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급속 충전하면 배터리 성능 떨어지는 이유 밝혔다

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급속 충전하면 배터리 성능 떨어지는 이유 밝혔다

2017.11.28 21:30

리튬이온 전지를 급속 충전하면 배터리 성능이 떨어지는 이유가 밝혀졌다.

 

장원영 한국과학기술연구원(KIST) 에너지융합연구단 책임연구원팀은 전기 자동차 배터리를 급속 충전하면 전극의 미세 구조가 달라진다는 연구를 ‘저널 오브 피지컬 케미스트리 레터스’ 온라인에 발표했다.

 

리튬이온 배터리는 각종 스마트 기기나 전기 자동차 등 다양한 곳에 사용한다. 용량을 키우면서 충전 시간을 줄여야 유용하게 사용할 수 있는데 정작 급속 충전기를 사용하면 배터리 성능이 떨어지는 문제가 있었다.

 

급속 충전하면 배터리 성능 떨어지는 이유 밝혔다

 

연구팀은 투과전자현미경을 이용해 전기 자동차 배터리에 사용하는 리튬 이온 배터리의 양극 물질을 분석했다. 리튬 이온의 이동 속도에 따라 전극 소재가 어떻게 변하는지 자세하게 살폈다.

 

배터리를 충전하면 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동한다. 이 때 전극 표면에는 성능이 떨어지며 파괴되는 열화 현상이 일어난다. 열화가 심해질수록 배터리 성능이 떨어진다. 연구팀은 충전 속도에 따라 전극의 구조가 미세하게 달라진다는 것을 발견했다. 즉 충전 속도가 빠를수록 전극 파괴 속도가 빨라져 배터리 성능이 떨어지고, 수명도 빠르게 줄어든다.

 

장 책임연구원은 “이번 연구 결과를 응용해 앞으로 전기자동차용 차세대 배터리 소재를 설계할 계획”이라고 밝혔다.

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