고체 배터리 .. 세상을 바꿀 수있는 대망의 기술

우리가 수세기 전에 발견 한 기술이 있고 그것을 활용하기 위해 수십억 달러가 연구에 쏟아져 나왔지만 아직은 ... 우리는 몇 걸음 만 이동합니다 그것을 제어하는쪽으로. 전기 도구, 장난감, 노트북에서 의료 기기와 우주선에 이르기까지 다양한 장치를 사용하는 방식을 바꿀 수있는 것은 배터리입니다. 그러나 이러한 상황은 향후 몇 년 안에 바뀔 수 있으며 최근의 연구는 오랫동안 기다려온 혁명적 기술로 간주 될 수 있습니다. 그리고 그것이 확산되면 세상은 더 좋고 더 중요한 것은 우리를 파괴 한 화석 연료로부터 우리를 멀어지게 할 것입니다. 세계.

배터리

배터리는 화학 에너지를 저장하고 방전을 통해 전기 에너지로 변환 할 수있는 장치로, 양극 단자에 연결된 음극, 음극 단자에 연결된 양극, 자유 이온을 포함하는 물질의 네 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 전기를 전도하는 매체 (전해질)와 분리기 또는 절연체를 형성합니다.

음극과 양극은 전극이며 전류가 발생하기 위해서는 전자가 한 전극에서 다른 전극으로 이동해야합니다.이 경우 전자는 음극에서 양극으로 전달되므로 두 전극은 전류를 생성하여 전해질 전극 사이에 양이온을 흐르게하고 전자의 흐름을 균형있게함으로써 분리기는 전극을 멀리하고 회로에서 발생할 수있는 전기적 접촉이나 문제를 방지합니다.

솔리드 스테이트 배터리

현재 대부분의 장치에 사용되는 리튬 배터리와 현재 집중적으로 개발되고있는 고체 배터리와 같은 액체 상태 배터리에는 한 가지 중요한 차이점이 있습니다. 즉, (자유 이온을 포함하고 전기 전도성을 구성하는 물질) 액체 배터리가 액체 전해질을 포함하고 액체 전해질의 일부 ​​화합물이 수상 돌기로 알려진 결정을 성장시키고 과충전하면 결정이 양극에 축적 된 다음 음극과 접촉하여 고체와 달리 위험한 폭발이 발생할 수 있습니다. 고체 전지는 에너지 밀도가 높고 화재 및 폭발 위험이 적기 때문에 이러한 유해 수상 돌기의 성장을 방지하는 고 체형 전해질을 포함하는 현재 사용중인 상태 배터리는 공간을 덜 차지하고 다른 곳에서도 작동 할 수 있습니다. 아무 문제없이 온도.

솔리드 배터리 기술 개발

대부분의 자동차 회사는 전기차로의 전환을 모색하고 있으며 솔리드 배터리 기술 개발의 가장 큰 수혜자입니다. 배터리는 주행 거리가있는 기존 자동차에 비해 작동 범위가 짧아 전기 자동차의 약점으로 간주됩니다. 이는 전기차가 도달 할 수있는 것의 몇 배이며, 전기차의 평균 주행 거리는 완전 충전시 250 ~ 300 마일 (402 ~ 483km)이며, 차량 충전 여부에 따라 차량을 완전히 충전하는 데 17 ~ 450 시간이 걸립니다. 역에서 충전 중이거나 가정에서 콘센트를 사용하고 있지만 전기 자동차의 인기는 계속 증가하여 결국 지배 할 것으로 예상됩니다. 자동차 부문에서는 시장을 장악하기 위해 전기 자동차의 범위를 최소한으로 확장해야합니다. 724 마일 (XNUMXkm)이며 소비자에게 저렴한 가격으로 유지됩니다.

이것이 폭스 바겐, 포드, BMW, 현대, 도요타, 심지어 마이크로 소프트 창립자 인 빌 게이츠까지도 수십억 달러를 투자하여 고체 배터리를 개발했으며, 빌 게이츠가 지원하는 퀀텀 스케이프 (QuantumScape)는 다양한 온도에서 작동 할 수있는 세라믹 층으로 고체 배터리를 제조합니다. 도요타는 2025 년까지 솔리드 스테이트 배터리로 제한된 수의 자동차를 출시 할 계획입니다.

쌀알만한 크기의 고체 전지

또한, 노벨상을 수상한 물리학 자이자 컴퓨터에 사용되는 리튬 배터리 및 메모리 발명가는“존 구더 너프안정적이고 불연성이며 충전 속도가 빠르며 알려진 리튬 이온 배터리보다 2000 배 더 많은 에너지를 저장할 수있는 고체 유리-세라믹 배터리에 대한 특허. 이는 배터리에 전극을 형성하기 위해 나트륨 또는 리튬을 추가하여 달성되었습니다. 가장 중요한 점은 가격이 저렴하고 더 오래 지속될 수 있다는 것입니다. 4 번의 충전 및 방전주기가 있으며 -140 ° F ~ 20 ° F (-60 ° C ~ XNUMX ° C)의 온도 범위에서 작동합니다.

삼성은 고체 배터리로 작동합니다

 개발을 살펴보면 삼성이 달성 솔리드 스테이트 배터리 분야에서는 1000 회 충전시 500 마일 (805km)의 주행 거리, 500000 마일의 수명으로 XNUMX 회 이상 충전 및 방전 할 수있는 배터리를 개발할 수 있다고 믿습니다. 극한의 온도에서 효율적으로 작동 할 수 있습니다.

마지막으로, 고체 배터리가 우리의 손이 닿을 수 있도록 주요 기업들이 연구 개발 분야에서 협력하고 있으며, 앞으로 몇 년 후에 볼 수 있지만 나타날 때 모든 것에 혁명을 일으킬 것입니다. 전기차에서 신뢰할 수 있지만 의료 기기, 스마트 폰, 우주선에서 시작하는 모든 것입니다.

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