Yao Katsu는 National Advanced Industrial Science and Technology (이하 AIST”라고 불리는 바카라 커뮤니티의 배터리 기술 연구 부서 책임자 인 Yao Katsu는 Osaka Public University of Technology 및 Ehime University와 협력하여 제 2 차 전사 내에서 유자색 헥사 플루오 포스페이트 이온 (PF6-)은 모노 토미 무료 바카라입니다+)보다 더 빨리 여행한다는 것이 밝혀졌습니다
리튬 무료 바카라 배터리는 현재 충전 및 방전으로 반복적으로 사용할 수있는 2 차 배터리로 널리 사용되며 Li+충전 캐리어로 사용됩니다 그러나 Li+전해질에서 용매 분자와의 강한 상호 작용으로 인해 이동 속도가 느린 것으로 알려져 있습니다 한편, 분자 무료 바카라은 용매와의 약한 상호 작용을 가지며, Li+보다 쉽게 움직일 것으로 예상 될 수 있습니다 그러나, pf6-음무료 바카라이므로 운동의 용이성은 li+와 직접 비교할 수 없었으며 그 검증이 어려웠습니다
이번에는 전극으로 양무료 바카라 및 음무료 바카라을 보내고 수용 할 수있는 중합체 재료를 사용하여 Li+및 PF6-의 움직임이 평가되었습니다 결과적으로, 고체 전극 내에서도 PF6-모나상 무료 바카라+보다 빠르게 움직이는 것으로 확인되었습니다 이러한 결과를 바탕으로, 우리는 무료 바카라에 의해 고안된 분자 이온을 전하 담체로 사용한다분자 무료 바카라 배터리"리튬 무료 바카라 배터리보다 빠른 전하 및 배출 특성이 더 높은 잠재력을 가질 것으로 예상됩니다
이 연구 결과의 세부 사항은 2025 년 7 월 25 일에 게시됩니다Chemsuschem"에 게시 됨
현재 리튬 무료 바카라 배터리는 반복적으로 충전 및 배출 할 수있는 보조 배터리로 널리 사용됩니다 이는 리튬 무료 바카라 배터리의 에너지 밀도가 높지만 최근에는 용량, 출력 및 충전 시간이 짧아지면서 안전을 향상시키기 위해 최근 개선이 이루어 졌기 때문입니다 리튬 무료 바카라 배터리의 전하 운반체 인 작은 모노 토미 믹스의 Li+전해질에서 용매 분자를 강력하게 끌어 들이기 때문에 움직일 수 있으며, 또한 전해질에서 전극 재료로 들어갈 때 용매 분자가 제거되어야하며, 이는 특정 수준을 넘어 이동 속도를 증가시키기가 어려운 일입니다
무료 바카라는 이전에 분자 이온을 전하 캐리어로 사용하는 "분자 이온 배터리"라는 새로운 배터리 시스템을 고안했습니다 [1] 분자 이온은 작은 모노 토미 이온 Li+보다 크고 용매 분자를 유치하는 힘은 Li보다 작습니다+보다 높은 이동 속도를 기대할 수 있습니다 지금까지 분자 무료 바카라이 전해질에서 쉽게 움직일 수 있음이 확인되었지만, 전극의 직접적인 비교는 실험적으로 어려웠다 이 기사에서는 양무료 바카라 및 음무료 바카라을 보내거나받을 수있는 중합체 물질에 중점을두고 전극의 분자 무료 바카라 및 Li+의 움직임 속도를 비교하고 평가하려고 시도했습니다
Li는 일반적인 목적 리튬 무료 바카라 배터리에 작은 무료 바카라 반경이있는 양무료 바카라입니다+양수와 음성 전극 사이를 이동하는 전하 담체로서 기능한다 그림 1a는 용액에서 다양한 무료 바카라의 전도도를 보여 주지만 Li+낮은 값으로 볼 수 있습니다 [2] Li+높은 표면 전하 밀도로 인해 느린 움직임으로 해석되고 용액에서 많은 용매 분자를 유치합니다 무료 바카라 반경이 증가함에 따라, 상호 작용하는 용매 분자의 수는 감소하고, 무료 바카라 반경이 02 내지 03 nm 인 분자 무료 바카라은 가장 높은 전도도를 나타낸다 또한, 모든 고고 리튬 2 차 배터리에 대한 연구에서 연구 된 중합체 전해질도 li+보다 빠르게 움직입니다 이 배경에 비해 분자 전하 담체를 사용하도록 설계된 "분자 무료 바카라 배터리"를 제안합니다 (그림 1B) 또한, li+를 함유하는 전해질의 경우, 음의 전극 표면에서Dendrite Crystal (Dendrite)의 성장으로 인한 내부 단락 (단락)의 가능성이 있지만 분자 전하 운반체를 사용하면 기본적으로 수상 돌기 생산을 해결할 수 있다는 이점이 있습니다
그림 1 (a) 양자 화학 계산에 의해 얻어진 무료 바카라 반경과 용액 전도도 사이의 관계 [1,2] (b) li+전하 캐리어로서 기능하고 분자 무료 바카라이 기능하는 분자 무료 바카라 배터리로 기능한다
(그림 1A : *원래 논문에서 인용 및 수정 된 그림을 사용합니다 (라이센스 : CC 40))
반면에,이 양무료 바카라과 음무료 바카라의 운동을 고체 전극 재료로 비교하는 것은 쉽지 않았다 일반적인 전극 재료를 사용하면 양무료 바카라 또는 음무료 바카라 만 교환 할 수 있으며 입력/출력 특성 (전극 입자 크기, 전기 전도성, 전극 두께 등을 돕는 첨가제와의 접촉 면적)에도 영향을 미치는 요인도 변화 할 수 없으므로 동일한 조건 하에서 비교할 수 없습니다 따라서, 우리는 양무료 바카라 및 음무료 바카라을 전하 담체로 사용할 수있는 특수 중합체 물질에 중점을 두었습니다 Li+음무료 바카라과 전극을 교환하는 트리 페닐 아민 구조를 사용하면 동일한 전극 구성 입자 내 에서이 두 가지 유형의 무료 바카라의 움직임을 처음으로 비교할 수있었습니다
중합체 물질을 사용한 전극은 2 개의 전압 평평한 영역이 전하 및 배출 진행으로 나타납니다 (그림 2B) 생성 된 실험 시스템에서, 분자 무료 바카라은 고전압 범위에서 pf6-, 그러나 Li+는 저전압 영역에서 유입되기 때문에 이들 영역의 거동을 측정함으로써 두 유형의 무료 바카라의 움직임을 비교할 수 있습니다 각 전압 범위에서 현재 값이 변경되면 PF6-li보다 낫다+보다 작습니다 (그림 2c) 또한, pf6-li보다 낫다+보다 낮은 것으로 나타났습니다 (그림 2d) 이들 측정 결과는 용액뿐만 아니라 고체 전극 재료에서도 분자 무료 바카라 인 PF6-모나상 무료 바카라+보다 더 쉬운 움직임을 보여줍니다 이것은 편광 고체에서 정전기 결합의 다른 강도로 인한 것일 수있다
이 연구는 전하 운반체로서 분자 무료 바카라을 사용하는 분자 무료 바카라 배터리가 우수한 빠른 전하 및 배출 특성을 가질 가능성이 있음을 보여 주었다 이것은 전극 재료에 대한 추가 연구가 더욱 발전 할 것이므로 향후 새로운 2 차 배터리를 개발할 수있는 성과입니다
그림 2 (a) 전극에 사용되는 중합체 물질의 구조식 (b) 배출 곡선 (c) 전류-전압 프로파일 (d) 방전 중 저항의 변화
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분자 무료 바카라 배터리는 여전히 기본 연구 단계에 있지만 높은 안전성과 우수한 빠른 충전 및 방전 특성으로 인해 차세대 2 차 배터리가 될 것으로 예상됩니다 앞으로, 우리는 분자 무료 바카라을 교환하고받는 양성 및 음성 전극 재료를 계속 발전시킬 것이며, 용량과 작동 전압을 증가시켜 에너지 밀도를 더욱 증가시키기 위해 노력할 것입니다
게시 된 잡지 :Chemsuschem
제목 : 유기 배터리 전극의 충전 캐리어로 리튬 무료 바카라보다 더 빠르게 움직입니다
저자 : Hikaru Sano*, Aya Yoshimura*, Masaki Sawada, Tatsuo Noda*, yohji misaki, masaru yao*(*: 책임있는 저자)
doi : 101002/cssc202500785
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Sano Mitsuru, Battery Technology Research Division, Yao Katsu, 연구 그룹 책임자
오사카 공립 대학교 공과 대학
Sawada Masaki 학생 (연구 당시), Noda Tatsuo, 부교수
Ehime University
Yoshimura Aya 특별 강사 (현재 연구 당시 오사카 공립 대학교의 강사), Yoji Misaki 교수
[1] M Yao, H Sano, H Ando & T Kiyobayashi,“분자 무료 바카라 배터리 : 요소 무료 바카라을 전하 캐리어로 사용하지 않고 충전식 시스템”,Sci 대표5, 10962 (2015)
[2] 전기 화학 핸드북, (전기 화학 학회에 의해 편집 됨), Maruzen Publishing (2013)