연구원들은 슈퍼커패시터 부품을 사용하여 새로운 유형의 나트륨 이온 배터리를 제작합니다.

한국과학기술원(KAIST) 연구원들이 휴대용 전력에 혁명을 일으킬 수 있는 유망한 배터리 혁신을 발견했습니다. 강정구 교수와 그의 팀의 연구에는 전통적인 리튬 이온 배터리와 디자인이 유사하고 동일한 종류의 산업 공정을 사용하여 제조할 수 있는 나트륨 이온 배터리가 포함됩니다. 이러한 배터리에서는 나트륨 이온이 음극의 리튬 이온을 대체하는 반면, 전해질(배터리 전극 사이의 충전을 돕는 액체)의 리튬염은 나트륨염으로 교환됩니다.

나트륨 이온 배터리는 새로운 것은 아니지만 최근 몇 년 동안 주목을 받기 시작했습니다. 리튬 배터리에 비해 나트륨 배터리에 사용되는 재료는 훨씬 더 풍부하고(최대 1,000개 더 많음) 저렴합니다. 또한 리튬 이온 배터리보다 훨씬 안전하며 0V까지 방전될 수 있어 단락으로 인한 열폭주 가능성이 없습니다.

그러나 충전 시간이 길고 바람직하지 않은 저장 용량으로 인해 나트륨 이온 배터리가 소외되어 왔지만 곧 모든 것이 바뀔 수 있습니다.

KAIST 연구팀은 일반 배터리 양극재를 슈퍼커패시터에 사용되는 양극재로 대체해 급속 충전도 가능한 고에너지, 고출력 하이브리드 나트륨 배터리를 개발했다. 용량 개선을 위해 양극을 미세 조정했고, 최적화된 전극 소재를 합성하는 방법도 활용했다.

강 교수에 따르면, 이들 솔루션은 커패시터의 출력 밀도 특성과 함께 상용 리튬이온 배터리를 능가하는 에너지 밀도를 갖고 있다. 차세대 저장 장치로서 몇 초에서 몇 분 안에 재충전이 가능해 모든 종류의 전자 기기에 사용하기에 이상적입니다. 이는 또한 EV를 제조하는 자동차 제조업체의 판도를 바꿀 수 있어 비용을 절감하는 동시에 단 몇 분 만에 완전히 재충전할 수 있는 차량을 제공할 수 있습니다.

운이 좋다면, 기술은 결국 연구실에서 현실 세계로 나아갈 것입니다.

팀의 연구는 Science Direct 저널에 게재되었습니다 .