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Chalmers 공대, 차체에 전기 저장하는 탄소섬유 구조 전지 개발

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작성자 한국화학섬유협회 작성일21-04-13 18:31 조회429회

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화섬정보 4. 13

 

Advanced Energy & Sustainability Research 저널에 따르면, 스웨덴 Chalmers 공대 연구팀은 전기차의 차체 구조물과 배터리 기능을 동시에 수행하는 탄소섬유 구조 전지(Structural Battery)를 개발했다고 밝힘.

 

전기차의 1회 충전당 주행거리를 늘리기 위해선 배터리의 중량이 증가할 수 밖에 없는데, 경우에 따라 전기차 배터리팩의 중량은 전기차 중량의 20~25%까지 차지함. 반면, 구조 전지는 차량의 하중을 지지하면서 배터리의 무게를 상쇄하여 전기차의 중량을 크게 줄일 수 있음.

 

동 연구팀이 개발한 탄소섬유 구조 전지는 기존 출시된 구조 전지대비 10배 이상의 에너지 저장용량을 보유함. 연구팀에 따르면, 동 전지는 아직 리튬이온 배터리만큼의 에너지를 저장할 수는 없지만, 전기차 뿐만 아니라 스마트폰, 전기자전거, 가전제품 등 다양한 분야에 사용될 수 있음.

 

탄소섬유 구조 전지의 음극 전극은 탄소섬유가 사용되었고, 양극 전극은 리튬 철 인산염을 코팅한 알류미늄 호일로 만들어졌으며, 음극과 양극은 전해질 매트릭스의 역할을 하는 유리섬유 직물로 분리됨. 또한, 구조전지 3개가 합성 라미네이트 재료를 통해 직렬로 연결되어 있음. 연구팀에 따르면, 동 전지의 에너지 밀도는 24Wh/kg으로, 이는 동급 리튬이온 배터리의 20% 수준이지만, 25Gpa의 경도를 보유했기 때문에 다른 소재의 구조 전지대비 경쟁력이 월등할 것으로 예상됨.

 

연구팀 리더 Leif Asp 교수는 향후 전지의 양극에 사용됐던 알류미늄 호일을 탄소섬유로 전환하는 등의 연구를 통해 탄소섬유 구조 전지의 성능을 향상시킬 것이라고 밝혔으며, 그는 동 전지의 에너지 밀도와 경도가 각각 75Wh/kg, 75GPa까지 향상될 것으로 예상함. 또한, 그는 수년 내로 구조 전지를 전자기기에 적용하여 현재 중량의 절반 수준인 스마트폰, 노트북이 개발될 것이라 전망함. H

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자료: Composites Manufacturing Magazine

 

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