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Toyota 토요타, 리튬이온 관찰방법 세계최초 개발..배터리 성능 향상 기여
등록 2016-12-01 11:39
[사진] 토요타, 리튬이온배터리 관찰방법


토요타가 리튬이온배터리 관찰방법을 세계 최초로 개발했다.

1일 토요타는 리튬이온배터리의 관찰방법을 세계최초로 개발했다고 전했다. 이번 관찰 방법은 토요타중앙연구소, 일본자동차부품종합연구소 및 홋카이도대학, 토호쿠대학, 쿄토대학, 리츠메이칸대학 등 4개 대학과 공동으로 개발됐으며, 이를 통해 전기차 항속 거리와 배터리 성능 향상 등에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

플러그인 하이브리드 자동차(PHV)나 전기자동차(EV)에 탑재되는 리튬이온전지는 리튬이온이 양극과 음극을 오가며 전기를 일으키는데, 이 때 발생할 수 있는 리튬이온의 편향은 배터리의 성능 저하 원인 중 하나로 꼽힌다. 기존 방법으로는 실제 사용과 동일한 환경에서 리튬이온의 움직임을 확인하는 것이 불가능했다.

토요타는 배터리 충/방전 시 전해액 내의 리튬이온의 움직임을 가시화해 실시간으로 관찰하는 방법을 개발함으로써 탑재 차량의 항속 거리와 배터리 수명 연장에 도움을 주는 배터리 성능·내구성을 향상시킬 수 있는 연구개발 지침을 얻었다고 설명했다.

토요타가 개발한 계측방법은 먼저 토요타빔라인이 X-레이 장비에서 생성되는 것보다 10억배 강력한 고강도 X-레이를 생성, 이를 통해 고해상도 및 고속 계측이 가능하다.

이와 함께, 기존에 사용되던 인을 포함한 전해질이 아닌, 중원소를 포함한 전해질을 대신 사용한다. 중원소는 인에 비해 X-레이를 덜 투과시키는 성질이 있어 X-레이 투과 후 찍힌 이미지 상 그림자의 농도가 더 강해지는데, 이를 통해 전해질 안에서 중원소와 결합하는 리튬이온의 편향 움직임을 관찰할 수 있다.

토요타는 “이런 방법으로 실제 배터리가 사용되는 환경과 조건 하에서 배터리 충/방전 과정 중 일어나는 리튬이온 편차의 과정을 실시간으로 관찰 할 수 있게 됐다”고 설명했다.

향후 토요타는 배터리 제어 안에서의 차이뿐만 아니라, 양음극, 격리판, 전해질의 재료·구조 안에서의 차이로 인해 발생하는 리튬이온의 움직임을 관찰할 예정이며, 배터리 성능을 저하시키는 메커니즘을 해석해 배터리의 성능·내구성을 향상시킬 수 있는 연구개발로 연결해 나갈 계획이다.

데일리카 김송이 기자   sykim@dailycar.co.kr

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