지난 수십 년 동안 엔지니어와 재료 과학자들은 점점 더 나은 성능을 보이는 배터리 기술을 개발하기 위해 열심히 노력해 왔습니다.그들의 노력은 전자 산업의 요구 사항을 지원하고 수많은 충전식 장치, 전기 자동차 및 로봇 시스템의 배터리 수명을 늘리는 것을 목표로 합니다.

니켈(Ni)이 풍부한 층상 재료는 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 유리한 특성으로 인해 종종 전지 전지의 음극으로 사용되어 왔습니다.그럼에도 불구하고, 니켈이 풍부한 음극의 용량은 바람직하지 않은 측면을 유발하는 재료의 반응성으로 인해 급격히 저하될 수 있습니다.화학 반응.

서울 한양대학교 연구원들은 최근 이러한 음극의 성능을 향상시켜 더 오랜 기간 동안 용량을 유지할 수 있는 새로운 전략을 도입했습니다.이 전략은 논문에 소개되었습니다.출판됨~에자연 에너지에는 음극의 잔류 리튬 화합물을 제거하는 데 도움이 되는 간단한 세척 공정이 포함되며, 부당한 반응을 줄이기 위해 음극을 코팅하기도 합니다.

"Ni가 풍부한 층상 음극 물질의 불안정성리튬 이온 배터리류훈희, 임형우 및 동료들은 논문에서 "이러한 반응성은 음극 표면에 잔류 리튬 불순물의 형성을 유도하고 전해질과의 심각한 부반응을 유발한다"고 논문에 썼습니다.우리는 잔류 리튬을 제거하는 동시에 Ni이 풍부한 적층형 음극에 보호 코팅을 형성하기 위해 공동 용해수를 사용한 세척 공정을 제안합니다."

이 연구팀의 최근 연구의 주요 목표는 니켈이 풍부한 음극의 한계를 극복하고 시간이 지남에 따라 배터리 수명을 늘리는 데 도움이 될 수 있는 효과적인 방법을 식별하는 것이었습니다.그들이 제안한 전략은 코발트(Co)가 용해된 수용액으로 음극을 세척하는 것입니다.

이 세척 공정은 음극 외부 표면에 잔류하는 리튬과 반응을 유도하여 얇고 균일하며 Co가 풍부한 보호층을 형성합니다.형성된 층은 배터리 셀 내부의 양극과 전해질 사이의 직접적인 접촉을 제거하여 추가 부반응과 그에 따른 시간 경과에 따른 음극의 급속한 저하를 방지합니다.

“세척은 잔류 리튬 화합물과의 반응을 통해 표면 근처 구조의 재구성을 유도하여 전해질과 Ni이 풍부한 표면 사이의 직접적인 접촉을 방지합니다.”라고 Ryu, Lim 및 동료들은 설명했습니다."세척된 음극에 추가적인 불소 코팅이 염분 분해를 방해하여 부산물이 전해질에서 자가 촉매 부반응을 유발하는 것을 방지합니다.음극인터페이스하여 사이클링 중 가스 발생을 억제합니다."Ryu, Lim 및 공동 연구자가 도입한 세척 및 코팅 전략은 일련의 초기 실험에서 테스트되었습니다.

결과는 에너지 밀도와 안전성을 손상시키지 않으면서 Ni가 풍부한 음극의 수명 주기를 성공적으로 연장한 것으로 나타났습니다.

앞으로 이 최근 연구는 더 안전하고 내구성이 뛰어난 배터리를 개발하는 데 사용될 수 있습니다.전기 자동차및 기타 대규모 전자 제품.또한, 다른 연구팀은 니켈이 풍부한 음극에서 일반적으로 보고되는 급속한 용량 저하를 방지하기 위한 다른 유망한 방법을 고안하기 위해 이번 연구 결과에서 영감을 얻을 수 있습니다.

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