설폰 기반 전해질 및 이를 포함하는 이차전지

탄소수 2 이상 설폰 공용매로 불소계 에테르 상용성을 확보한 저점도 난연 전해질

본 기술은 디메틸 설폰(DMS) 기반 전해질에 탄소수 2 이상의 설폰 용매를 섞어 하이드로플루오르에테르(HFE) 용매와의 혼합성을 개선하고, 전해질 점도를 낮추며 분리막 젖음성을 높인 전해질 시스템입니다.

설폰 기반 전해질은 흑연 음극과의 적합성이 낮고, 고농도 염을 쓰면 점도가 올라가 이온 전도도와 분리막 젖음성이 떨어지는 문제가 있었습니다. 한편 카보네이트계 전해질은 화재 위험이 크고 가연성 가스를 생성하는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 디메틸 설폰, 탄소수 2 이상의 알킬기를 가진 설폰 용매, 하이드로플루오르에테르 용매를 함께 포함하는 다성분계 전해질로 구성됩니다. 설폰 용매가 디메틸 설폰과 HFE의 용해를 매개해 이온 전도도를 유지하면서 점도를 20~70 mPa·s 수준으로 낮추고, 고온 저장 시에도 비가연성 가스가 발생하도록 유도합니다. 에너지저장장치, 밀집 배치되는 전기차 셀, 리튬·나트륨 이온 전지 등에 적용될 수 있어 카보네이트 용매를 대체하면서 열폭주 시 화재 확산 위험을 줄일 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 금속염, 디메틸 설폰, 화학식 R1R2SO2의 설폰 용매 및 하이드로플루오르에테르 용매를 포함하는 설폰 기반 전해질
• R1과 R2 중 적어도 하나의 탄소수가 2 이상이며 디메틸 설폰과 하이드로플루오르에테르의 용해 반응을 유도하는 설폰 용매
• 분리막에 대한 젖음성을 부여하고 상온 점도를 20 내지 70 mPa·s로 저하시키는 하이드로플루오르에테르 용매
• LiFSI, NaFSI, KFSI, LiTFSI, LiBF4, LiDFOB 중 선택되며 설폰계 용매와의 몰비가 2:1 내지 5:1 범위로 포함되는 금속염

‍