소식

May 04, 2023

배터리 재료

전기 자동차 소비자는 주행 거리 증가와 빠른 충전을 원합니다.

전기 자동차 소비자는 도로로 빠르게 복귀하기 위해 더 넓은 주행 거리와 빠른 충전을 원합니다. 무게와 부피에 비해 더 많은 에너지를 저장하고 더 높은 충전율을 수용하면 재료 성능, 안정성 및 안전성에 대한 요구 사항이 높아집니다. EV 채택이 확대되면 공급망을 따라 자재 활용도가 향상되어야 합니다.

META는 이러한 모든 과제를 해결하기 위해 새로운 배터리 소재와 제조 기술을 개발하고 있습니다.엔코어™ 독점 PLASMAfusion® 고속 진공 코팅 기술로 제작된 고분자 복합 집전체는 무게를 크게 줄이는 동시에 퓨즈와 같은 안전 기능을 추가합니다. NPORE® 세라믹 세퍼레이터는 1% 미만의 열 수축을 통해 안전성을 높이고 우수한 전기화학적 성능을 제공합니다.

집전체는 리튬이온전지의 필수 부품으로 양극은 알루미늄(Al), 음극은 구리(Cu)박으로 구성된다. 전체적으로 집전체는 전체 배터리 셀 질량의 약 15%를 차지하며 배터리 용량에 적극적으로 기여하지 않습니다. Al은 밀도가 2.70g/cm3으로 낮은 반면, Cu는 8.96g/cm3로 훨씬 무거워서 Cu 포일 집전체가 일반적인 리튬 이온 배터리 중량의 10% 이상을 차지합니다.

각 면에 Cu의 얇은 층(150-250nm)으로 코팅되고 전도성을 통과하기 위한 금속 브리지가 내장된 PET/PEN 플라스틱 기판은 구리 호일과 동일한 기능과 비용을 약속하는 동시에 여러 가지 이점을 제공합니다. 무게는 최대 85%까지 줄어들고 두께가 줄어들면 더 많은 활성 물질이 가능해 에너지와 출력 밀도가 높아집니다. 열폭주 시 플라스틱이 녹아 배터리 자체 점화를 지연시켜 안전성을 높인다. 구리 함량이 낮을수록 배터리 생산에 필요한 에너지 투입이 줄어들고 재활용이 향상됩니다.

NPORE®는 세계 최초의 유연하고 독립된 리튬 이온 배터리용 세라믹 나노다공성 멤브레인 분리막입니다. NPORE® 분리막은 플라스틱 기판을 사용하지 않고 현재 및 차세대 리튬 이온 배터리에 탁월한 기능성과 뛰어난 내열성을 제공합니다.

NPORE® 기능은 다음과 같습니다:

분리막과 집전체(CC)는 모든 리튬이온 배터리(LIB)의 기본 구성 요소 중 일부를 구성합니다. 전기화학의 동역학에 직접적으로 참여하지는 않지만 이러한 수동 구성 요소는 셀의 안전성, 성능, 수명, 무게 및 부피를 결정하는 주요 요소입니다. 기능이 부정적인 영향을 받지 않는 범위 내에서 무게나 부피를 줄이면 셀의 중량 또는 부피 에너지와 전력 밀도를 직접적으로 향상시킬 수 있습니다. 아래 프레젠테이션에서는 두 가지 차세대 스마트 수동 부품, 즉 금속-고분자 복합 CC(NCORE™)와 나노다공성 세라믹을 활용하여 다양한 크기와 화학 물질의 LIB의 안전성과 성능을 향상시키는 새로운 접근 방식을 제시합니다. 분리기(NPORE®). NCORE™는 6μm 두께의 폴리머 기판에 얇은(250nm) 구리(Cu) 금속층을 양면에 코팅하여 제작되었습니다. 이 금속화 공정에서는 고밀도 Cu 요소(브리지)도 기판 내에 내장됩니다. 결과 재료는 면내 및 면외 방향 모두에서 증가된 전도성을 나타냅니다. 스마트 퓨즈 역할을 하는 NCORE™는 내부 온도가 250°C를 초과할 때 셀에서 소화하기 매우 어려운 위험한 화재로 이어질 수 있는 열 폭주를 유발하는 추가적인 돌입 전류를 방지합니다. NCORE™는 일반적인 CC에 포함된 Cu를 최대 90%까지 제거하여 배터리 무게를 줄이고 성능과 재활용성을 향상시킵니다. NPORE®는 용융 및 수축에 대한 저항성이 매우 높은 독점적이고 견고한 나노다공성 세라믹 분리막입니다. 수상돌기나 기타 결함으로 인해 전극 간 내부 단락이 발생할 경우 NPORE®는 결함 위치에서 수축되지 않아 단락으로 인한 열이 열 폭주로 전파되는 것을 억제합니다. NCORE™와 NPORE®의 조합은 광범위한 화학 물질 및 폼 팩터의 LIB를 위한 혁신적인 안전 솔루션을 제공합니다.