제목: 12µm 두께의 소결된 가닛 세라믹 골격이 고에너지 밀도 고체 리튬 금속 배터리를 가능하게 함
제1저자: Chengshuai Bao (중국과학원 상해세라믹연구소)
교신저자: Zhaoyin Wen (중국과학원 상해세라믹연구소)
고체 전해질 배터리는 안전 문제를 해결하고 액체 전해질 배터리와 비교하여 에너지 밀도를 크게 향상시킬 수 있는 가능성 때문에 차세대 혁신적인 배터리 기술로 여겨집니다. 이 중 초박형 복합 고체 전해질은 가벼운 무게와 전극 계면과의 우수한 호환성 덕분에 고에너지 밀도 고체 리튬 금속 배터리에서 큰 잠재력을 보이고 있습니다. 그러나 무기 분말의 응집으로 인한 제어되지 않은 덴드라이트 성장과 성능 저하는 초박형 복합 고체 전해질의 실제 적용을 저해하는 요인으로 작용해왔습니다. 따라서 새로운 유형의 초박형 복합 고체 전해질 개발이 현재 연구의 초점이 되고 있습니다.
이에 기반하여, 중국과학원 상해세라믹연구소의 Zhaoyin Wen 연구팀은 유연하고 자립적인 Li_(6.5)La₃Zr_(1.5)Ta_(0.5)O₁₂ (LLZO) 세라믹 골격을 성공적으로 개발하였습니다. 이후, 자외선 인시투 경화 기술을 통해 폴리머와 결합하여 두께가 12µm에 불과한 3차원 상호 연결 구조의 복합 멤브레인 고체 전해질을 얻었습니다. 이러한 복합 전해질의 개발은 복합 전해질 내 세라믹 분말 상의 응집을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라, 연속적인 이중 상 인터페이스를 통해 이온 전달을 효율적으로 조절할 수 있게 합니다. 가교 폴리머 상은 복합 전해질 구조의 무결성을 유지합니다. 테스트 결과, 이 복합 전해질은 리튬 이온 이동 수가 0.83이고, 실온에서 리튬 이온 전도도가 1.19×10⁻³ S/cm에 달하는 것으로 나타났습니다. 이 전해질을 이용해 조립한 고니켈 삼원 양극 전극 전체 셀은 0.1C에서 185.4 mAh g⁻¹의 특정 용량을 달성하였으며, 평균 쿨롱 효율이 99%를 초과하였습니다. 이 연구는 국제 최고 권위의 학술지인 고급 에너지 소재에 게재되었으며, Chengshuai Bao가 논문의 제1저자입니다.
이 논문에 사용된 모든 전기화학적 성능 테스트는 NEWARE의 배터리 테스트 장비를 이용하여 수행되었습니다. CT-4008 시리즈 장비는 dQ/dV 미분 용량 곡선 테스트를 가능하게 할 뿐만 아니라, 0.05%FS의 고정밀도와 삼전극 테스트 조건을 제공하여 다양한 연구 기관과 대학의 테스트 요구를 효과적으로 충족시킵니다.
NEWARE 배터리 테스트 시스템 CT-4008Q-5V100mA-124는 코인 셀, 슈퍼 커패시터, 삼전극 시스템 등을 테스트하기 위해 설계되었습니다. 이 시스템은 안정적인 성능 매개변수를 제공하여 정확하고 신뢰성 있는 테스트 데이터를 보장합니다. 각 유닛이 8개의 채널을 갖춘 모듈형 디자인을 채택하고 있으며, 최대 254개의 편집 가능한 라인으로 독립적인 데이터 수집 및 프로그래밍이 가능합니다. 이 시스템은 0.5μA에서 0.1mA, 0.1mA에서 1mA, 1mA에서 10mA, 10mA에서 100mA까지의 전류 범위를 지원하여 좁은 범위 내에서 소전류를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 얇고 컴팩트한 1U* 본체로 최소한의 공간을 차지하면서도 광범위한 테스트 기능을 제공합니다. 여러 유닛을 가니트리(gantry)에 조립하여 여러 배터리의 저장 및 테스트를 쉽게 할 수 있습니다. 이 시스템은 사이클 수명 테스트, 속도 충전/방전 테스트, 펄스 시뮬레이션 테스트, GITT 테스트, DCIR 테스트와 같은 다양한 테스트 모드를 지원하며 dQ/dV 미분 용량 곡선 분석을 가능하게 합니다. NEWARE 배터리 테스트 시스템은 BTS 8.0 소프트웨어와 결합하여 포괄적인 작업 단계 설정, 기록, 데이터 저장 기능을 제공합니다. CC 충전 또는 방전 후 지정된 전압에 도달할 때까지 원활하게 CV 모드로 전환하여 배터리 보상을 매끄럽게 처리합니다. 소프트웨어는 DBC 파일의 가져오기/편집/내보내기를 지원하고 배터리 팩 프로토콜을 쉽게 사용자 정의할 수 있습니다. NEWARE 배터리 테스트 시스템은 방전 데이터 보호, 오프라인 테스트 기능, 전압 및 전류 한계 설정, 용량 한계 설정, 지연 시간 설정 등 다중 안전 보호 기능을 포함하여 안전한 테스트 프로세스를 보장합니다. 또한 다양한 주변 장치를 제공하여 다차원 테스트 환경을 구축할 수 있습니다. 보조 전압, 보조 온도 및 환경 시험실과 같은 통합 주변 장치는 배터리 대량 생산에 대한 포괄적인 테스트 및 평가 지원을 제공합니다.
뉴웨이는 25년 이상의 배터리 테스트 경험을 바탕으로 혁신적인 디자인과 우수한 품질을 목표로 하고 있습니다. 회사는 전 세계 배터리 제조업체, 전기차 제조업체, 에너지 저장 배터리 제조업체, 기업, 국가 품질 검사 부서, 대학 및 연구 기관을 위한 지원을 제공하는 데 전념하고 있습니다.
뉴웨이는 고성능 배터리 테스트 시스템, 형성 및 등급 시스템, 환경 테스트 챔버 및 자동화 장비를 제공합니다.
뉴웨이는 뉴웨이 랩테크 AI와 뉴웨이 스토어 BI, LIMS+MES와 같은 시스템 서비스를 제공합니다.
뉴웨이는 글로벌 서비스 네트워크를 보유하고 있어 신속한 대응을 보장합니다.
배터리 테스트와 관련하여 어떤 요구사항이나 아이디어가 있으시면 언제든지 저희에게 연락해 주십시오. 우리는 귀하의 특정 요구에 맞춘 맞춤형 서비스를 제공할 수 있습니다.
Seoul: NEWARE
1314 ,Gasan Digital 2-ro 70, Geumcheon-gu, Seoul 19th Taerung Techno Town, Gasan-dong, Geumcheon-gu, Seoul , Korea 08589
