하지만 리튬 배터리는 안전, 수명, 환경오염, 충전 속도 등에 큰 단점이 있어 주요 하이테크 산업의 발전을 심각하게 제약하고 있기 때문에 많은 기업의 R&D 부서는 더욱 진보된' 그라핀 배터리' 에 눈을 돌리고 있으며, 이 신형 배터리는 앞으로 26 년이 넘는 리튬 배터리를 완전히 대체할 것으로 보고 있다.
그래 핀 배터리란 무엇입니까?
그라핀은 SP2 혼성 궤도의 탄소 원자로 구성된 벌집 격자로, 탄소 원자 두께의 2 차원 재질일 뿐이다. 그라핀은 현재 세계에서 가장 얇지만 가장 단단한 나노 소재이다. 그것은 거의 완전히 투명하고, 빛의 2.3% 만 흡수하며, 세계에서 저항률이 가장 낮은 재료이다.
이른바 그래핀 건전지란 리튬 이온을 이용해 그라핀 표면과 전극 사이를 빠르고 대량으로 오가는 기능을 이용하여 개발한 새로운 에너지 전지다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 가장 얇고, 가장 단단하고, 전도성이 가장 강한 새로운 나노 소재인 그래핀의 개념은 2004 년 출범한 이래 주목을 받고 있다.
동력 배터리 분야를 예로 들자면, 그라핀은 유망한 리튬 이온 배터리 양극 소재이다. 한편, 그라핀 폴리머 배터리의 무게는 기존 배터리의 50% 에 불과하며 리튬 배터리보다 77% 저렴합니다. 성능상 그래핀 리튬 배터리는 한 번에 10 분을 초과하지 않습니다.
그라핀은 독특한 특성으로' 신기한 재료' 라고 불리며, 과학자들은 심지어 그것이' 2 1 세기를 완전히 바꿀 것' 이라고 예측했다.
이상은 아름답다.
아시다시피 리튬 배터리는 여전히 스마트폰 분야에서 가장 널리 사용되는 배터리 소재입니다. 리튬 배터리는 초기에 199 1 상용 이후 전자 장비의 표준이 되었습니다. 하지만 많은 사람들은 이 기술이 한계에 도달하여 대체원을 찾고 싶어 그래핀 배터리 기술이 사람들의 시선을 사로잡았다.
삼성의 차세대 주력기형인 갤럭시 S9 가 기존 리튬 배터리를 그래핀 배터리로 대체한다는 소식이 전해졌다. 이 배터리의 저장 용량은 같은 용량의 리튬 배터리의 약 45% 이지만 12 분 이내에 충전이 가능하여 섭씨 60 도까지 높은 안정성을 유지할 수 있습니다. 이로 인해 이런 재료 배터리는 스마트폰뿐만 아니라 전기자동차에도 잘 맞는다.
삼성연구원은 이미 그래핀과 실리카를 대규모로 결합하는 방법을 찾은 것으로 알려졌다. 융합을 완성한 재료는' 그라핀 볼' 이라고 불리며, 그 구조는 팝콘과 비슷하다. 연구진은 이 기술이 배터리의 안정성을 높일 뿐만 아니라 전도성을 높여 "음극의 재활용성과 빠른 충전 능력을 크게 높였다" 고 지적했다. 더 중요한 것은, 그들의 에너지 밀도는 테슬라가 사용하는 리튬 이온 배터리와 비슷한 800Wh/L 에 가깝다.
삼성이 세계 최초로 그라핀 배터리를 양산 장비에 성공적으로 투입한 업체라면 이 한국 회사를 오랫동안 그래핀 소재의 독점 공급업체나 특허 보유자로 만들 것으로 분석됐다. 이는 회사의 매출과 글로벌 지위에도 큰 도움이 될 것으로 보인다.
이와 함께' 그라핀 배터리' 라는 개념이 신에너지 자동차 분야에서 반복적으로 언급되면서 현재 전기자동차 배터리 기술의 돌파구가 된 것 같다. 그라핀 기술 배터리는' 이정표 흑기술' 이라고 불리며 전기차의 항속 마일리지와 배터리 수명을 연장시켜 충전 시간을 단축시킬 수 있다고 한다.
가장 대표적인 것은 피스크 설립자인 헨리 피스크가 개발한 피스크 에모틴 전동차일 가능성이 높다. (윌리엄 셰익스피어, Fisco, Fisco, Fisco, Fisco, Henry Fisco, Henry Fisco, Henry Fisco) 피스크 EMotion 은 9 분 안에 208km 를 주행할 수 있는 새로운 그라핀 배터리 재료를 사용하며, 최대 항속 마일리지는 644km, 최고 시속은 259km 이다. 이 차는 2020 년 영국에서 판매될 예정이다.
한편, 저장대 과학자들은 최근 그래핀 필름을 음극 재료로 사용하여 새로운 알루미늄-그래핀 배터리를 개발했다고 국내 언론이 보도했다. 이 배터리는 수명이 길어 매우 짧은 시간 내에 충전이 가능하며-40 C 에서120 C 까지의 온도 범위에서 정상적으로 작동할 수 있다.
그리고 이번에 개발한 알루미늄-그라핀 배터리는 현재 다른 배터리와 비교할 수 없는 특징을 가지고 있다. 예를 들어, 온도가 영하 40 C 로 낮아도 알루미늄-그라핀 배터리는 충전방전 1000 회를 안정적으로 유지할 수 있습니다. 고온에서100 C 까지 안정적으로 충전하여 45,000 회 방전하여, 심지가 화염을 당해도 불이 나지 않는다. 이 넓은 온도 범위는 알루미늄 이온 배터리의 향후 극한온도 조건에서 사용할 수 있는 토대를 마련했다.
또한 이 배터리는 유연성이 뛰어나 1000 회 굽은 후에도 용량을 그대로 유지할 수 있어 착용 가능한 유연한 전자 장비에서의 적용 가능성을 보여 줍니다.