전기 자동차 배터리의 주행거리와 수명을 연장하기 위해 과학자들이 차량 소프트웨어의 간단한 조정으로 문제를 해결했다고 발표되었다. 미국 스탠포드 대학의 팀은 차량 배터리가 완전히 방전된 후 여러 시간 동안 쉬게 함으로써 이 저렴한 해결책을 발견했다.
연구에서 공동지도한 웬보 장은 “우리는 리튬 금속의 주기 수명을 가장 쉽고, 싼 비용으로 최적화할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다.”라며 “우리는 방전 상태에서 배터리를 쉬게 함으로써 용량 상실을 복원하고 주기 수명을 증가시킬 수 있다는 것을 발견했습니다. 이러한 개선은 배터리 관리 소프트웨어를 재프로그래밍만으로 실현할 수 있으며, 설비, 재료 또는 생산 공정에 대한 추가 비용이나 변경 사항이 필요하지 않습니다.” 라고 말했다.
리튬 금속 배터리는 기존 리튬 이온 배터리의 용량의 두 배를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있지만, 지금까지는 용량 상실이 너무 빨라 상용적인 사용에 적합하지 않았습니다. 스탠포드 대학 연구진은 배터리가 휴지 상태일 때 용량의 감소가 발생한다는 것을 발견했으나, 완전히 방전된 상태로 쉬게 함으로써 이를 되돌릴 수 있다는 사실을 발견했다.
박사 과정의 필라폰 사야봉은 “배터리가 단 한 시간만이라도 완전히 방전된 상태로 쉬게 한다면, 죽은 리튬 주위에 있는 SEI 매트릭스가 일부 분해되어 사라집니다. 그래서 배터리를 다시 충전할 때, 죽은 리튬은 아노드와 다시 연결되게 되는데, 물질의 질량이 적어지면서 간섭하는 물질의 양도 줄어듭니다.” 라고 설명했다.
리튬 금속 배터리를 장착한 자동차는 동일한 크기의 리튬 이온 배터리 차량에 비해 주행거리가 두 배로 늘어날 것으로 전망된다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리 차량의 경우 주행거리가 300마일이라면, 리튬 금속 배터리 차량은 한 번 충전으로 600마일을 주행할 수 있다. 전기 자동차에서의 목표는 차량 주행거리를 최대한 증가시키며 배터리 무게를 가볍게 유지하는 것이다.
이 연구는 “방전 상태 달력 노화를 통한 외부 리튬 회수”라는 제목의 학술 저널 ‘자연’에 3월호에서 발표되었다.
기사에 기반한 FAQ 섹션:
1. 주행 거리와 배터리 수명을 어떻게 연장할 수 있는가요?
– 스탠포드 대학의 연구팀은 차량 배터리를 완전히 방전시키고 여러 시간 동안 쉬게 함으로써 배터리 용량 상실을 복원하고 주기 수명을 증가시킬 수 있는 방법을 발견했습니다.
2. 리튬 금속 배터리는 어떤 잠재력을 가지고 있나요?
– 리튬 금속 배터리는 기존 리튬 이온 배터리의 용량을 두 배로 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
3. 완전히 방전된 배터리를 쉬게 함으로써 어떻게 배터리 용량의 감소를 복구할 수 있는가요?
– 완전히 방전된 상태로 배터리를 쉬게 함으로써 배터리 주위의 SEI 매트릭스가 분해되어 리튬과 연결되고, 물질의 질량이 감소함으로써 간섭하는 물질의 양도 줄어들어 배터리 용량을 복구할 수 있습니다.
4. 리튬 금속 배터리와 리튬 이온 배터리 차량은 어떻게 다른가요?
– 리튬 금속 배터리를 장착한 자동차는 동일한 크기의 리튬 이온 배터리 차량에 비해 주행 거리가 두 배로 늘어날 수 있습니다.
5. 리튬 금속 배터리 차량의 예상 주행 거리는 얼마인가요?
– 기존의 리튬 이온 배터리 차량의 주행 거리가 300마일이라면, 리튬 금속 배터리 차량은 한 번 충전으로 600마일을 주행할 수 있습니다.
키 용어 및 전문 용어 정의:
– 리튬 이온 배터리: 리튬 이온을 사용하여 에너지를 저장하는 전지로, 전기 자동차 등에 널리 사용됩니다.
– 주기 수명: 배터리를 완전히 충전하고 완전히 방전하는 주기의 수를 의미합니다.
– SEI 매트릭스: 리튬 이온 배터리 내에서 생성되는 외부 보호 막으로, 배터리 사용 중에 발생하는 화학 반응을 제어하여 배터리의 수명을 연장합니다.
관련 링크:
– 자연: 링크