더 넓은 주행 거리와 향상된 안전성을 갖춘 차세대 전기 자동차 배터리는 리튬 금속, 고체 형태로 나타날 수 있습니다. technology.
그러나이 유망한 전원 공급 장치에 대한 핵심 질문은 실험실에서 제조 시설로 이동하기 전에 답을 얻어야한다고 미시간 대학 연구진은 밝혔다. 그리고 인구의 더 많은 부분에 전기 자동차를 제공하려는 노력으로 이러한 질문에 신속하게 답해야한다고 그들은 말합니다.
UM 기계 공학 부교수 인 Jeff Sakamoto와 Neil Dasgupta는 지난 XNUMX 년 동안 리튬 금속 고체 배터리 연구를 이끌었습니다. 저널의 관점에서 줄, Sakamoto 및 Dasgupta는 기술이 직면 한 주요 질문을 레이아웃합니다. 질문을 개발하기 위해 그들은 자동차 업계의 리더들과 긴밀히 협력했습니다.
주요 자동차 제조업체는 올해 전기 자동차에 올인하고 있으며, 많은 사람들이 내연 기관 자동차를 향후 몇 년 동안 단계적으로 폐지 할 계획을 발표했습니다. 리튬 이온 배터리는 초기 EV를 가능하게했으며 조립 라인에서 나오는 최신 모델의 가장 일반적인 전원 공급 장치로 남아 있습니다.
이러한 리튬 이온 배터리는 한 번 충전으로 EV 범위 측면에서 최고 성능에 도달하고 있습니다. 또한 온보드 화재의 위험이없는 무겁고 부피가 큰 배터리 관리 시스템이 필요합니다. 전해액 용 세라믹과 함께 배터리 양극 용 리튬 금속을 활용함으로써 연구원들은 동일한 크기의 배터리에 대해 EV 범위를 두 배로 늘리는 동시에 화재 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 입증했습니다.
“지난 XNUMX 년 동안 리튬 메탈 솔리드 스테이트 배터리 발전에 엄청난 진전이있었습니다.”라고 Sakamoto는 말했습니다. "그러나 기술을 상용화하는 과정, 특히 EV의 경우 몇 가지 과제가 남아 있습니다."
이러한 잠재력을 활용하기 위해 답변해야하는 질문은 다음과 같습니다.
- 종이처럼 얇은 리튬 금속 배터리에 필요한 거대하고 부서지기 쉬운 세라믹을 어떻게 생산할 수 있습니까? 제조 과정에서 화씨 2,000도 이상까지 가열하는 데 에너지가 필요한 리튬 메탈 배터리의 세라믹 사용이 전기 자동차의 환경 적 이점을 상쇄합니까?
- 세라믹과 세라믹을 제조하는 데 사용되는 공정 모두 배터리 제조업체와 자동차 제조업체가 작업을 대폭 개선하도록 강요하지 않는 방식으로 균열과 같은 결함을 설명하도록 조정할 수 있습니까?
- 리튬 메탈 솔리드 스테이트 배터리는 내구성을 유지하고 화재 위험을 줄이기 위해 리튬 이온 배터리가 필요로하는 무겁고 부피가 큰 배터리 관리 시스템이 필요하지 않습니다. 배터리 관리 시스템의 질량과 부피를 줄이거 나 완전히 제거하면 솔리드 스테이트 배터리의 성능과 내구성에 어떤 영향을 미칠까요?
- 리튬 금속은 세라믹 전해질과 지속적으로 접촉해야합니다. 즉, 접촉을 유지하기 위해 압력을가하려면 추가 하드웨어가 필요합니다. 추가 된 하드웨어가 배터리 팩 성능에 어떤 의미가 있습니까?
자신의 스타트 업 회사를 중심으로 한 사카모토 리튬 금속 고체 배터리는 기술이 지금 순간을 보내고 있다고 말합니다. 그러나 순간을 이끄는 열정은 그 자체로 앞서서는 안된다고 그는 말합니다.
이 논문의 제목은 "실험실에서 시장으로 고체 배터리 전환 : 전기 화학 역학과 실용적인 고려 사항 연결"입니다.