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Jun 21, 2023

리튬 효율 향상

글로벌 환경 경향에 따라 EU는 산업계의 친환경화를 강력하게 추진하고 있습니다. 기후 변화가 주로 CO2 배출로 인해 발생한다는 사실은 누구나 알고 있습니다.

글로벌 환경 경향에 따라 EU는 산업계의 친환경화를 강력하게 추진하고 있습니다. 기후 변화가 주로 CO2 배출로 인해 발생한다는 사실은 모두가 알고 있습니다. 운송 부문은 전체 온실가스 배출의 26%를 차지하며, 그 중 77%는 도로 운송에서 발생합니다.

이러한 요인으로 인해 자동차 부문은 전기자동차(EV)에 초점을 맞추게 되었습니다. 그러나 현재 전기차의 동력원인 리튬이온전지(LIB) 내부에 사용되는 소재를 사용하고 있어 자신의 요구를 충족할 만큼 주행거리가 충분하지 않다는 등 소비자 우려로 판매가 부족한 상황이다. 최대 수준에서.

또한, 전기차 수요 증가로 인해 리튬이온 배터리 생산 과정에서 많은 CO2 배출이 발생하고 있습니다. 배터리의 전체 용량과 수명을 늘리면 이러한 현상이 완화될 수 있습니다.

LIB의 성능은 주로 배터리 양극의 재질에 따라 달라집니다. 현재 흑연은 가장 인기 있는 상업용 음극 소재이다. 그러나 재료의 용량이 상대적으로 낮기 때문에 추가 개발이 제한됩니다. 실리콘(Si) 기반 양극 소재는 높은 전력 밀도로 인해 차세대 리튬 이온 배터리 생산에 널리 사용되는 후보입니다.

실리콘은 리튬이온 배터리 생산용 양극재로 흑연을 대체할 수 있는 소재다. 이론 비용량은 4,212mAh/g인 반면, 흑연의 이론 비용량은 372mAh/g입니다.

그러나 나노 실리콘 기반 복합재의 높은 초기 용량은 사이클링에 따라 급격히 감소하며, 이는 실리콘의 리튬화-탈리튬화 동안 부피가 최대 3~5배 증가하는 것과 관련이 있습니다. 이러한 팽윤은 음극재의 균열 및 집전체와의 접촉 단절로 이어진다.

여러 나라의 연구자들은 나노실리콘을 기반으로 한 양극의 효율을 향상시킬 수 있는 다양한 방법을 제안해 왔습니다.

LIB 분해 메커니즘은 복잡하며 여러 요인에 따라 달라집니다. 그 중 주요 요인은 실리콘 나노입자의 응집과 부피 변화로 인해 실리콘 나노입자와 탄소 재료 사이의 접촉이 손실되어 사이클링 중에 LIB가 분해되는 것입니다.

다음 이미지는 실리콘이 어떻게 탄소 재료에 고르지 않게 분포되어 최대 300nm 크기의 덩어리를 형성하는지 보여줍니다.

우리 팀은 마이크로파(MW) 박리를 통해 실리콘-탄소 나노복합체를 합성하는 독창적인 방법을 제안했습니다.

실리콘-탄소나노복합체의 마이크로웨이브 합성기술 및 이를 구현하기 위한 기술장비 개발

아르곤-모노실란 가스 혼합물의 전구체, MW 방사선의 작동 매개변수, 조성 및 압력을 선택함으로써 다음을 사용하여 실리콘-탄소 복합재를 합성할 수 있었습니다.

장점 결론

실리콘-탄소(n-Si@MLG) 복합재 합성을 위한 MW 방법의 장점은 다음과 같습니다.

2. 광범위한 농도(5~80%)의 n-Si를 함유한 복합재를 얻을 수 있는 가능성. 이를 통해 원하는 특성을 지닌 LIB용 음극재 합성이 가능해졌습니다. 그리고3. 실리콘-탄소 복합재의 MW 합성은 한 단계로 수행되며 목표 생성물의 100% 수율로 빠른 속도를 갖습니다.

이는 리튬이온 배터리 생산을 위해 특정 조성의 n-Si@MLG를 얻는 기술을 크게 단순화하고 생산 라인을 구축하여 생산성을 높일 것입니다.

모노실란(SiH4) 분위기에서 C2F∙xR의 마이크로파 박리를 통해 그래핀의 층간 공간에 주어진 크기의 실리콘 나노입자가 균일하게 분포된 MLG 구조를 얻을 수 있었습니다.

LIB에 아디아나노 제품 사용 시 장점

앞서 언급한 이러한 장점은 사이클링(트램폴린) 중에 실리콘의 부피가 변할 때 균열에 대한 복합재의 안정성을 보장하고 이에 따라 LIB 작동의 장기적인 안정성을 보장합니다.