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에너지 밀도 Archives - 뉴스벨

#에너지-밀도 (10 Posts)

  • KAIST “값싸고 40% 향상된 리튬이온전지 만든다” KAIST·UNIST·캐나다 맥길대 공동연구 고성능 차세대 리튬이온전지 양극 개발 국제공동연구진이 리튬이온전지 에너지 밀도와 가격 경쟁력을 모두 높이는 새로운 전략을 제시했다. 한국과학기술원(KAIST)은 서동화 신소재공학과 교수 연구팀이 울산과학기술원(UNIST), 캐나다 맥길대(McGill University)와 공동연구를 통해 리튬이온전지 양극의 핵심 광물인 값비싼 니켈, 코발트 없이도 에너지밀도가 40% 향상된 고성능 차세대 리튬이온전지 양극을 개발했다고 1일 밝혔다. 전기자동차, 스마트폰 등에 사용되는 리튬이온전지 원가 중 가장 높은 비율을 차지하는 가장 비싼 재료는 니켈, 코발트와 같은 고가 희귀금속이 다량 포함된 양극재다. 국제공동연구팀은 망간 기반의 양이온-무질서 암염(DRX) 양극재에 주목했다. DRX 양극재는 값싸고 매장량이 풍부한 망간, 철 등을 사용할 수 있으면서 양극재 무게 기준 기존 상용화된 삼원계양극재(약 770Wh/kg)보다 높은 에너지밀도(약 1000Wh/kg)를 가질 수 있기 때문이다. 특히 값비싼 니켈과 코발트 없이도 소재를 설계할 수 있다는 장점이 있어 차세대 리튬이온전지 양극재로 주목받고 있다. 하지만 망간 기반 DRX 양극재의 경우 양극재 비율이 90% 이상인 전극으로 전지를 만들면 전지 성능이 매우 낮고 급격하게 열화되는 문제점이 생긴다. 이에 연구팀은 DRX 양극재 연구자들은 양극재 비율을 70%로 낮춰 전극을 만들어야 했다. 그러나 이 경우 전극 수준에서 삼원계(약 740Wh/kg)보다 오히려 낮은 에너지밀도(약 700Wh/kg)를 가지게 되는 어려움이 따른다. 공동연구팀은 전극 내 망간 기반 DRX 양극재 비율이 높을수록 전자 전달 네트워크가 잘 형성되지 않고, 충·방전 간 부피 변화율이 높을수록 충·방전 동안 네트워크 붕괴가 잘 일어나 전지의 저항이 크게 증가한다는 것을 밝혔다. 고성능 차세대 양극재를 사용하더라도 저항이 크게 걸려 전지가 제 성능을 낼 수 없었기 때문이다. 공동연구팀의 연구에 따르면, 망간 기반 DRX 전극 제조 시 다중벽 탄소나노튜브를 사용해 DRX 양극재의 낮은 전자전도도를 보완하고 충·방전 간 부피 변화를 견딜 수 있게 된다. 아울러 전극 내 양극재의 비율을 96%까지 끌어올리더라도 전자 전달 네트워크와 전지 성능이 열화되지 않았다. 이를 통해 니켈, 코발트 없이 전극 무게 기준 약 1050Wh/kg의 높은 에너지밀도를 보이는 차세대 리튬이온전지 양극을 개발했다. 이는 리튬이온전지 양극 중 세계 최고 수준이며, 상용 삼원계 양극 대비 에너지밀도가 40% 향상된 수준이다. 또 DRX 양극재 내 망간 함량이 높을수록 전자전도도는 높지만, 동시에 부피 변화율도 높다는 상관관계를 발견했다. 이러한 이해를 기반으로 망간 함량을 낮춰 부피 변화를 억제하고, 다중벽 탄소 나노튜브를 사용해 낮은 전자전도도를 극복한다는 차세대 리튬이온전지 양극 설계 전략을 연구팀은 제시했다. 서동화 KAIST 교수는 “상용화를 위해 풀어야 할 문제들이 아직 남아있지만 대 중국 의존도가 높은 니켈, 코발트 광물이 필요 없는 차세대 양극 개발 시 자원 무기화에 대비할 수 있고 리튬 인산철 양극 주도의 저가 이차전지 시장에서 우리 기업의 글로벌 경쟁력이 강화될 것으로 기대된다”고 했다. 이번 연구에는 이은렬 UC버클리 박사후연구원(연구 당시 UNIST 에너지화학공학과 박사과정), 이대형 KAIST 신소재공학과 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했다. 이 밖에도 박상욱 KAIST 신소재공학과 박사과정, 김호준 석사과정이 공저자로 참여했다. 연구 수행은 한국연구재단의 과학기술분야 기초연구사업, 나노 및 소재 기술개발사업, 원천기술 개발사업 및 산업통상자원부의 에너지인력 양성사업의 지원을 받아 이뤄졌고, 한국과학기술정보연구원의 슈퍼컴퓨터를 지원받아 수행됐다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)’에 지난달 27일자로 온라인 공개됐으며, 6월호 표지 논문으로 출판될 예정이다. ©(주) 데일리안 무단전재 및 재배포 금지 女정치인, 24세 스님과 불륜…남편이 촬영·유포한 현장 상황 "난 레즈비언, 유부남과 성관계가 웬 말" 모텔 CCTV 경악 "없어서 못 팔아" 女겨드랑이 주먹밥, 돈 10배 주고 사먹는다 이상민 저격한 고영욱…"왜 그랬냐" 묻자 의미심장한 발언 낮 최고 24도 '포근', 호남 소나기…'근로자의 날' 은행·관공서도 휴무일까?
  • 중국 탤런트 뉴에너지, 초고에너지 밀도 전고체 배터리 셀 공개 중국의 전고체 배터리 스타트업 탤런트 뉴 에너지가 2024년 4월 2일, 초고에너지 밀도를 갖춘 새로운 전고체 배터리 셀을 공개했다. 120Ah의 단일 셀 용량과 720Wh/kg의 실제 에너지 밀도를 갖춘 세계 최초의 자동차···
  • “더 오래가고 충전 빨라졌다”… SK온, 성능 개선한 배터리 신제품 공개 SK온이 에너지 밀도를 높이면서 충전 시간을 단축한 전기차 배터리를 선보인다. 전기차 주행거리를 늘리면서 충전 성능을 향상시킨 것으로 전기차 사용 편의를 전반적으로 개선했다는 평가다. 기존 하이니켈 배터리를 기반으로 성능을 향상시킨 신제품과 함께 겨울철 배터리 성능을 개선한 리튬인산철(LFP) 배터리 제품도 개발했다. SK온은 오는 6일 서울 강남구 삼성동 소재 코엑스에서 열리는 국내 최대 배터리 전시회 ‘인터배터리 2024’에 참가해 배터리 신제품을 공개한다고 3일 밝혔다. 지난 2021년 SK온은 18분 만에 배터리 셀 용량 10%에서 80%까지 충전 가능한 SF(Super Fast)배터리를 처음 선보인 바 있다. 니켈 함유량을 높인 삼원계(NCM) 하이니켈 배터리다. 현대자동차 아이오닉5 등에 탑재된 배터리이기도 하다. 이번 인터배터리에서는 성능을 개선한 어드밴스드(Advanced) SF배터리를 처음 공개한다. 어드밴스드 SF배터리는 에너지밀도를 9% 높였지만 충전 시간은 이전과 동일한 수
  • LG엔솔·SK온, '인터배터리 2024' 참가…배터리 혁신 기술 공개 LG엔솔, 파우치형 셀투팩 기술 첫 공개…IT 기기용 미드니켈 셀도 첫선 SK온, 에너지 밀도 높인 SF 배터리·저온 성능 개선한 LFP 배터리 등 공개 (서울=연합뉴스) 장하나 기자 = LG에너지솔루션과 SK온이 오는 6∼8일 서울 강남구 코엑스에서 열리는 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2024'에 참가해 혁신 기술을 선보인다. 올해 12회째인 인터배터리 2024는 산업통상자원부가 주최하고 한국배터리산업협회 등이 주관하는 산업 전시회로, 올해는 역대 최대 규모인 전 세계 18개국 579개 배터리 업체가 참가할 예정이다. LG에너지솔루션 '인터배터리 2024' 부스 조감도 [LG에너지솔루션 제공. 재판매 및 DB 금지] ◇ LG엔솔, 파우치형 셀투팩 기술 첫 공개 LG에너지솔루션은 참가업체 중 최대 규모인 540㎡ 규모로 전시공간을 마련, 자체 개발한 파우치형 셀투팩(Cell to Pack·CTP) 기술을 처음 공개한다고 3일 밝혔다. 셀투팩 기술은 최근 전기차 배터리 시장에서 주목받고 있는 첨단 팩 디자인으로, 기존 배터리 구성에서 모듈 단계를 제거하고 팩에 직접 셀을 조립해 에너지 밀도를 높이고 배터리 무게와 비용을 절감한 것이 특징이다. LG에너지솔루션이 개발한 파우치형 셀투팩은 파우치 셀의 가벼운 무게 특성을 가져가면서도 팩 강성을 높이고 검증된 열 전이 방지 기술을 적용해 안정성을 강화했다. 팩을 구성하는 부품을 줄이고 공정을 단순화해 제조원가를 절감, 가격 경쟁력도 높였다. LG에너지솔루션 파우치형 셀투팩 이미지 [LG에너지솔루션 제공. 재판매 및 DB 금지] IT 기기용 미드니켈 소형 파우치 셀도 처음 공개한다. LG에너지솔루션의 셀과 모듈, 팩은 물론이고 배터리관리시스템(BMS)까지 적용된 일본 이스즈의 첫 전기 상용차도 국내에 처음 전시된다. LG에너지솔루션은 이번 전시회를 통해 배터리 제조를 넘어 고객에게 새로운 경험과 가치를 제공하는 배터리 관리 토탈 솔루션(BMTS) 사업을 소개한다. 이는 기존 BMS를 더욱 고도화한 개념으로, BMS 서비스를 비롯해 배터리별 특화된 안전진단과 상태 추정 소프트웨어, 클라우드 서비스, 미래형 모빌리티에 적합한 솔루션까지 배터리 전 생애주기 관리 서비스를 제공한다. LG에너지솔루션 사내독립 기업 AVEL의 재생에너지 전력망 통합 관리 사업 등 신사업도 선보일 예정이다. LG에너지솔루션 측은 "인터배터리 2024는 미래를 이끌 혁신적인 제품과 기술 등을 통해 LG에너지솔루션의 압도적인 기술 리더십을 접할 수 있는 기회"라며 "생생한 체험형 콘텐츠와 탁월한 전시 연출로 차별화된 고객가치를 경험할 수 있을 것"이라고 밝혔다. SK온 '인터배터리 2024' 부스 조감도 [SK온 제공. 재판매 및 DB 금지] ◇ SK온, 어드밴스드 SF 배터리 등 신급속충전 기술 공개 SK온은 어드밴스드(Advanced) SF(Super Fast·급속충전) 배터리를 공개하는 등 진화된 급속충전 기술을 선보인다. SF 배터리는 SK온이 2021년 처음 공개한 하이니켈 배터리로, 18분 만에 셀 용량의 10%에서 80%까지 충전할 수 있다. 이번에 선보일 어드밴스드 SF 배터리는 이보다 에너지 밀도는 9% 높이면서 급속충전 시간은 유지했다. 에너지 밀도가 높을수록 많은 에너지를 저장할 수 있어 1회 충전 시 주행거리가 늘어난다. SK온은 특수 코팅공법을 통해 음극 저항을 획기적으로 낮추고, 음극 정렬 공법을 적용해 리튬이온 이동 경로를 단축했다. 급속충전 시간을 18분에서 15분으로 단축한 SF+ 배터리도 선보인다. SK온만의 이중 레이어 구조에 고용량 실리콘과 저저항 흑연을 배치해 리튬이온 이동 거리를 줄이고, 이동 속도는 높였다. 저온 성능을 개선한 '윈터 프로'(Winter Pro) 리튬인산철(LFP) 배터리도 공개된다. 일반적으로 LFP 배터리는 저온(영하 20도)에서 주행 거리가 50∼70%로 급감하지만, 윈터 프로 LFP 배터리는 에너지 밀도를 19% 높이고도 저온에서 충전과 방전 용량을 기존 대비 각각 16%, 10% 늘렸다. SK온은 이번 전시에서 '성장을 가속화하겠다'는 의미의 '스피드 온'(Speed On)을 주제로 전시장을 꾸몄다. 물을 사용하지 않는 비수세 공법 등 SK온 하이니켈 배터리의 양극 활물질 제조 기술, SK온의 폼팩터와 케미스트리(양극재·음극재 소재) 다변화 전략 등을 소개한다. 에너지저장장치(ESS)도 처음 선보인다. 이밖에 SK온 배터리가 탑재된 다양한 차량 미니어처, SK온 배터리를 탑재한 실물 차량 등의 볼거리도 마련됐다. SK온 관계자는 "SK온이 지닌 글로벌 최고 수준의 연구개발 능력을 직간접적으로 체험할 수 있을 것"이라며 "앞으로도 끊임없는 혁신기술 개발과 포트폴리오 다변화를 통해 다양한 고객사 요구에 부응할 것"이라고 말했다. hanajjang@yna.co.kr '슬의생'으로 복귀 간청한 정부…'의새' 밈으로 조롱한 의사들 오늘 일반 공개 마지막날…"안녕, '행복을 준 보물' 푸바오!" 與 공천탈락자, 당사 앞에서 분신시도 소동…경찰 제압 딸 결혼에 이재용 불렀던 인도 거부, 아들 결혼엔 리한나 공연 "유튜브에 이강인 가짜뉴스 361개…2주 새 7억 벌었다" '싸울게요 안 죽었으니까'…작가로 돌아온 부산 돌려차기 피해자 단서는 '꽁지머리'…5개월 만에 붙잡힌 상습 외제차털이범 "학원 적응했어?" 공부방 제자들 어깨·팔 주무르며 추행한 50대 회장님도 즐겨찾는 GS 구내식당…하루 2천명 찾는 '맛집'으로 80세 넘어 패션계 접수한 '102세 바비' 아이리스 아펠 별세
  • “K-배터리 어쩌나?..” 10분에 1200km 전고체 배터리 따라갈수 있나? 토요타의 전고체 배터리 발표: 새로운 시대의 시작 토요타자동차가 전고체 배터리 2년 내에 시장에 출시할 예정이라고 발표했다. 이 기술은 기존 리튬이온 및 리튬인산철(LFP) 배터리를 대체할 수 있는 혁신적인 발전으로, 전기차 산업에 큰 변화를 가져올
  • “이게 진짜 가성비” 신차값 확 내릴 ‘이것’, 현기차 적용되면 초대박 중국 JAC가 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 장착한 전기차 '이웨이'를 출시했다. 이 배터리는 높은 안전성과 에너지 밀도, 우수한 저온 성능을 가지며, 하반기에는 300km 항속 거리 모델도 출시될 예정이다.
  • “가성비에 싹쓸이” 한국 버스, 중국에 절반 먹혔다 중국산 전기버스가 국내 시장에서 점유율을 높이며 주목받고 있다. 국내에서 가장 많이 팔린 중국산 전기버스 브랜드와 그 이유에 대해 알아보자. 그러면 우리나라에서는 대응은 안하고 있는걸까? 빠른 조치가 필요할텐데 말이다.
  • “엄청 팔리겠네” 테슬라, 현대차보다 우월한 ‘이것’ 테슬라의 4680 배터리 1천만 개 생산 성과를 기록. 에너지 밀도와 생산효율 증대, 병목현상 해결 등 성공 요인을 분석. 테슬라의 원통형 배터리 선택 이유와 사이즈 업 전략을 살펴본다. 향후 더 큰 배터리 개발 가능성은 낮다는 분석이다.
  • 중국 BYD, 나트륨 이온 배터리 건설 위해 화이하이와 합작회사 설립 BYD가 2023년 6월 8일, 중국 장쑤성 쉬저우에 나트륨이온 배터리 생산기지를 건설하기 위해 현지 대기업 화이하이와 합작회사를 설립할 예정이라고 발표했다. 화이하이 홀딩그룹과 BYD의 배터리 사업부 핀드림즈(···
  • 중국 길리차그룹 전기차 브랜드 지커, 키린 배터리 탑재한 001 출고 중국 길리자동차그룹의 전기차 브랜드 지커(Zeekr)가 CATL의 키린(Qilin) 배터리를 탑재한 지커 001을 중국시장에 출고하기 시작했다고 발표했다. 축전용량 140kWh 배터리의 1회 충전 주행거리는 중···

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