배터리 기술은 다양한 소재, 구성, 디자인에 대한 연구와 개발이 새로운 통찰력과 혁신을 가져옴에 따라 끊임없이 진화하고 있습니다. 전 세계가 친환경 에너지로 나아감에 따라 배터리는 미래의 동력원으로 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 스마트폰이나 노트북과 같은 소비자 기기부터 전기 자동차, 그리드 스토리지에 이르기까지 배터리 기술은 필수적입니다.
획기적인 발견이 이뤄진 후 상업적으로 상용화되기까지는 수년이 걸릴 수 있습니다. 성숙기에 접어드는 동안 더 많은 발견이 이루어지면 잠재적으로 판도를 바꿀 수 있습니다. 아빈 인스트루먼트는 오랫동안 배터리 연구에 참여해 왔으며, 고품질의 고정밀 배터리 테스트 장비를 제공하여 다양한 방식으로 연구 개발을 지원하고 있습니다. 다음은 배터리 성능의 미래에 영향을 미칠 수 있는 세 가지 기술입니다.
성숙한 솔리드 스테이트 배터리
솔리드 스테이트 배터리(SSB)는 한동안 사용되어 왔습니다. 이 기술의 매력은 기존 배터리 내의 가연성 액체 전해질을 고체 대체재로 대체하여 화재 위험을 완화한다는 점입니다. 하지만 수년 동안 실용적인 버전의 배터리를 설계하기 위해 극복해야 할 장애물이 많았습니다. 여기에는 전극 간 인터페이스 및 전극 성능 저하와 같은 문제가 포함됩니다. 고체 형태이기 때문에 SSB 내의 이온은 액체처럼 양극과 음극 사이를 자유롭게 이동할 수 없으며, 수명이 긴 애플리케이션에서는 너무 빠르게 열화되는 경향이 있습니다.
이러한 문제는 점차 해결되고 있습니다. 사쿠우 코퍼레이션은 최근 산업용 3D 프린터 소형 전기차용 전고체 배터리를 대량 생산할 수 있으며, 더 큰 애플리케이션으로 쉽게 확장할 수 있는 기술입니다. 이는 제조 공정을 간소화하고 SSB의 비용을 낮추며 기존 또는 새로운 소재에 적용할 수 있습니다.
다른 기업들도 솔리드 스테이트 대체품으로 보다 원활하게 전환할 수 있는 방법을 모색하고 있습니다. Natrion는 배터리 연구 스타트업으로, 최근 유연하고 내구성이 뛰어난 고성능 고체 전해질 필름을 발표했습니다. 이 회사는 현재 리튬 이온 배터리 제조 공정과 쉽게 호환되는 방식으로 부품을 설계하여 제조업체가 전체 공정을 변경하지 않고도 생산 라인을 이 기술을 채택하도록 빠르게 전환할 수 있도록 했습니다. 이를 통해 생산 비용을 낮추고 생산 라인의 전면적인 개편에 대한 우려를 줄일 수 있습니다.
비리튬 배터리
배터리를 구성할 수 있는 재료와 화학 물질의 조합은 매우 다양합니다. 구성에 따라 배터리의 효율, 용량, 안정성이 달라집니다. 오늘날 대부분의 일반적인 배터리는 리튬을 사용하며, 니켈, 코발트, 망간 등이 다양한 배터리 구성 요소로 사용됩니다. 많은 연구자들이 리튬과 결합하여 배터리에서 코발트와 같은 독성 금속을 제거할 수 있는 공기나 실리콘과 같은 물질을 연구하고 있습니다.
하지만 리튬을 사용하지 않는 배터리에 대한 연구도 진행 중입니다. 그러한 예로 CO2 배터리. 스타트업 회사 정오 에너지 는 탄소와 산소를 사용하는 저비용 충전식 배터리를 연구해 왔으며, 이를 그리드 규모의 저장 솔루션으로 주목하고 있습니다. 재생 에너지가 점점 더 많이 채택됨에 따라 안정적인 양의 에너지를 저장하여 사용할 수 있도록 더 크고 효율적인 저장 솔루션이 개발되어야 합니다. 그들은 CO2 풍부하고 저렴하며 에너지 효율이 높기 때문입니다.
Arbin이 배터리 연구를 지원하는 방법
Arbin은 배터리 연구를 지원하기 위해 지속적으로 혁신하고 있습니다. 예를 들어, Arbin은 3전극 "3E" 동전형 전지 제너럴 모터스에서 개발하여 특허를 받은 디자인입니다. 추가 기준 전극을 통해 연구자들은 세포 테스트 중에 양극과 음극을 동시에 평가할 수 있습니다. 이는 연구 과정에서 시간과 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
Arbin 멀티채널 포텐시오스탯/갈바노스탯 시스템(MSTAT)은 각각 3개의 전극 셀에 대한 연결이 내장된 독립적인 포텐시오스탯/갈바노스탯 채널을 제공하며 코인 셀과 파우치 형식을 모두 지원합니다. 함께 제공되는 "3E" 셀 홀더를 MSTAT 채널에 직접 꽂아 테스트할 수 있습니다.
MSTAT는 다양한 배터리 화학 물질과 함께 사용할 수 있으며 24비트 분해능과 40ppm 이상의 정밀도로 동급 최고의 성능을 제공합니다. Arbin은 연구자들이 배터리의 어느 전극이 제한 인자인지 그 어느 때보다 빠르게 식별할 수 있도록 도와줍니다!
Arbin 시스템에 추가할 수 있는 다양한 모듈은 배터리 테스트 및 재료 연구를 지원할 수 있습니다. EIS 모듈은 Arbin의 배터리 테스트 성능과 Gamry의 고급 EIS 기능을 결합한 통합 솔루션으로, 사용자는 최대 32개의 Arbin 테스터 채널을 하나의 Gamry EIS 장치로 공유할 수 있습니다.
혁신은 생태계입니다. 배터리 테스트 장비와 도구의 발전은 새로운 발견을 이끌어내고 R&D 프로세스를 가속화하는 데 도움이 됩니다. 고품질 배터리 테스트 기술은 다음을 지원할 수 있습니다. 재료 연구 차세대 고밀도 에너지 저장 장치로 이어질 수 있는 새로운 화학을 탐구하기 위해 노력하고 있습니다. 연구 개발 과정은 길고 고된 과정이지만, 크고 작은 혁신이 항상 일어나고 있습니다. 이 모든 것이 모여 가까운 미래에 우리가 경험하게 될 기술과 세상의 토대가 됩니다.
