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나노복합체 전극재료로 제작된 박막 리튬-기초배터리와 전기변색소자

전문가 제언: ○ 리튬이온전지는 가한 전기장에 의해 투과율이 변하는 전기변색특성을 가진 플러스전극과 마이너스전극으로도 조립될 수 있다. 결국 리튬이온전지는 창과 그 밖의 유리 끼우기, 조명과 디스플레이, 광통신시스템, 건축재료, 분석기구, 소비재 등과 같은 전기변색소자들로도 응용이 가능하게 되었다.

○ 전기변색 리튬이온전지는 화학적으로 반응성전극들 간에 리튬 염 전해질을 포함하는 리튬이온 배터리전지와 유사성을 가진다. 그러나 배터리전지는 투명하지 않아도 되지만 전기변색 유리창과 다른 소자들은 적어도 표백된 상에서 광에 대해 어느 정도 투과성이 있어야 한다.

○ 최첨단 전기변색소자들은 두 개의 전기변색재료들을 이용한다. 하나는 음극인 마이너스전극으로 이는 환원에 의해 무색 표백된 상태로부터 착색된 어두운 상태로 변한다. 반면에 다른 것은 양극인 플러스전극으로 산화에 의해 음극과 동일한 변색을 나타냈다.

○ 마이너스전극에서 작업전기변색 재료의 환원과 플러스전극에서 상대전기변색 재료의 산화는 한 전극으로부터 다른 전극으로 전자가 이동하는 전자펌프로 작동하는 외부전원에 의해 강제로 일어나게 한다. 전압극성의 반전은 마이너스전극 재료와 플러스전극 재료 모두를 착색에서 재-탈색으로 되돌아가게 한다.

○ 마이너스음극에 유용한 전기변색재료의 예는 WO3이고, 플러스 전극에 적당한 전기변색재료의 예는 LiNiO2, LiMnO 및 LiFeO2는 물론 Ni, Mn, Co, Mo, Fe, V 등의 산화물들이다. LiPON은 리튬이온 전기변색소자에서 사용될 수 있는 많은 리튬이온 전해질들 중의 하나이다.

○ 나노복합체 전극재료로 제작된 박막 리튬-기초배터리와 전기변색소자는 작용메커니즘에 따라 회로에 전자가 흐르게 하는 배터리와 외부전원을 가하면 유용한 전기변색소자가 되는 상보적인 유사성을 갖는다. 더욱 개선과 개발된 나노복합체 재료의 배터리와 전기변색소자는 전기적, 광학적, 광-통신소자들, 건축재료 등 산업발전에 필수적인 재료들이다.

저자: MID-WEST RESEARCH INSTITUTE
자료유형: 특허정보