최근 몇 년 동안 태양 에너지 및 풍력과 같은 깨끗한 전기가 급속하게 발전했지만 안정성은 여전히 ​​개선되어야합니다. 더욱이, 현재 전력 자원의 전 지구 적 분포는 매우 불균등하다. 우리가 화석 연료를 없애고 자한다면 기존의 전력 시스템에 주요 에너지 저장 장치 링크를 추가해야합니다. 따라서 용량과 공간, 높은 보안, 저렴한 비용 등을 충족시키면서보다 합리적으로 시간과 공간에서 전력을 재분배 할 수 있습니다. 그러나 기존의 스마트 그리드 배터리 시스템은 전력 저장 장치의 응용 요구 사항을 충족시키기 위해 에너지 저장 비용 및 수명 문제를 극복해야합니다. 액체 리튬 금속 배터리 시스템은 에너지 저장 비용이 낮고 수명이 길고 중소형 분산 에너지 저장 분야에서 광범위하게 적용될 수 있지만 일반적으로 다음과 같은 두 가지 문제점이있다. 1) 고 융점 리튬 금속의 포인트, 배터리 작동 온도는 일반적으로 450 ° C 이상이며, 높은 운영 비용이 소요됩니다. 2) 용융 염에서의 리튬의 용해는 자기 방전과 낮은 쿨롱 효율을 유도한다.

연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 음극으로 용융 된 리튬 금속, 용융 된 Sn-Pb 또는 Bi-Pb 합금과 함께 2 개의 모델 배터리 Li || llzto || sn-pb 및 Li || llzto || bi-pb를 조립했다 garnet-type li6.4la3zr1.4ta0.6o12 (llzto) 고체 전해질 세라믹 튜브로 구성되어있다. 전해질은 용융 된 리튬 금속을 관형으로 캡슐화하여 액체 금속 전극을 격리시키면서 리튬 이온 전도를 수행한다. 동시에, 액체 - 액체 계면 대신에 전지 시스템에 액체 - 고체 계면이 형성되어, 계면 임피던스를 크게 감소시킨다.

연구에 따르면 조립 된 리튬 이온 배터리는 약 50 ~ 100mcm2 및 240c의 전류 밀도에서 약 1 개월 동안 안정적으로 사이클링 될 수 있으며, 뛰어난 전력 용량과 쿨롱 효율을 보여줍니다. 고용량, 안전성 및 저비용의 고체 전해질 액체 리튬 금속 배터리는 대규모 에너지 저장 시스템의 발전에 새로운 계기를 제공합니다.

참고

[1] 양진, 카이 리우, 후이 우, 이순신 쿠이 외. 그리드 에너지 저장을위한 중간 온도의 가닛 형태 고체 전해질 기반 용융 리튬 배터리. natureenergy 2018. https://www.nature.com/articles/s41560-018-0198-9.