열화현상 (degradation)

-스마트폰이나 전기자동차 등의 배터리로 사용되는 리튬이온배터리는 계속 사용하면 물리적 성은이 저하되어가는 것으로 알려져 있다. 이걸 가리켜 ‘열화(劣化, degradation)’라고 한다.

-리튬이온배터리의 열화는 리튬이온배터리에 포함되는 산소가 누출됨으로써 일어나는 현상이다. 그러나 500회 충전 과정에서 누출되는 산소의 양이라 해도 전체의 6%에 불과하고 그것을 1회 충전으로 따지면 누출되는 산소의 양은 극히 적어, 그 메카니즘의 관찰은 지금까지 이뤄지지 않았다.

-산소의 손실에 의해 변화하는 주위 입자의 화학적 성질과 구조를 관찰함으로써 산소가 누출되는 메카니즘을 가진다.

-산소를 잃은 나노 입자의 경우 최밀 구조를 형성하기 위해 안쪽으로 붕괴할 것으로 예상하고 산소를 잃은 후 나노 입자의 구조 변화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 그 결과, 예상 밖으로 나노 입자를 구성하는 금속이온이 이동하지만, 나노 입자의 구조는 변하지 않는 것으로 나타났다.

-금속 이온의 재배열은 산소 부족에 기인하고 시간의 경과에 따라 배터리의 전압과 효율을 저하시킨다.






[출처]

-테크데일리,'[Tech Trend] 리튬이온전지의 성능이 저하되는 이유'

-한국전지산업협회, '2020 The battery'




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