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중국통신, 베이징, 8월 2일 (손자파 기자) 기자는 8월 2일 중국과학원 현대물리연구소로부터 해당 연구소 연구원들이 광둥성 첨단에너지과학연구소 관련 팀과 협력하고 있다는 사실을 알게 됐다. and Technology는 Lanzhou 중이온 연구를 기반으로 최근 이온 트랙 기술을 사용하여 수상돌기 없는 리튬 금속 양극용 이온 관리 막을 개발했습니다. 이는 고성능 리튬 금속 배터리의 개발을 촉진하고 안전성 문제를 해결하기 위한 새로운 아이디어를 제공할 것입니다. 고성능 리튬메탈 배터리 이슈.

다기능 배터리 분리막의 설계 및 개발에 중요한 진전을 이룬 이번 논문은 최근 국제 전문학술지 'Advanced Energy Materials'에 게재됐다.

과학연구팀은 수많은 리튬전지 음극소재 중 리튬금속 음극이 이론 비용량이 가장 높고 전기화학적 잠재력이 낮아 지속적인 관심을 받아왔다고 밝혔다. 그러나 장기간 사이클링하는 동안 리튬 금속 양극에서 리튬 수지상 결정의 성장과 부피 팽창은 배터리 성능 저하와 심각한 안전 문제를 야기하여 추가적인 상업적 적용을 방해합니다.

최근 몇 년 동안 학계에서는 리튬 수상돌기 성장 문제를 해결하기 위해 열심히 노력해 왔습니다. 연구에 따르면 균일한 리튬 이온 분포는 리튬 금속 양극 표면에 리튬을 균일하게 증착하고 리튬 수상돌기의 성장을 억제할 수 있는 것으로 나타났습니다. 리튬 배터리에 없어서는 안 될 부품인 분리막은 배터리의 양극과 음극을 분리하는 기능을 가질 뿐만 아니라 리튬 이온의 분포 및 전송 특성을 효과적으로 조절할 수 있습니다. 따라서 리튬이온 '분배', '체질', '가속' 기능을 모두 갖춘 다기능 분리막을 찾는 것은 고성능 리튬금속 배터리 개발에 큰 의미가 있다.

이번 연구에서 과학 연구팀은 란저우 중이온 연구 시설을 기반으로 이온 추적 기술과 표면 화학적 변형 공정을 사용하여 이온 분포 및 전달 특성을 효과적으로 "관리"할 수 있는 배터리 분리막 이온 관리 막을 개발했습니다. 이온 관리막은 수직으로 배열되고 직경이 균일하며 음전하를 띤 나노채널을 가지고 있어 이온 분배기 및 "리튬 이온 가이드" 역할을 하여 리튬 이온 농도 변동을 줄이고 리튬 이온의 선택적 전송을 달성할 수 있습니다.

연구팀은 이번에 개발한 이온관리막은 독특한 구조와 화학적 특성을 갖고 있어 높은 이온전도도와 우수한 리튬이온 전달수를 가지면서도 리튬금속 음극 표면의 리튬이온 농도 변동을 최소화할 수 있다고 밝혔다. 분리막을 리튬/구리 배터리에 사용하면 제곱센티미터당 0.5밀리암페어에서 100회 순환할 수 있으며 제곱센티미터당 1밀리암페어에서 쿨롱 효율이 96%를 초과하여 리튬/리튬 배터리의 수명을 연장할 수 있습니다. 1200시간까지. 인산철리튬 배터리의 경우 이온 관리막 개발 공정을 통해 그램당 146mAh의 비용량을 달성하고 1,000사이클 후에도 79.84%의 용량을 유지할 수 있습니다. (위에)