University of California San Diego의 연구진은 리튬이온 배터리를 몇 분 만에 안전하게 재충전할 수 있는 새로운 음극재로 무질서 암염을 사용했다. 이 배터리는 “Li/Li 기준 전극 대비 약 0.6볼트의 평균 전압에서 두 개의 리튬 이온을 가역적으로 순환시킬 수 있다,” 라고 Electronics Weekly가 보도했다.

이 소금은 Li3V2O5  로, 흑연에 비해 전위를 높이는 무질서 암염이다 적절한 충전 제어를 사용하면 리튬 금속 도금 가능성이 줄어들어 “리튬 덴드라이트 성장과 관련된 단락이라는 중대한 안전 우려를 완화한다”고 밝혔다.

 

이 무질서 암염은 1,000회 이상의 충방전 사이클을 견디며 용량 저하가 무시할 만한 수준이고, 20초 만에 용량의 40% 이상을 방출한다.

 

“우리는 무질서 암염 Li3V2O5 의 낮은 전압과 높은 속도 특성을, 제일원리 계산을 통해 밝혀진 낮은 에너지 장벽을 가진 재분배형 리튬 삽입 메커니즘 덕분으로 보고 있다. 이 저전위, 고속 삽입 반응은 고속 충전이 가능하고 수명이 긴 리튬이온 배터리를 위한 다른 금속 산화물 음극재를 찾는 데 활용될 수 있다,” 라고 연구진이 Electronics Weekly에 말했다.

 

 

이 배터리는 리튬 티타네이트보다 더 오래 지속되며, 흑연 대안보다 더 빠르고 안전하게 충전되고, 리튬 티타네이트보다 최소 71% 더 많은 에너지를 갖는다.

 

 “용량과 에너지는 흑연보다 약간 낮겠지만, 더 빠르고 더 안전하며 수명이 더 길다,” 라고 연구진은 말한다. “전압이 훨씬 낮아서 현재 상용화된 고속 충전 리튬-티타네이트 음극재보다 에너지 밀도가 크게 개선되었다. 따라서 이 소재를 사용하면 에너지 밀도를 크게 희생하지 않으면서도 고속 충전이 가능한 안전하고 수명이 긴 배터리를 만들 수 있다.”