EV의 예상 주행 거리가 실제 주행 거리보다 빠르게 떨어질 때 속이 메스꺼워지는 느낌을 아시나요? 나는 운전대 뒤에서 내가 뭘 잘못하고 있는지 궁금해했습니다.
한국의 연구원들은 차세대 EV 배터리의 가장 큰 장애물 중 하나를 해결하기 위해 컴퓨터 칩 공장의 트릭을 빌렸습니다. 잘 구현되면 더 작고 가벼우며 훨씬 더 많은 기능을 갖춘 배터리 팩이 만들어집니다.
그렇다면 실제로 더 가벼운 EV 배터리를 방해하는 것은 무엇입니까?
차세대 EV 배터리는 기존 배터리에 사용되는 흑연을 제거한 양극 없는 설계를 사용합니다. 그 결과 가장 중요한 것, 즉 에너지 저장을 위한 더 많은 공간을 갖춘 더 얇고 가벼운 팩이 될 수 있습니다.
그러나 문제는 구리 호일에 직접 도금된 리튬이 수상돌기라고 불리는 날카롭고 뾰족한 덩어리로 성장한다는 것입니다. 이러한 작은 구조는 충전할 때마다 계속 커지며 결국 배터리를 관통하고 단락을 유발하여 궁극적으로 배터리 수명을 저하시킵니다.
엔지니어들은 리튬을 추가하거나 두꺼운 보호 코팅을 추가하여 이 문제를 해결하려고 노력했습니다. 그러나 둘 다 양극 없는 배터리가 줄여야 하는 무게를 다시 추가합니다.
연구원들은 이를 어떻게 고쳤나요?
팀의 솔루션은 칩 제조에 크게 의존합니다. 칩 제조업체가 실리콘에 미세한 패턴을 정확하게 에칭하는 것처럼 연구원들은 수천 개의 작은 튜브를 구리 호일에 에칭했습니다. 빈 공간을 가로지르는 좁은 주차 구역이라고 생각하세요. 리튬은 여전히 성장하지만 배터리 성능을 저하시키는 위험한 수상돌기 스파이크를 형성하는 대신 호일 전체에 깔끔하게 자리잡습니다.
머리카락처럼 얇은 MXene 코팅은 프라이머 역할을 하여 배터리가 충전 및 방전될 때 견고한 보호 층이 자연스럽게 형성되도록 돕습니다. 이는 또 다른 부피가 큰 구성 요소 없이도 보호 계층을 추가합니다. 이러한 개선 사항을 함께 사용하면 배터리를 더 밝게 유지하면서 더욱 안정적으로 만들 수 있습니다.
운전자의 경우 이는 결국 동일한 크기의 배터리 팩으로 더 넓은 범위의 더 가벼운 EV를 의미할 수 있습니다. 그러나 문제는 이 기술이 아직 실험실에서 테스트 중이기 때문에 양산차에서 볼 수 있으려면 5~8년이 더 걸릴 수 있다는 것입니다.
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