리서치 하이라이트

초고속 충전 및 방전이 가능한 배터리 재료 물질

Nature 458, 7235

배터리는 에너지 밀도가 높지만, 낮은 파워 비율을 가지는 것을 생각되고 있다. 하지만 급속히 방전되는 슈퍼 커패시터(supercapacitor)의 경우 이와 반대의 상황이 나타나게 된다. Byoungwoo Kang과 Gerbrand Ceder는 방전은 급격히 되면서 반도체와 동일한 파워 밀도(power density)를 가지는 리튬 이온 배터리를 개발하였다. 이는 정상적인 리튬 전지보다 2배 높은 것이다. 이러한 결과는 배터리에 흔히 이용되는 LiFePO4를 변환시켜 달성할 수 있었다. 첫번째 단계는 LiFePO4를 나노 입자를 이용하는 것으로부터 시작된다. LiFePO4는 급속한 방전 속도를 가지고 있으며, 유사한 물질인 Fe, P, O가 결핍되어 있는 유사 입자로 코팅 되어 있다. 이에 대해 열을 가하면, 코팅이 유리와 같은 층을 형성하여 리튬 이온의 변형을 강화시킨다. 이러한 기술을 이용하여 개발된 베터리는 전기 화학적인 에너지 저장(electrochemical storage)에 응용 가능할 것으로 여겨진다.