수성 배터리 용 새로운 드라이 전극은 요오드 및 리튬 이온 배터리의 두 배 이상의 음극을 제공합니다.

애들레이드 대학교 (University of Adelaide)의 연구원들은 요오드의 전통적인 습식 혼합을 피하는 아연 - 요오드 배터리를위한 새로운 건식 전극 기술을 개발했습니다.

Researchers at the University of Adelaide have developed a new dry electrode for aqueous batteries which delivers cathodes with more than double the performance of iodine and lithium-ion batteries.

애들레이드 대학교 (University of Adelaide)의 연구원들은 요오드와 리튬 이온 배터리의 두 배 이상의 성능으로 음극을 제공하는 수성 배터리 용 새로운 드라이 전극을 개발했습니다.

The team, led by Professor Shizhang Qiao, Chair of Nanotechnology, and Director, Centre for Materials in Energy and Catalysis, at the School of Chemical Engineering, has published their results in the journal Joule.

Nanotechnology 의장 인 Shizhang Qiao 교수가 이끄는이 팀은 화학 공학 학교의 에너지 및 촉매 자료 센터의 이사가 Joule 저널에 결과를 발표했습니다.

Aqueous zinc–iodine batteries offer unparalleled safety, sustainability, and cost advantages for grid-scale storage, but they suffer from performance issues compared to lithium-ion batteries.

수성 아연-요오드 배터리는 비교할 수없는 안전성, 지속 가능성 및 그리드 규모 저장에 대한 비용 장점을 제공하지만 리튬 이온 배터리에 비해 성능 문제로 어려움을 겪습니다.

The researchers devised a simple yet effective strategy to achieve high-energy, long-life zinc–iodine batteries. They mixed active materials as dry powders and rolled them into thick, self-supporting electrodes.

연구원들은 고 에너지의 장거리 아연-요오드 배터리를 달성하기위한 간단하지만 효과적인 전략을 고안했습니다. 그들은 활성 재료를 마른 분말로 혼합하여 두껍고 자체지지하는 전극으로 굴 렸습니다.

At the same time, they added a small amount of a simple chemical, called 1,3,5-trioxane, to the electrolyte, which turns into a flexible protective film on the zinc surface during charging. This film keeps zinc from forming sharp dendrites that can short the battery.

동시에, 그들은 전해질에 1,3,5- 트라이 옥산이라는 소량의 단순한 화학 물질을 추가하여 충전 중에 아연 표면의 유연한 보호 필름으로 바뀝니다. 이 필름은 아연이 배터리를 단락시킬 수있는 날카로운 수상 돌기를 형성하지 못하게합니다.

The new technique for electrode preparation resulted in record-high loading of 100 mg of active material per cm2. After charging the pouch cells that use the new electrodes, they retained 88.6 per cent of their capacity after 750 cycles and coin cells kept nearly 99.8 per cent capacity after 500 cycles.

전극 제조를위한 새로운 기술은 CM2 당 100mg의 활성 물질을 기록했다. 새로운 전극을 사용하는 파우치 셀을 충전 한 후, 750 사이클 후 용량의 88.6 %를 유지하고 동전 셀은 500주기 후 거의 99.8 % 용량을 유지했습니다.

The researchers directly observed how the protective film forms on the zinc by using synchrotron infrared measurements.

연구원들은 싱크로트론 적외선 측정을 사용하여 보호 필름이 아연에서 어떻게 형성되는지 직접 관찰했습니다.

This work paves the way for the development of next-generation metal–halogen batteries with superior performance and energy density.

이 작업은 성능과 에너지 밀도가 우수한 차세대 금속-할로겐 배터리의 개발을위한 길을 열어줍니다.

“We have developed a new electrode technique for zinc–iodine batteries that avoids traditional wet mixing of iodine,” said Professor Qiao.

Qiao 교수는“우리는 요오드의 전통적인 습식 혼합을 피하는 아연 - 요오드 배터리를위한 새로운 전극 기술을 개발했습니다.

“We mixed active materials as dry powders and rolled them into thick, self-supporting electrodes.

“우리는 활성 재료를 마른 분말로 혼합하여 두껍고 자체지지하는 전극으로 굴 렸습니다.

“At the same time, we added a small amount of a simple chemical, called 1,3,5-trioxane, to the electrolyte, which turns into a flexible protective film on the zinc surface during charging.

“동시에, 우리는 전해질에 1,3,5- 트라이 옥산이라는 소량의 간단한 화학 물질을 추가하여 충전 동안 아연 표면의 유연한 보호 필름으로 바뀝니다.

“This film keeps zinc from forming sharp dendrites – needle-like structures that can form on the surface of the zinc anode during charging and discharging – that can short the battery.”

"이 필름은 아연이 충전 및 방전 중에 아연 양극의 표면에 형성 될 수있는 바늘 모양의 구조물 인 날카로운 수상 돌기를 형성하는 것을 막아 배터리를 단락시킬 수 있습니다."

There are several advantages of the team’s invention over existing battery technology:

기존 배터리 기술에 대한 팀 발명에는 몇 가지 장점이 있습니다.

* The new technology will benefit energy storage providers – especially for renewable integration and grid balancing – who will gain lower-cost, safer, long-lasting batteries.

* 새로운 기술은 에너지 저장 공급자 (특히 재생 가능한 통합 및 그리드 밸런싱을위한 에너지 저장 공급자에게 도움이 될 것입니다.

* Industries needing large, stable energy banks, for example, utilities and microgrids, could adopt this technology sooner.

* 유틸리티와 마이크로 그리드와 같은 대규모 안정적인 에너지 뱅크가 필요한 산업은이 기술을 더 빨리 채택 할 수 있습니다.

The team has plans to develop the technology further to expand its capabilities.

팀은 기능을 확장하기 위해 기술을 더욱 발전시킬 계획을 가지고 있습니다.

“Production of the electrodes could be scaled up by using to reel-to-reel manufacturing,” said Professor Qiao.

Qiao 교수는“전극 생산은 릴-릴 제조에 사용하여 전극 생산을 확장 할 수 있습니다.

“By optimising lighter current collectors and reducing excess electrolyte, the overall system energy density could be doubled from around 45 watt-hours per kilogram (Wh kg−1) to around 90 Wh kg−1.

“가벼운 전류 수집기를 최적화하고 과도한 전해질을 줄임으로써 전체 시스템 에너지 밀도는 킬로그램 당 약 45 watt 시간 (WH KG-1)에서 약 90 WH kg-1로 두 배가 될 수 있습니다.

“We will also test the performance of other halogen chemistries such as bromine systems, using the same dry-process approach.”

"우리는 또한 동일한 드라이 프로세스 접근법을 사용하여 브롬 시스템과 같은 다른 할로겐 화학의 성능을 테스트 할 것입니다."

The researchers hope that their invention will lead to the development of even better and more efficient batteries in the future.

연구원들은 그들의 발명이 향후 더 좋고 효율적인 배터리를 개발하기를 희망합니다.