난연성 액체전해질 유래 계면막 구축과 열폭주 억제 기반 안전 전해질 설계

Flame-Retarding Liquid Electrolyte-Derived Interphase for Thermal Runaway Suppression

연구 내용

난연성 전해질에서 유래한 견고한 계면막을 형성하여 고니켈 기반 리튬이차전지의 열폭주 위험과 열화 경로를 억제하는 안전 전해질 연구

고니켈 기반 리튬이차전지와 리튬금속 셀에서는 고전압·고온 조건에서 전해질 가연성과 계면 열화가 결합되어 열폭주 위험이 커집니다. 연구에서는 불연성 또는 난연 특성을 갖는 탄산염계 전해질로 전환하고, 전해질 분해 부산물로부터 F·S 등 원소를 포함한 강건한 계면종을 생성하여 양극-전해질 및 음극-전해질 계면을 보호합니다. 이를 통해 리튬 덴드라이트 형성과 금속 용출을 억제하고, 고전압 운전에서 열적 안정성을 확보하는 방향으로 전해질 조성을 최적화합니다. 또한 난연성 액체전해질 유래 나노 계면막 구축 기술을 기반으로 안전성과 사이클 성능을 함께 평가합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

2019~2022년대의 고전압·계면 안정화 축적 이후, 2023년부터 난연성 액체전해질 유래 나노 계면막 구축 기술 개발을 중심으로 안전성 강화 연구를 진행했습니다. 동시에 난연 탄산염계 전해질 설계를 통해 열화와 가연성을 동시에 다루는 포뮬레이션 전략을 확립했습니다. 이후 2025년에는 고니켈 리튬이온 배터리에서 비가연성 탄산염 기반 조성으로 열폭주를 억제하는 방향으로 결과를 정리했습니다. 이어 고니켈 양극을 사용하는 리튬금속 셀에서는 플루오린·설퍼 계열 난연 전해질을 적용해 견고한 CEI/SEI 형성과 안전성 향상을 함께 확인했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

난연성 액체전해질 기반 전해질 설계
F·S 포함 계면종 생성 유도 기술
고니켈 양극 계면 열화 저감
리튬 덴드라이트 억제 기반 안전 운전
열폭주 억제용 전해질 포뮬레이션
난연성 전해질 유래 나노 계면막 구축
고온·고전압 내구성 강화 전략
금속 용출 저감 계면 보호 기술
안전성 평가용 셀 시험 프로토콜
차세대 고에너지 배터리 안전 모듈 설계