중대한 돌파구!향후 배터리 수명은 이로 인해 **증가**할 것으로 보입니다

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21세기 초, 리튬 배터리를 주로 사용하는 충전식 기기들이 모바일 기기나 신에너지 자동차를 포함한 다양한 분야에서 널리 활용되면서 인류에게 엄청난 가치를 창출해 주었습니다. 그러나 발전 과정에서 배터리 자체의 음극 재료는 리튬 이온이 삽입되는 과정에서 발생하는 엄청난 부피 변화로 인해 일련의 재료 붕괴와 비결정화가 일어난다.현재 배터리 구조의 붕괴 문제에 대해서는 상당한 진전이 이루어졌지만, 배터리의 비결정화 문제에 있어서는 수년간 과학자들이 아무런 해결책을 찾지 못하고 있습니다. 전환점은 나트륨 이온의 활용에서 찾아왔습니다. 나트륨 이온은 가격이 더 저렴하고 구하기도 쉽다는 장점이 있어, 향후 리튬 배터리를 대체할 최적의 대안이 될 것입니다. 하지만 충전 및 방전 과정에서 나트륨 이온의 부피 변화는 리튬 배터리에 비해 훨씬 큽니다. 얼마 전, 우리나라 복단대학교의 과학자들은 나트륨 이온 배터리의 음극 재료인 가역적 결정 상전이에 관한 연구에서 획기적인 진전을 이루었습니다. 연구자들은 금속 중심을 가진 다페닐금속 분자들을 단일 반응원으로 사용하여, 벤젠 고리의 π-π 결합을 활용함으로써 밀폐된 진공 석영관 내에서 온도 조절을 통해 다페닐분자들을 관벽 위에서 원위치에서 분해시켜 침착시켰습니다. 그 결과, 금속 또는 합금(Sb, Bi, Sn, Ge, Sb89Bi11)의 나노입자들(직경 < 5나노미터)이 그래파이틱 탄소 구조 속에 균일하게 분산된 이원금속/탄소 나노복합막이 형성되었습니다.제조된 복합막은 우수한 가공성을 가지며, 그래프트와 비슷한 전도성도 갖추고 있어 전도제 없이도 나트륨 이온 배터리의 전극 재료로 직접 사용될 수 있다.따라서 전극 활성 물질은 매번 충방전 주기가 끝날 때마다 비결정 상태에서 빠르게 결정 상태로 복귀할 수 있습니다. 이러한 특이한 가역적인 결정 상태 변화 덕분에 전극은 매우 높은 순환 안정성과 고출력 성능을 유지할 수 있습니다. 예를 들어, 5C나 7.5C와 같은 높은 전류 밀도 하에서 5000회나 반복적으로 충방전해도 배터리의 용량은 거의 감소하지 않으며, 전극 물질의 구조도 여전히 유지됩니다. 기사 출처는 모판넷입니다