테슬라

Tesla가 자금을 지원하는 Dalhousie University의 배터리 연구 센터의 연구원들은 리튬 이온 배터리의 자가 방전 경향에 대한 잠재적으로 중요한 이유를 발견한 것으로 보입니다. 매우 주목할만한 점은 그룹의 발견이 놀랍도록 단순하면서도 잠재적으로 심오하다는 것입니다.

스마트폰, 노트북 등 전자제품은 시간이 지남에 따라 자체 방전되는 경향이 있습니다. 일정 기간 동안 장치를 사용하지 않았음에도 불구하고 장치의 배터리 충전량이 손실되는 매우 익숙한 시나리오입니다. 그러나 이것은 오늘날 정상적인 것으로 간주되지만 Dalhousie University의 연구원은 자체 방전 리튬 이온 배터리의 원인을 발견했을 수 있습니다.

Dalhousie University의 물리학 및 대기과학과 조교수이자 Herzberg-Dahn 의장인 Michael Metzger 박사는 리튬 이온 배터리에 전극을 함께 고정하는 상업용 테이프가 자체 개발에 중요한 기여를 할 수 있다고 지적했습니다. 방전 과정.

"상업용 배터리 셀에는 전극을 서로 고정하는 스카치 테이프와 같은 테이프가 있으며, 이 테이프가 화학적 분해되어 자체 방전을 일으키는 분자를 생성합니다. 우리 실험실에서는 고도로 많은 작업을 수행합니다. 배터리를 개선하기 위한 복잡한 실험이 있었지만 이번에는 매우 간단한 사실을 발견했습니다. 그것은 매우 간단한 것입니다. 그것은 모든 플라스틱 병에 들어 있으며, 이것이 리튬 이온 셀의 성능 저하에 이렇게 큰 영향을 미칠 것이라고 아무도 생각하지 못했을 것입니다. "라고 메츠거 박사가 말했습니다.

리튬 이온 배터리 셀과 자체 방전 동작을 이해하기 위해 Metzger 박사와 그의 팀은 여러 셀을 열어 다양한 온도에 노출시켰습니다. 놀랍게도 연구팀은 전지의 전해질 용액이 밝은 빨간색임을 발견했습니다. 더 자세히 조사하면서 팀은 일반적인 전해질 용액이 담긴 셀을 네 가지 다른 온도의 오븐에 넣었습니다. 25°C에서 70°C 범위의 4가지 오븐 온도가 사용되었습니다. 25°C의 세포 샘플은 투명하게 유지된 반면, 55°C의 샘플은 밝은 갈색으로 변했고, 70°C의 샘플은 핏빛 빨간색으로 변했습니다. 그런 다음 연구팀은 전해질의 구성을 조사하기 위해 화학적 분석을 수행했습니다.

다음은 팀의 관찰 내용입니다.

"그때 연구진은 테이프에 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 분해되어 자가 방전을 일으키는 분자를 생성한다는 사실을 발견했습니다. 이 분자는 전극의 양극 쪽으로 이동할 수 있기 때문에 산화환원 셔틀이라고 불립니다. , 그런 다음 음극으로, 다시 양극으로 돌아갑니다. 따라서 리튬이 해야 하는 것처럼 전극 사이를 왕복하면서 자체 방전이 발생합니다. 문제는 셔틀 분자가 항상 이 일을 하고 있다는 것입니다. 배터리가 그냥 거기에 있을 때 리튬이 움직이지 않아야 하는 경우에도 백그라운드에서 작동합니다."

Metzger 박사는 "아무도 배터리 셀의 이러한 비활성 구성 요소, 테이프 및 플라스틱 호일을 보지 않기 때문에 이는 우리가 결코 예상하지 못한 일이지만 배터리 셀의 부반응을 제한하려면 실제로 고려해야 할 사항입니다."라고 말했습니다.

Metzger 박사와 그의 팀의 연구 결과는 아래에서 확인할 수 있습니다.

Buechele 2023 J. Electrochem. Soc. 170 010518 작성자: Simon Alvarez, Scribd

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