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- 시중에서 판매되는 배터리 내부의 이종 열화 진행을 비파괴적으로 관찰하기 위해 투과력이 높은 중성자 빔을 사용
- 결정 방향을 고려한 새로운 분석 방법은 충전 상태에서 양극 재료의 각 리튬 함유 결정 유형의 이질적인 밀도 분포를 나타냅니다
- 충방전 사이클 특성 향상 등 리튬이온 이차전지 성능 향상에 기여
중성자를 이용한 LIB 결정상 및 리튬 이온 밀도의 비파괴 정량적 이미징
리튬이온 2차전지(이하 LIB)는 저장에너지 밀도가 높고 소형화, 대용량화에 적합하여 휴대폰, 컴퓨터뿐만 아니라 전기자동차, 신재생에너지 전력저장 장치 등으로 활용도가 높아지고 있습니다 LIB를 장기간 사용하기 위해서는 충방전의 반복에 따른 열화를 억제하는 것이 필요합니다
LIB는 리튬 이온이 양극재에서 흑연과 같은 음극재로 이동하여 충전됩니다 따라서 충전 용량 저하 원인 분석을 위해서는 리튬이온을 음극재에서 분리하지 않고 리튬이온을 붙잡고 있는 결정의 종류와 밀도 등의 정보 획득이 필요하다 그러나 결정배향의 세기 등의 요인으로 인해 LIB 음극재의 결정정보를 넓은 범위에 걸쳐 정량적으로 획득하는 기술은 구현되지 못하였다
NISSAN ARC Ltd, 고에너지 가속기 바카라 사이트 쿠폰 기구(KEK) 및 종합 과학 사회 바카라 사이트 쿠폰 기구(CROSS)와 협력하여 AIST의 바카라 사이트 쿠폰원들은 배터리 전극 열화에 대한 비파괴 시각화와 결정상 유형 및 밀도의 정량화를 성공적으로 수행했습니다 이는 새로운 LIB와 성능이 저하된 LIB에 대한 중성자 빔의 투과 스펙트럼 분석을 통한 결정 구조 이미징(Bragg-edge Imaging) 측정에 새로 개발된 분석 방법을 적용하여 달성되었습니다
중성자 빔은 높은 투과력을 가지며 LIB 하우징을 관통하여 내부를 비파괴적으로 관찰할 수 있습니다 또한, 중성자빔의 투과 스펙트럼을 분석함으로써 흑연이나 다른 음극재의 결정구조에 대한 정보도 얻을 수 있다 본 바카라 사이트 쿠폰그룹은 흑연 음극 내 리튬이온의 삽입/추출 상태, 밀도, 2차원 공간 분포를 가시화하고, 신규 LIB 제품과 열화 LIB 제품의 차이를 정량적으로 규명하기 위해 흑연의 결정 방향을 고려한 새로운 분석 방법을 고안하고 적용했습니다 이 기술을 충방전으로 인한 LIB 열화 과정의 비파괴 관찰 및 피연산자 관찰에 활용하면 더욱 고성능 배터리 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다