장하는 것입니다."라고 고등재료연구소(WPI-AIMR)의 Hao Li 교수가 말했습니다.

추가적인 다음 단계에는 업계 파트너와 협력하여 이러한 재료의 확장성을 평가하고 이를 실제 셀 형식에 통합하는 것이 포함됩니다. 실제 실용성을 달성하는 방법을 이해하는 것은 효율적인 청정 에너지 기술의 미래로 이어질 중요한 단계입니다.

자세한 내용은 Hao Li에게 문의하세요. 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 JavaScript를 활성화해야 합니다.