충전식 배터리물을 전해질로 사용하는 배터리를 수성 배터리라고 합니다. 유기 용액을 전해질로 사용하는 2차 배터리에 비해 이러한 배터리는 제조가 더 간단할 뿐만 아니라 안전성, 경제성, 뛰어난 고전류 방전 성능과 같은 여러 가지 장점을 제공합니다.- 이러한 특성을 고려할 때 수성 배터리는 대규모 에너지 저장 시스템 및 전기 자동차용 전원 공급 장치 개발에 큰 잠재력을 보여주었습니다.{3}}
1994년 Dahn 등의 연구팀은 Science 저널에 수용액을 전해질로 사용한 리튬{2}}이온 배터리를 처음 발표했습니다. 이 배터리의 양극 재료는 LiMn2O4이고, 음극은 VO2이며, 사용된 전해질은 중성 Li2SO4 용액입니다. 이 배터리의 평균 작동 전압은 약 1.5V이고 이론적 비에너지는 75Wh/kg이며 실제 응용 분야에서는 40Wh/kg에 가깝습니다. 이 값은 납{14}}납산 배터리(약 30Wh/kg)를 초과하고 니켈{16}}카드뮴 배터리와 비슷하지만 주기 안정성은 상대적으로 낮습니다.
이후 2000년 일본의 Toki 팀은 LiV3Og를 음극 물질로, LiNiO10.81CO0.19O2를 양극 물질로 사용하고 Li도 사용하는 또 다른 수성 리튬{1}}이온 배터리 설계를 보고했습니다.2그래서4전해질로서의 용액.
2006년 중국과학원 물리학연구소 Chen Liquan 연구원이 이끄는 연구 그룹은 TiPO₄와 LiT²(PO₃)₃를 음극으로, LiMnO₄를 양극으로, LiNO₃ 용액을 전해질로 사용하는 수성 리튬{1}}이온 배터리를 보고했습니다.
2007년에는 푸단대학교 Wu Yuping 교수 연구팀도 LiV를 이용한 수성-기반 리튬-이온 배터리를 발표했습니다.O음극으로는 LiMnO4양극으로는 LINO, 전해액으로는 LINO를 사용합니다.
2007년에는 푸단대학교 Wu Yuping 교수 연구팀도 LiV를 이용한 수성-기반 리튬-이온 배터리를 발표했습니다.O음극으로는 LiMnO4양극으로는 LINO, 전해액으로는 LINO를 사용합니다.
그 이후로 학계에서는 양극 및 음극 재료의 반응 메커니즘을 기반으로 수성 전해질을 기반으로 하는 여러 리튬{0}}이온 배터리 시스템에 대한 광범위한 연구를 수행해 왔습니다.
이러한 시스템은 양극과 음극 모두에서 리튬 이온을 활성 물질로 삽입할 수 있는 화합물을 사용하는 것이 특징입니다. 충전-주기 동안 리튬 이온은 두 전극 사이를 가역적으로 이동하여 에너지를 저장하고 방출할 수 있습니다. 현재 수성 리튬{3}}이온 배터리 기술은 개발 과정에서 여러 가지 장애물에 직면해 있습니다. 유기 전해질에 비해, 수성 배터리 전해질 시스템에서 이온 삽입 화합물이 경험하는 화학적 및 전기화학적 변화는 더 복잡하여 전극 재료와 물 또는 산소 사이의 상호 작용, 양성자와 금속 이온의 공동 삽입, 수소/산소 방출 과정, 물에서 전극 재료의 용해를 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 부반응을 쉽게 유발합니다.
