Andrea Elyse Messer 작성, 2021년 1월 18일
펜실베니아 대학교 공원 — 전기 자동차를 재충전할 수 있기 전에 전력 부족에 대한 두려움인 주행 거리 불안은 과거의 일이 될 수 있다고 Penn State 엔지니어 팀이 리튬 철 인산염 배터리를 조사하고 있다고 밝혔습니다. 10분 안에 충전할 수 있는 250마일의 범위를 가지고 있습니다.
"우리는 내연 기관 차량과 비용 동등성을 가진 대중 시장 전기 차량을 위한 꽤 영리한 배터리를 개발했습니다."라고 기계 공학 교수이자 화학 공학 교수이자 재료 과학 및 공학 교수인 William E. Diefenderfer 교수인 Chao-Yang Wang이 말했습니다. 펜실베이니아 주립 전기화학 엔진 센터 소장. "거리에 대한 불안이 더 이상 없으며 이 배터리는 저렴합니다."
연구원들은 또한 배터리가 수명 동안 200만 마일 동안 양호해야 한다고 말합니다.
그들은 오늘(1월 18일) Nature Energy에서 장수명과 급속 충전의 핵심은 충전 및 방전을 위해 화씨 140도까지 빠르게 가열한 다음 배터리가 작동하지 않을 때 냉각하는 배터리의 능력이라고 보고합니다.
Wang은 "매우 빠른 충전을 통해 범위 걱정 없이 배터리 크기를 줄일 수 있습니다."라고 말했습니다.
배터리는 이전에 Wang의 센터에서 개발된 자체 발열 방식을 사용합니다. 자체 발열 배터리는 한쪽 끝이 음극 단자에 부착되고 다른 쪽 끝이 셀 외부로 확장되어 세 번째 단자를 생성하는 얇은 니켈 호일을 사용합니다. 전자가 흐르면 저항 가열을 통해 니켈 호일을 빠르게 가열하고 배터리 내부를 따뜻하게 합니다. 배터리의 내부 온도가 화씨 140도가 되면 스위치가 열리고 배터리가 급속 충전 또는 방전될 준비가 됩니다.
Wang의 팀은 기존 기술과 혁신적인 접근 방식을 사용하여 이 배터리를 모델링했습니다. 그들은 이 자기 발열 방식을 사용하여 배터리의 양극과 음극에 저렴한 재료와 안전한 저전압 전해질을 사용할 수 있다고 제안합니다. 음극은 열적으로 안정한 리튬 철 인산염으로 코발트와 같은 비싸고 중요한 물질을 포함하지 않습니다. 양극은 안전하고 가볍고 저렴한 재료인 매우 큰 입자의 흑연으로 만들어집니다.
자체 발열 때문에 연구원들은 위험한 리튬 스파이크를 유발할 수 있는 양극에 리튬이 고르지 않게 증착되는 것에 대해 걱정할 필요가 없다고 말했습니다.
Wang은 "이 배터리는 무게, 부피 및 비용을 줄였습니다. "드디어 주류 소비자 시장에 도움이 될 배터리를 발견하게 되어 매우 기쁩니다."
Wang에 따르면 이 작은 배터리는 가열 시 40kwh 및 300kw의 전력으로 많은 양의 전력을 생산할 수 있습니다. 이 배터리가 장착된 전기 자동차는 3초 만에 시속 0에서 60마일까지 갈 수 있으며 포르쉐처럼 운전할 수 있다고 그는 말했습니다.
Wang은 "이것이 우리가 환경을 변화시키는 방법이며 고급차에만 기여하는 것이 아닙니다. "모든 사람이 전기 자동차를 살 수 있게 하십시오."
이 프로젝트에 참여하는 다른 펜실베니아 주립 연구원으로는 기계 공학 조교수인 Xiao-Guang Yang과 기계 공학 박사 과정 학생인 Teng Liu가 있습니다.
미국 에너지부의 에너지 효율 및 재생 에너지 사무국과 William E Diefenderfer Endowment가 이 연구를 지원했습니다.
Penn State News &Research 제공
추천 이미지:Zach Shahan 제공
