중국 리튬 배터리 전해질은 전기차 에너지 저장 용량을 두 배로 늘리고 극한의 추위에서도 작동될 수 있다. 홍콩 사우스 차이나 모닝 포스트에 따르면 중국 과학자들은 리튬 배터리를 개선하여 상온과 극한 환경에서 더 효율적으로 작동할 수 있는 전천후 전해질을 개발한 것으로 드러났다.
상하이와 톈진의 연구팀은 수소불화탄소 기반 전해질을 사용하여 만든 배터리가 상온에서 작동할 때 기존 전해질을 사용한 배터리보다 에너지 밀도가 두 배 이상 높다고 밝혔다. 그들은 배터리가 영하 70도(화씨 영하 94도)에서도 효율적으로 작동할 수 있다고 말했다.
이번 개발을 통해 온대, 아열대, 냉대 등 모든 기후대에서 전기 자동차에 전력을 공급하는 것부터 우주에서 작동하는 것까지 다양한 작동 온도와 조건에 더 잘 적응할 수 있는, 더 오래 지속되는 리튬 배터리 시대가 열렸다.
연구팀은 지난달 동료 심사를 거친 저널 네이처에 발표한 논문에서 수소불화탄소 전해질이 "배터리의 전력 및 에너지 밀도 상한선을 깨는 유망한 경로"를 제공했다고 밝혔다.
상하이 우주 동력원 연구소(SISP)의 연구원인 리용 연구원은 "같은 질량의 리튬 배터리에 대해 실온 에너지 저장 용량이 2~3배 증가한다."고 말했다.
이로 인해 중국 전기차의 주행 거리가 500~600km(310~372마일)에서 1,000km(621마일)로 늘어날 수 있다고 리 총리는 3월 19일 외교부 공식 신문인 과학기술일보와의 인터뷰에서 말했다.
보고서에 따르면, 극도로 추운 환경에서도 휴대폰, 드론, 로봇 및 우주선의 성능을 향상시킬 수 있다고 한다.
전해질은 배터리의 양극과 음극 사이에서 이온을 운반할 수 있게 해주는 화학 매체이다. 연구팀은 지난 수십 년 동안 기존의 리튬 기반 배터리 전해질은 리튬 염을 용해하는 효과로 인해 주로 산소와 질소 기반 화합물로 구성되어 왔다고 말했다.
그러나 이러한 전해질은 전하 전달 능력이 제한되어 있기 때문에 고속 충전이나 저온 성능에 어려움이 있고, 효율성이 제한되어 안전에 문제가 발생할 수 있다.
난카이대학교와 중국항공우주과학기술공사 산하 SISP의 연구진은 점도 감소, 안정성 향상, 저온 성능 향상을 가져오는 리튬 금속 배터리용 불소 기반 전해질을 합성하는 방법을 발견했다.
연구팀은 제작된 수소, 불소 및 탄소 기반 전해질 중 하나를 사용하여 상온에서 킬로그램당 700와트시 이상, 영하 50도에서 킬로그램당 400와트시 이상의 에너지 밀도를 가진 리튬 금속 파우치 배터리를 개발하였다.
Science and Technology Daily에 따르면 기존의 리튬 배터리는 상온에서 킬로그램당 약 300와트시의 에너지 밀도를 가지며, 영하 20도에서는 킬로그램당 150와트시까지 떨어질 수 있었는데, 이번에 성능이 개선된 것이다.[파이낸셜신문]
