리튬 이온 배터리는 스마트 폰, 노트북에서 전기 자동차에 이르기까지 현대 생활의 필수 부분이되었습니다. 그러나 사용 기간 후에는 배터리가 종종 성능과 에너지를 저장하는 능력이 줄어 듭니다. 이 현상의 주요 원인은 배터리의 양극 전극을 덮고있는 고체 전해질의 고체 층 인 SEI (고체 전해질 간기)라는 물리적 층의 형성이다. 이 SEI 층은 리튬 이온을 소비하여 전극의 저항을 증가시킵니다.
시간이 지남에 따라, SEI 층의 조합, 전극의 분해 및 배터리에서 전해질은 리튬 이온 배터리의 전력 저장 용량을 감소시킨다. 그렇기 때문에 배터리가 더 이상 “버팔로”가 아닌 이유입니다.
오늘날 가장 일반적인 솔루션은 기술 또는 전기 자동차를위한 새로운 배터리 시스템을 교체하는 것입니다. 그러나 이것은 비싸뿐만 아니라 자원을 낭비하고 환경에 영향을 미칩니다.
최근에, 한 그룹의 중국 연구자들은 저하 된 리튬 이온 배터리 셀을 “재생”하는 방법을 찾았습니다. 이 방법은 새로운 리튬 이온을 노화 배터리 셀에 직접 펌핑하는 것을 기반으로하며, 에너지 저장 용량을 잃어버린 데 도움이됩니다.
실제 테스트에서 연구원들은 원래 용량의 85%만으로 사용 된 철산기 배터리의 에너지를 저장하는 능력을 거의 완전히 회복했습니다. 이 연구는 또한 리튬 이온 배터리의 수명이 12,000 ~ 60,000 방전 충전 주기로 크게 증가 할 수 있음을 보여 주었다.
유망한 내용에도 불구하고,이 방법은 여전히 배터리 셀을위한 특수 설계 및 제한된 적용 가능성과 같은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 그러나이 연구는 잠재적 인 방향을 열어 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될뿐만 아니라 전자 폐기물을 최소화함으로써 환경 보호에 기여합니다.
새로운 리튬 이온을 배터리 셀에 펌핑하여 리튬 이온 배터리의 “부흥”은 배터리 기술 분야에서 중요한 단계입니다. 완료하고 광범위하게 적용하는 데 더 많은 시간이 걸리지 만,이 방법은 산업과 환경 모두에 많은 이점을 가져다 줄 것을 약속합니다.
리튬 이온 배터리는 스마트 폰, 노트북에서 전기 자동차에 이르기까지 현대 생활의 필수 부분이되었습니다. 그러나 사용 기간 후에는 배터리가 종종 성능과 에너지를 저장하는 능력이 줄어 듭니다. 이 현상의 주요 원인은 무엇입니까? 그리고 저하 된 배터리를 “재생”하는 방법이 있습니까? 연구원들의 획기적인 솔루션을 탐색합시다 중국.
리튬 이온 배터리 노화의 원인
리튬 이온 배터리 사용 기간이 지나면 노화가 발생하여 에너지 저장의 전력과 밀도가 줄어 듭니다. 주된 이유는 배터리의 양극 전극을 덮고있는 전해질의 고체 층 인 SEI (고체 전해질 간기)라는 재료 층의 형성 때문이다. 이 SEI 층은 리튬 이온을 소비하여 전극의 저항을 증가시킵니다.
시간이 지남에 따라, SEI 층의 조합, 전극의 분해 및 배터리의 전해질은 리튬 이온 배터리의 전력 저장 용량을 감소시킨다. 그렇기 때문에 배터리가 더 이상 “버팔로”가 아닌 이유입니다.
정상 및 제한된 솔루션
오늘날 가장 일반적인 솔루션은 기술 또는 전기 자동차를위한 새로운 배터리 시스템을 교체하는 것입니다. 그러나 이것은 비싸뿐만 아니라 자원을 낭비하고 환경에 영향을 미칩니다.
새로운 방법 : 이온 리튬을 오래된 배터리 셀에 펌핑합니다
최근에, 한 그룹의 중국 연구자들은 저하 된 리튬 이온 배터리 셀을 “재생”하는 방법을 찾았습니다. 이 방법은 새로운 리튬 이온을 노화 배터리 셀에 직접 펌핑하는 것을 기반으로하며 에너지 저장 용량을 잃어버린 데 도움이됩니다.
구현 프로세스
- AI 및 유기 전기 화학 이론을 사용하십시오: 연구원들은 AI 생성 및 유기 전기 화학 이론의 모델을 사용하여 리튬 이온을 유지할 수있는 화합물을 만듭니다.
- 화합물을 활성화하십시오: 적절한 전압으로 활성화되면이 화합물은 배터리 셀 내부에서 리튬 이온을 방출합니다.
- 가스 제거: 반응 과정 후, 생성 된 가스가 배터리 셀에서 밀려 나서 새로운 리튬 이온이보다 효과적으로 작동하도록 도와줍니다.
테스트 결과
실제 테스트에서 연구원들은 원래 용량의 85%만으로 사용 된 철산기 배터리의 에너지를 저장하는 능력을 거의 완전히 회복했습니다. 이 연구는 또한 리튬 이온 배터리의 수명이 12,000 ~ 60,000 방전 충전 주기로 크게 증가 할 수 있음을 보여 주었다.
극복해야 할 도전
유망하지만이 방법은 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
- 특수 배터리 셀 디자인: 새로운 리튬 이온 펌핑 공정이 효과적이 되려면 셀 배터리 가이 공정을위한 공간으로 특별히 설계되어야합니다. 이것은 배터리 셀이 기존 배터리 셀보다 더 크고 복잡 할 것임을 의미합니다.
- 제한된 응용 프로그램 능력:이 기술은 현재 전기 자동차에 종종 사용되는 리튬 철 포스페이트 배터리에만 효과적입니다. 전화 나 랩탑과 같은 소비자 기술 장치에 반드시 적합한 것은 아닙니다.
연구의 의미
많은 도전에도 불구 하고이 연구는 배터리 수명을 연장 할뿐만 아니라 전자 폐기물을 최소화하여 환경 보호에 기여하는 잠재적 인 방향을 시작합니다.
새로운 리튬 이온을 배터리 셀에 펌핑하여 리튬 이온 배터리의 “부흥”은 배터리 기술 분야에서 중요한 단계입니다. 완료하고 적용하는 데 더 많은 시간이 걸리지만이 방법은 산업과 환경 모두에 많은 이점을 가져다 줄 것을 약속합니다.
에 따르면 TechSpot
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H1> 새로운 리튬 이온을 배터리 셀에 넣음으로써 배터리의 “부흥”솔루션을 찾는 결론은 배터리 기술 분야에서 중요한 단계입니다. 여전히 완료하고 적용하는 데 시간이 걸리지만이 방법은 산업과 환경 모두에 많은 이점을 가져다 줄 것을 약속합니다.
