솔리드 스테이트 배터리 란 무엇이며 배터리 수명 문제를 해결할 것입니까?

모바일 기술은 기하 급수적으로 증가하고 있지만 배터리 기술은 계속 유지되지 않습니다. 우리는 기존의 리튬 이온 및 리튬 폴리머 설계가 할 수있는 물리적 한계에 도달하고 있습니다. 이 솔루션은 고체 배터리라고 할 수 있습니다..

고체 배터리 란 무엇입니까??

종래의 배터리 설계에서 가장 일반적으로 리튬 이온 2 개의 고체 금속 전극이 전해질로서 작용하는 액체 리튬 염과 함께 사용된다. 이온 입자는 배터리가 충전됨에 따라 하나의 전극 (음극)에서 다른 전극 (음극)으로 이동하고, 방전 될 때 반대로 이동합니다. 액체 리튬 염 전해질은 그 이동을 허용하는 매체입니다. 배터리가 부식되거나 구멍이 뚫린 것을 본 적이 있다면 액체가 전해액이 될 수 있습니다 (또는 때때로 폭발 할 수 있습니다)..

고체 배터리에서, 양극 및 음극 및 이들 사이의 전해질은 금속, 합금 또는 다른 합성 물질의 단단한 조각이다. "솔리드 스테이트 (solid-state)"라는 용어는 SSD 데이터 드라이브를 생각 나게 할 수도 있으며, 이는 우연이 아닙니다. 솔리드 스테이트 스토리지 드라이브는 작은 모터로 구동되는 회전하는 자기 디스크에 데이터를 저장하는 표준 하드 드라이브와 달리 이동하지 않는 플래시 메모리를 사용합니다.

고체 배터리에 대한 아이디어는 수십 년 전부터 있었지만, 발전의 진전은 이제 막 시작되었으며, 현재 전자 회사, 자동차 제조업체 및 일반 산업 공급자의 투자로 촉진되었습니다..

솔리드 스테이트 배터리의 장점?

고체 상태 배터리는 액체 충전 사촌보다 몇 가지 뚜렷한 장점을 약속합니다 : 배터리 수명 향상, 충전 시간 단축 및 안전한 사용 환경.

고체 배터리는 액체 전해질에 전극을 부유시키는 대신 양극, 음극 및 전해질을 3 개의 평평한 층으로 압축합니다. 즉, 더 큰 액체 기반 배터리만큼 에너지를 보유하면서도 작게 또는 적어도 평평하게 만들 수 있음을 의미합니다. 따라서 휴대 전화 나 노트북의 리튬 이온 또는 리튬 폴리머 배터리를 동일한 크기의 고체 배터리로 교체하면 훨씬 오래 충전 될 수 있습니다. 또는 동일한 전하를 유지하는 장치를 훨씬 작거나 더 얇게 만들 수 있습니다.

독성이 있고 가연성 액체가 흘러 나오지 않으므로 고체 배터리가 더 안전합니다. 또한 기존 재충전 배터리만큼 열을 출력하지 않기 때문에 안전합니다. 현재의 전자 기기 또는 전기 자동차에 전력을 공급하는 배터리에 적용하면 훨씬 빨리 충전 될 수 있습니다. 이온은 음극에서 양극으로 훨씬 더 신속하게 이동할 수 있습니다.

최신 연구에 따르면, 고체 배터리는 용량면에서 기존 충전식 배터리보다 500 % 이상 성능이 좋을 수 있으며 시간의 1/10 만 충전 할 수 있습니다..

단점은 무엇입니까??

고체 배터리는 새로운 기술이기 때문에 제조 비용이 엄청납니다. 실제로 비싸지 만 글을 쓰는 시점에 주요 소비자 급 전자 기기에 설치되지는 않습니다. 2012 년 University of Florida 소프트웨어 분석 및 고급 재료 처리 부서의 분석가들은 일반적인 휴대 전화 크기의 고체 배터리가 약 1 만 5 천 달러의 비용을 들여야한다고 추정했습니다. 전기 자동차에 전력을 공급할만큼 큰 회사는 10 만 달러.

휴대 전화에 전력을 공급할만큼 충분히 큰 고체 배터리로 오늘 수천 달러의 비용이 든다..

그 이유 중 하나는 규모의 경제가 실현되지 않아 현재 수억 만개의 충전식 배터리가 매년 만들어지고 있기 때문에 재료와 장비의 제조 비용이 거대한 공급 라인에 걸쳐 분산되어 있기 때문입니다. 고체 배터리를 연구하는 회사와 대학은 극히 일부에 불과하므로 각 배터리를 생산하는 비용은 천문학적입니다.

또 다른 문제는 자료입니다. 종래의 재충전 가능한 전지에 사용되는 다양한 금속, 합금 및 금속염의 특성은 잘 알려져 있지만, 현재 금속 양극과 음극 사이의 고체 전해질에 대한 최상의 화학적 및 원자 조성을 알지 못한다. 현재의 연구는 이것을 좁히고 있지만 재료를 수집하거나 합성하고 제조 공정에 투자하기 전에보다 신뢰성있는 데이터를 수집해야합니다.

솔리드 스테이트 배터리를 언제 사용합니까??

모든 신흥 기술과 마찬가지로, 언제 손을 잡을 지 알아 내려고 최선의 노력은 추측입니다..

많은 거대 기업들이 고체 배터리를 소비자 시장에 도입하는 데 필요한 연구에 투자하고 있지만, 곧바로 큰 발전을 기대하며, 큰 도약이있을지를 말하기는 어렵습니다. 적어도 한 자동차 회사는 2023 년까지 차량에 장착 할 준비가되어 있다고 말하지만 그 자동차가 얼마를 소비할지 짐작하지는 않습니다. 5 년은 지나치게 낙관적 인 것처럼 보인다. 10 년은 더 많이 보입니다. 자재가 정산되고 제조 공정이 개발되기까지는 20 년이 걸릴 수도 있습니다..

그러나 기사의 시작 부분에서 말했듯이, 기존의 배터리 기술이 벽을 치기 시작했습니다. 연구 개발에 박차를 가할 수있는 잠재력있는 판매와 같은 것은 없습니다. 가젯을 사용하거나 곧 고체 배터리로 구동되는 자동차를 운전할 수있는 것은 최소한 (매우, 아주 약간) 가능합니다..

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