배터리는 주로 양극, 음극 및 전해질의 세 가지 구성 요소로 이루어져 있으며, 배터리가 충전되면 리튬 이온은 양극에서 흘러 나와 결정 구조와 전해액을 통해 음극에 도달하여 저장됩니다. 처리가 빨라지면 배터리가 충전됩니다. 속도가 빠릅니다.
새로운 전극 물질을 연구 할 때 연구자들은 종종 입자를 더 작게 만들려고 시도하지만 나노 입자가 들어있는 실제 배터리를 만드는 것은 어렵다. 전해질은 불필요한 화학 반응을 일으켜 배터리 수명이 길지 않고 최신 연구에 사용 된 탄탈륨 텅스텐 산화물은 인터 칼 레이션 된 리튬을 포획하지 않으며 다른 많은 전극 재료보다 크기가 크고 단단하고 개방 된 방전 구조를 가지고 있습니다.
케임브리지 대학의 박사후 과정 연구원 인 켄트 그리피스 (Kent Griffith)는 다음과 같이 설명했다 : '많은 배터리 재료는 동일한 2 ~ 3 개의 결정 구조를 기반으로하지만, 이러한 탄탈 텅스텐 산화물은 근본적으로 다르다. 기둥은 열린 상태로 유지되어 리튬 이온이 삼차원으로 통과 할 수있게되어 더 많은 리튬 이온이 더 빠르게 통과 할 수 있으며 리튬 이온이 산화물을 통과하는 속도가 전극 재료는 몇 배나 더 높습니다. '
Griffith는 "많은 나노 입자 구조는 여러 단계의 합성이 필요하지만 제조가 쉽고 화학 물질이나 용매를 추가로 필요로하지 않는다"고 Griffith는 말한다. '
현재 리튬 이온 전지의 음극은 대부분 흑연으로 만들어져 있으며 흑연은 높은 에너지 밀도를 가지고 있지만 높은 속도로 충전되면 '수지상 (dendritic)'이라 불리는 가느 다란 리튬 금속 섬유가 형성되어 단락이 발생하기 쉽습니다. 배터리가 발화하여 폭발 할 수도 있습니다.
Griffiths는 다음과 같이 말했습니다 : "고속 애플리케이션에서 안전성은 다른 운영 환경보다 중요합니다. 안전한 흑연 대체물을 필요로하는 급속 충전 애플리케이션의 경우, 이들 및 기타 유사한 물질이 확실히 주목받을 가치가 있습니다. '