배터리 기술 개발과 최적화에 있어 가장 큰 어려움 중 하나는 배터리 내부에서 일어나는 일을 관찰하기 어렵다는 점입니다.
그러나 에너지 저장의 미래를 향한 움직임에 자기공명영상(MRI라고도 알려진)이라는 새로운 동맹이 있습니다. 흔히 의료 진단 장비의 이미지를 떠올리게 하는 이 기술을 통해 연구자들은 현재의 리튬 이온 배터리 내부에서 일어나는 모든 현상을 진단하고 미래의 배터리인 나트륨 배터리를 개발하는 데 도움을 받을 수 있습니다.
MRI를 통한 리튬 이온 진단
휴대용 기술이 발전하고 폼 팩터가 변화함에 따라 이러한 기기에 필요한 리튬 이온 배터리의 모양과 크기에 새로운 문제가 발생하고 있습니다. 지난 몇 년 동안 과열, 부풀어 오름, 심지어 폭발을 포함한 배터리 오작동에 대한 뉴스가 여기저기서 들려왔습니다. 안타깝게도 배터리 내에서 발생할 수 있는 문제를 검사하고 진단하는 것은 해당 배터리를 파괴하지 않고는 거의 불가능합니다.
바로 여기에 MRI가 등장합니다. 이 기술은 자기장 지도의 미세한 변화를 측정하는 데 사용되며, 배터리가 작동하는 동안 배터리의 작동을 분석하는 데 적합합니다.
연구원들은 MRI를 사용하여 충전 상태와 제조 과정에서 발생할 수 있는 다양한 결함 또는 누락된 부품을 파악할 수 있습니다. 이러한 진단은 배터리를 개선하고 고장률을 줄이며 성능을 개선하는 데 활용될 수 있습니다.
MRI를 통한 나트륨 모니터링
현재의 리튬 이온 배터리를 대체할 유력한 후보 중 하나인 나트륨 배터리는 대체 에너지 장치와 기술의 발전에서 유망한 미래를 가지고 있습니다. 하지만 나트륨 배터리의 내부 작동을 이해하는 것은 리튬 이온 배터리 내부의 프로세스를 진단하는 것과 동일한 문제를 안고 있습니다. 배터리를 파괴하지 않고는 움직이는 내부를 관찰할 수 없기 때문입니다.
다행히도 나트륨 금속 이온의 움직임을 감지하고 추적하기 위해 MRI를 사용하는 프로세스가 개발되어 연구자들이 나트륨 배터리 내부에서 일어나는 일을 살펴볼 수 있게 되었습니다. 이 관찰 방법은 나트륨과 다양한 양극 및 음극 재료 간의 상호 작용은 물론 배터리의 고장이나 화재를 일으킬 수 있는 수상 돌기라는 분기 구조의 성장을 모니터링할 수 있는 방법을 제공합니다.
과학자들은 나트륨 배터리 내의 상호작용을 가시화하여 고장을 감지하고 이를 방지하는 방법을 개발하는 동시에 나트륨 배터리 기술의 기능을 최적화할 수 있습니다.
현재와 미래를 위한 배터리 기술
비교적 최근에 에너지 저장 및 최적화 분야에 MRI 기술이 적용되면서 새로운 발전의 길이 우리 눈앞에 열렸습니다.
작동 중인 배터리의 내부 메커니즘을 들여다보는 데 MRI를 사용하면 완전히 새로운 규모로 볼 수 있을 뿐만 아니라 에너지의 미래도 엿볼 수 있습니다.
Arbin이 이러한 미래를 어떻게 지원하고 있는지 자세히 알아보려면 https://www.arbin.com/ 을 방문하세요.
