약한 용매화·첨가제 기반 전해질 설계로 리튬전지 고전압·광범위 온도 안정성 확보 연구

Solvation-controlled electrolyte design with additives for stable operation of lithium batteries under high voltage and wide temperature range

연구 내용

부분·약한 용매화와 전해질 첨가제의 국소 환경을 제어하여 리튬금속 전지 및 고전압 양극에서 전해질 분해를 억제하고 안정적인 충·방전을 달성하는 연구

리튬금속 및 고전압 리튬이온 시스템에서 전해질 분해와 계면 열화가 성능을 제한하는 문제를 다룹니다. 전해질의 국소 용매화 환경을 제어해 부분·약한 용매화 상태를 만들고, 설폰아마이드 기반 용매 및 전기화학 활성 첨가제를 설계하여 이온 수송과 계면 안정성을 동시에 확보합니다. 또한 LiF-rich 고체-전해질 계면을 형성하는 조성 조합과 HF 소거 전략을 통해 CEI/SEI의 구조 붕괴와 코발트 용출을 완화하는 방향으로 전해질 레시피를 최적화합니다.

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연구 흐름

초기 연구에서는 리튬금속 전지의 광범위 온도 안정 운전을 목표로, 전해질의 국소 환경을 조절해 부분·약한 용매화가 형성되도록 설계하는 접근을 수행했습니다. 이후 고전압 구동에서 계면 분해를 억제하기 위해 설폰아마이드 기반 용매와 전기화학 활성 첨가제를 조합하여 전해질 반응성을 제어하는 방향으로 확장했습니다. 동시에 LiCoO2 기반 고전압 리튬이온 셀에서는 LiF-rich SEI/CEI 형성과 PF5 안정화, HF scavenging을 동시에 유도하는 전해질 조성 전략을 정교화하여 고전압 운용 한계를 평가했습니다.

활용 가능성

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

광범위 온도 리튬금속전지 전해질 조성
고전압 양극용 LiF-rich CEI 형성 전해질
부분·약한 용매화 설계 원천기술
설폰아마이드 기반 용매 안정화 조합
HF 소거형 인터페이스 조성제
고전압 구동 전해질 분해 억제 레시피
고이온전도 SEI/CEI 형성 조성
무양극 전지용 전해질 안정성 기준
전해질-전극 상호작용 예측 프레임
액상 전해질 공정 변수 최적화 지침