차례:
올해 초 스마트 폰 미래학 시리즈에서 스마트 폰 배터리의 기술과 향후 출시 될 기술에 대해 논의했습니다. 이 기사는 대부분의 스마트 폰에 전원을 공급하는 것과 같은 리튬 화학을 기반으로 한 배터리의 최근 개발 중 일부를 살펴보면서이 부분에 대한 빠른 업데이트입니다.
우리는 시간이 지남에 따라 휴대 전화의 배터리 수명이 줄어드는 이유와 리튬 황 배터리 및 리튬 금속 양극과 같은 고용량 기술이 실용화되는 방법에 대해 자세히 살펴볼 것입니다. 휴식 후 우리와 함께하십시오.
: 전화 배터리 기술의 최신 혁신
시간이 지남에 따라 배터리 용량이 감소하는 이유
이미지 크레디트: 에너지 저장 연구를위한 공동 센터
미국의 에너지 저장 연구 공동 센터가 이끄는 그룹은 시간이 지남에 따라 리튬 배터리의 열화 과정에 대한 증거를 수집했습니다. . 필자의 원래 기사에서, 시간이 지남에 따라 리튬 금속 양극에서 수지상 (나무처럼 뻗은) 성장이 언급되어 배터리 용량을 줄였습니다.
크레딧: 에너지 저장 연구를위한 공동 센터
연구팀은 시간이 지남에 따라 리튬 폴리머 배터리에서 이러한 침전물을 관찰하기 위해 STEM (스캐닝 투과 전자 현미경)을 사용하여 새로운 방법을 개발했습니다.
리튬 배터리의 양극은 전체 용량을 결정하는 것이며, 이러한 성장은 양극이 리튬 이온을 얼마나 효율적으로 저장할 수 있는지를 방해하여 배터리 용량을 감소시킵니다. 또한 이러한 리튬 금속의 수지상 성장은 위험 할 수 있으며 내부 고장을 일으켜 배터리 벌룬 현상을 일으키거나 더 심하게 폭발 할 수 있음을 보여줍니다 .
이러한 프로세스를 관찰 할 수있는 이러한 획기적인 능력으로, 연구팀은 이러한 성장을 제어하는 요소를 결정하여 해당 분야의 연구원들이 상용 리튬 기반 배터리의 수명과 안전성을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다.
리튬-황의 개선
이미지 크레디트: University of California
리튬 황 기술에 관한 논문의 수가 급격히 증가했으며, 앞에서 설명한 것처럼이 기술은 리튬 배터리 기술의 다음 반복으로 간주되어 널리 채택 된 리튬 폴리머 셀을 대체합니다. 요약하자면:
리튬-황은 생산하기 쉽고 충전 용량이 높기 때문에 현재 기술을 대체 할 수있는 매력적인 제품입니다. 더 좋은 점은 단락 및 펑크로 인한 화재의 위험을 크게 줄이는 휘발성 용매가 필요하지 않습니다.
리튬-황 및 기타 미래 배터리 기술에 대한 추가 정보
최근 캘리포니아 대학교 (University of California)의 한 그룹이 리튬-황 화학과 관련된 문제 중 하나를 해결하여 지난 달에 논문을 발표했습니다. .
Li-S 배터리의 수명과 관련된 문제가 해결됨에 따라이 기술은 실질적인 현실로 나아가고 있습니다.
충전 및 방전 공정에서 발생하는 화학 반응 동안, 폴리 설파이드 사슬이 형성된다. 이러한 사슬은 전해질을 그대로 통과해야하며, 이것이 문제가있는 곳입니다. 폴리 설파이드가 때때로 용액에 용해 될 수 있습니다 배터리 수명에 큰 영향을줍니다.
연구팀은 이산화 규소 (실질적으로 유리)의 얇은 층을 사용하여 이러한 폴리 설파이드를 나노 스피어로 코팅하는 방법을 개발했다. 이는 폴리 설파이드를 전극 사이에서 쉽게 통과하면서 전해질로부터 폴리 설파이드를 멀리 유지시킨다. 이와 같은 문제가 수많은 열심히 일하는 연구 그룹에 의해 지속적으로 해결됨에 따라 리튬-황 배터리의 미래는 우리의 전화기에서 날마다 더 가까워지고 있습니다.
결실을 일으키는 리튬 금속 양극
이미지 크레디트: SolidEnergy Systems
배터리 미래학 기사를 기억한다면, 리튬 금속을 양극으로 사용할 수있는 방법은 여분의 용량으로 인해 양극 물질의 "성배"가되는 방법에 대해 언급했습니다.
SolidEnergy Systems Corp.는 일반 흑연 및 복합 양극을 얇은 리튬 금속 양극으로 대체하는 "무정전"리튬 배터리를 선보였다. 그들은 흑연 양극과 비교했을 때 에너지 밀도가 두 배이고 실리콘 복합 양극과 비교하여 50 %라고 주장한다.
최신 '애노드리스'배터리는 현재 휴대 전화의 에너지 밀도를 두 배로 증가시킵니다.
SolidEnergy가 발표 한 위의 이미지는 크기가 크게 줄어드는 것을 보여 주지만 약간 오해의 소지가 있습니다. Xiaomi 및 Samsung 배터리는 모두 교체 가능하도록 설계되었으므로 추가 플라스틱 쉘 및 충전 회로와 같은 추가 전자 장치 또는 일부 삼성 배터리의 경우 NFC 안테나가 있습니다.
그러나 BBC 뉴스 보도에 따르면 아이폰의 1.8 Ah 내장 배터리와 2.0 Ah SolidEnergy 배터리 팩의 크기 차이는 상당히 크다고한다.
그것이 의미하는 바
삼성의 갤럭시 S6와 애플의 아이폰 6을 포함한 몇몇 제조사의 주력 전화가 더 얇아진 디자인을 추구함에 따라 더 밀도가 높은 배터리의 필요성이 더욱 커지고 있습니다. 더 많은 배터리 전력을 더 작은 영역에 넣으면 더 큰 "phablet"스타일 핸드셋에서 며칠 동안 사용할 수있을뿐만 아니라 미래의 전력 소비가 많은 프로세서를 위해 더 많은 주스를 제공 할 수 있습니다.
우리는 끔찍한 죽은 스마트 폰 배터리를 피하는 것이 그 어느 때보 다 쉬워 질 미래를보고 있습니다.
리튬-황 배터리의 경우, 단락 또는 펑 처링으로 인한 화재 위험이 감소하여 장치를보다 안전하게 사용하고 제조업체가 운송하는 데 덜 위험하고 비용이 적게 듭니다.
최근 몇 년간 더 빠른 충전 및 무선 충전 증가에 대한 최근의 진전과 결합하여 스마트 폰 배터리의 수명을 다할 때보 다 더 쉬운 미래를 찾고 있습니다.
그렇다면 언제부터 새로운 기술을 사용할 수 있을까요? SolidEnergy는 "애노드리스"솔루션이 2016 년 시장에 출시 될 것으로 예상하고 있으며, 이 기술에 대한 최근의 개발을 고려할 때 Li-S 배터리도 비슷한 시간표를보고 있습니다. 내년에 실제 모바일 기기로 출시 될 것이라는 말은 아니다. 그럼에도 불구하고 우리 모두가 기다려온 배터리 기술의 혁명은 그리 멀지 않다.
미래 론: 스마트 폰 기술의 미래에 대해 읽어보기
참고 문헌
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