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350만원 전기차배터리 10분내 충전으로 200마일 즉 322km 간다. 즉 서울부산까지 가는 싼 배터리가 나왔다.

박민제 | 기사입력 2021/01/21 [10:21]

350만원 전기차배터리 10분내 충전으로 200마일 즉 322km 간다. 즉 서울부산까지 가는 싼 배터리가 나왔다.

박민제 | 입력 : 2021/01/21 [10:21]

 

3,500달러 전기차배터리 프로토타입, 10분 충전으로 200마일 322km간다.

새로 개발 된 배터리는 10 분 안에 전기 자동차를 재충전 할 수있는 잠재력을 가지고 있다고 연구진은 주장했다.
새로 개발된 배터리는 10분 안에 전기자동차를 재충전 할 수있는 잠재력을 가지고 있다고 연구진은 주장했다.
왕 차오양의 연구실 / 펜스테이트 주립대학교
 

약 12개월 전에 수백마일의 주행거리를 단 10분 충전해서 달리는 전기차 배터리를 개발했다. 여러면에서 매우 유망한 전기자동차용 혁신적인 프로토타입 배터리.  연구자들은 그들의 접근방식을 계속 수정했고, 내연기관과 동등한 가격대를 포함하여 몇 가지 더 바람직한 기술개발을 목록에 추가했다.

Penn State University의 화학엔지니어팀에서 개발한 원래 배터리는 과학자들이 고려한 극한 온도를 적용하여 비교적 짧은시간에 충전 할 수있었다. 일반적으로 리튬배터리는 특정 온도 범위 내에서 작동해야한다. 조건이 너무 추우면 리튬이온이 전극 중 하나에 위험한 스파이크를 형성하고 너무 뜨거우면 다른 형태의 열화로 이어진다.

 

Penn State University 팀은 이 문제를 해결하고 "극한" 온도에서 배터리를 충전하고 60°C (140 ° F)로 가열한 다음 신속하게 냉각함으로써 배터리를 "금지된" 영역까지 성공시켰다. 이는 음극단자에 부착된 얇은 니켈호일로 가능해졌으며 짧고 날카로운 열로 인해 장치가 훨씬 더 효율적으로 충전 될 수 있도록 배터리를 빠르게 가열한다.

그래서 전기자동차에 단 10분 만에 320km (200 마일) 이상의 주행거리를 제공 할 수있을만큼 충분히 충전된다.  한편 이 빠른 충전기능을 통해 팀은 유용한 범위를 제공하면서 배터리장치 크기를 줄일 수 있다.

그 이후로 연구원들은 음극의 대체 재료를 조사하는 것을 포함하여 혁신적인 배터리의 설계를 계속 실험했다. 원래는 니켈-코발트-망간을 사용했지만 새롭고 개선된 버전은 대신 리튬-철-인산염을 사용한다.

배터리는 동일한 원리로 작동한다. 얇은 니켈호일을 사용하여 극한온도에 빠르게 도달하고 다시 냉각하기 전에 충전하지만 이러한 새로운 재료는 몇 가지 장점을 제공한다. 첫 번째는 코발트를 없애는 것인데, 이는 재료가 희귀하고 비싸며 채광이 환경과 인간 노동자에게 해롭기때문에 이를 극복하는 배터리 연구를 지속하고 있다. 두 번째는 재료가 저렴하다는 것이다.

“근본적인 차이점은 이 작업은 배터리비용을 절감하여 대량 판매용 전기자동차에 적합하게 만드는 것이다.”라고 수석연구원 Chao-Yang Wang이 말한다.  “실제로 우리는 이 작업에서 40kWh 배터리를 만들었다. 이 배터리는 충전당 200마일 범위를 가는데 10분내에 고속충전이 된다는 것이다. 편리하고 빠른 재충전을 통해 차량 배터리 크기를 줄이고 전기차값을 가솔린 엔진과 동등한 3,500달러로 낮췄다.”

Wang은 또한 배터리가 300kW의 피크전력을 생산할 수 있는데, 이는 전기자동차를 0 ~ 60mph (96.5km / h)에서 3초 만에 추진하기에 충분하며, 새로운 설계는 테스트에서 여전히 매우 안전하며 2백만마일 (320만 km)의 전기차 운전이 가능하다.  그 전에 수행해야 할 더 많은 연구와 개발이 있지만 연구원들은 이제 배터리의 게임체인저 장치를 만들었다고 믿는다.

"이 배터리는 무게, 부피 및 비용을 줄였다."라고 Wang은 말한다. "마침내 주류 소비자 대중 시장에 도움되는 배터리를 개발하게되어 매우 기쁘다."

이 연구는 Nature Energy 저널에 게재되었다. 출처 : Penn State University

 
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