1,1-디에톡시에탄 및 1,2-디메톡시에탄(DME)을 포함하는 리튬-황 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬-황 전지

DEE-DME 혼합 에테르 용매 기반 셔틀 억제형 리튬-황 전해질

본 기술은 리튬-황 전지의 음극 안정성을 높이고 폴리설파이드(PS) 셔틀 현상을 억제하기 위해 기존 다이옥솔란(DOL)을 대체하거나 함께 쓰는 용매로 1,1-디에톡시에탄(DEE)을 도입하는 기술입니다. DEE를 DME와 20:80~80:20 부피비로 조합하여 최적화된 SEI 층을 형성합니다.

리튬-황 전지는 황 양극의 전기 전도도가 낮고 폴리설파이드가 전해질에 용해되어 셔틀 반응을 일으키면서 활물질이 손실되는 문제가 있었습니다. 게다가 기존 전해질 환경에서는 리튬 음극 계면이 불안정해 수지상 성장과 기생 반응이 발생하고 사이클 수명이 짧다는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 DEE와 DME를 20:80~80:20 부피비로 혼합한 전해질 조성으로 구성됩니다. DEE의 구조적 특성 덕분에 음극 표면에는 Li2O 함량이 낮고 탄소·불소 기반 종이 풍부한 내구성 높은 SEI 층이 형성되며, 전해질 점도가 조절되어 폴리설파이드 이동이 억제되고 리튬 음극의 기생 반응이 방지됩니다. 장거리 드론, 고고도 무인기, 우주·항공용 경량 리튬-황 셀에 적용될 수 있어 DEE 비율만 조정하는 간단한 설계로 점도와 이온전도도 사이의 균형점을 용도별로 맞출 수 있습니다.

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Key Features:

• 1,1-디에톡시에탄(DEE)과 1,2-디메톡시에탄(DME)을 20:80 ~ 80:20의 부피비율로 함께 포함하는 리튬-황 전지용 전해질
• 0.1 M 내지 5 M의 몰농도로 전해질에 더 포함되는 LiN(CF3SO2)2 등의 리튬염
• DOL-DME 전해질 대비 Li2O 함량이 감소하고 RCO3- 함량과 C-C 결합 비율이 증가하도록 형성되는 SEI 층
• 황 원소 및 황 화합물 중 1종 이상을 함유하는 양극 활물질과 리튬 금속 음극을 포함하는 리튬-황 전지

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