석을 리용한 축전지

손전화기나 전기자동차들에 리용되는 리티움이온전지들의 전하저장능력은 흑연양극때문에 제한을 받고있다.

연구사들은 양극을 제조하는데 리티움이나 나트리움과 같은 알카리금속을 리용하여왔는데 이 금속들은 저장능력이 큰 우점이 있는 반면에 전통적인 축전지전해질과 세게 반응하는 결함이 있다.이로 하여 나무가지모양결정이 형성되는데 결과 축전지는 수명이 짧아지고 잠재적으로 단락될 위험성을 가지고있다.

연구사들은 석을 리용하여 양극과 전해질사이의 보호계면을 형성해줌으로써 리티움 및 나트리움양극의 안정성을 보장할수 있는 방법을 개발하였다.

연구사들은 탄산염에 기초한 축전지의 전해질속에 석을 떨구어주는 방식으로 알카리금속양극에 즉시 인공계면이 형성되게 하였다.결과 양극이 전기화학적으로 계속 활성을 띠게 하면서도 방패와 같이 그것을 보호해주는 나노메터두께의 장벽이 생겨나게 되였다.저온전자현미경으로 관측한데 의하면 이 기술을 적용한 결과 축전지에서 나무가지모양의 결정이 없어졌다고 한다.

계면은 축전지를 안정시키는것을 포함하여 여러가지 우점을 가지고있다.오래전부터 석과 기타 원소들은 리티움과 쉽게 합금을 형성하면서 높은 에네르기저장능력을 보장해주는것으로 알려져왔다.

이로부터 연구사들은 리티움에 석계면을 형성해주면 이것이 보호층으로서의 역할을 하면서도 전기화학적활성도 강화해줄수 있다는 착상을 얻게 되였다.

다른 인공계면재료들과 달리 석을 리용하여 계면을 만드는데는 특수한 설비가 최대한 적게 리용되고 복잡한 처리공정도 필요없다고 한다.

리티움양극에 석계면을 형성시켜 검사해본 결과 전지는 ㎠당 ３㎃의 전류밀도를 ５００시간이상 유지하였다.석계면을 형성해주지 않고 검사해본데 의하면 전지의 수명은 ５５시간정도였다.

연구사들은 이러한 성과를 거두게 된 요인이 석과 재빨리 합금을 형성하는 리티움의 성질을 밝힌데 있다고 주장하였다.

【조선중앙통신】