1만번 충전해도 배터리 효율 99%?
외국의 한 연구팀이 기존 배터리 기술을 혁신할 새로운 알루미늄 이온 배터리를 개발했다.
이 기술은 대규모 에너지 저장 장치(Grid Storage)에서 두드러진 장점을 발휘할 것으로 기대되는 가운데, 리튬 이온 배터리보다 훨씬 긴 수명을 제공한다.
테스트 결과, 이 배터리는 10,000회 이상의 충·방전 사이클 이후에도 초기 용량의 99%를 유지하는 것으로 나타났다. 반면, 리튬 이온 배터리는 이 단계에서 이미 성능이 크게 저하된다.
연구팀은 "이 고체 알루미늄 이온 배터리는 놀라운 수명을 제공하며, 용량 감소율이 1% 미만에 불과하다." 라고 설명했다.
한편, 대규모 배터리 시스템의 경우, 기존 리튬 이온 배터리는 몇 가지 한계점이 있다. 생산 비용이 높고, 화재 위험으로 인해 안전성이 낮으며, 대규모 응용 분야에는 적합하지 않다.
이에 반해, 알루미늄 이온 배터리는 이러한 문제를 해결할 수 있는 유망한 대안으로 주목받고 있다.
이번에 개발된 배터리는 기존 알루미늄 이온 배터리의 약점인 성능 저하와 안전 문제를 극복했다.
액체 전해질 대신, 고체 전해질을 사용하여 안정성을 대폭 향상시켰다. 여기에 불활성 알루미늄 염을 추가해 배터리의 안정성과 부식 저항성을 크게 개선했다.
또한, 연구팀은 플루오로에틸렌 카보네이트를 첨가제로 사용하여 전극 표면에 얇은 보호막을 형성했다.
이 보호막은 배터리를 손상시킬 수 있는 알루미늄 결정체의 형성을 방지한다. 테스트 결과, 이 배터리는 습기에 대한 저항성이 높고 최대 200°C 온도에서도 견딜 수 있으며, 충격이 가해져도 쉽게 망가지지 않는 뛰어난 내구성을 보였다.
또한, 사용된 알루미늄 염의 대부분을 재활용할 수 있어, 새로운 배터리 제작에 재사용 가능하다.
이 기술은 효율적이고 안전한 에너지 저장 솔루션을 제공하며, 기존 배터리 기술의 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 보여준다.
앞으로 이 알루미늄 이온 배터리가 대규모 에너지 저장 및 재생 가능 에너지 통합 분야에서 어떻게 활용될지 귀추가 주목되고 있다.
