그래핀 기술 혁신으로 더 안전하고 고성능인 배터리 개발 가능성 제시

Seoul스완지 대학교, 우한 기술 대학교, 셴젠 대학교의 연구진이 리튬 이온 배터리에 사용되는 그래핀 시트를 대량으로 제조할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법은 리튬 이온 배터리의 안전성과 성능을 향상시킬 것으로 기대됩니다. 이 연구는 '네이처 케미컬 엔지니어링'에 발표되었으며, 결함 없는 그래핀 시트를 대량으로 생산하는 데 성공한 최초의 사례를 설명합니다. 이 그래핀 시트의 열전도율은 최대 1,400.8 W m-1 K-1로, 현재 배터리에 사용되는 구리와 알루미늄 시트보다 거의 10배 이상 뛰어납니다.

배터리 부품의 높은 열전도율은 열을 효율적으로 방출하여 배터리 고장, 화재 또는 폭발과 같은 문제를 피하는 데 중요합니다. 새로운 그래핀 전류 수집기는 열 축적을 줄이고 위험한 반응을 방지함으로써 이러한 문제 해결에 도움을 줍니다.

그래핀 포일의 주요 이점은 다음과 같다: 뛰어난 열전도성, 효과적인 열 방출, 높은 전기 전도성, 유연성과 내구성, 그리고 두께 조절 가능성.

이 신기술은 대량 생산에 활용될 수 있습니다. 연구원들은 17마이크로미터 두께의 200미터 길이 그래핀 시트를 제작했습니다. 이 시트는 10만 번 이상 구부려도 높은 전기 전도성을 유지하여 유연한 전자기기에 활용될 가능성을 보여줍니다.

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이러한 포일의 대량 생산은 상업용 배터리 제작에 활용될 수 있습니다. 이를 통해 전지를 더 안전하게 하고 에너지 저장 능력을 향상시킬 수 있으며, 이는 전기차 및 재생 에너지 시스템에 매우 중요합니다. 연구팀은 현재 그래핀 포일의 제작 방식을 개선하는 데 집중하고 있으며, 포일을 더 얇고 강하게 만드는 데 주력하고 있습니다.

그래핀 기술은 리튬이온 배터리뿐만 아니라 레독스 플로우 배터리나 나트륨 이온 배터리 등 다른 유형의 배터리에도 활용될 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 그래핀은 우리가 현재 사용하고 있는 것 이상의 미래 에너지 저장 솔루션에서 유망한 소재로 떠오르고 있습니다.

에너지 저장의 안전성과 효율성을 높이려는 필요성이 증가함에 따라, 이러한 그래핀 기술의 발전은 매우 중요할 수 있습니다. 연구팀은 생산 과정을 확대할 수 있는 방법을 개발 중이며, 이를 통해 이 기술이 다양한 산업에 빠르게 널리 활용될 수 있도록 하고자 합니다.