리튬금속전지용 음극 상에 보호 층을 제조하는 방법 및 그에 따라 제조된 리튬금속전지용 음극

액상 가교 단량체 인시튜 광·열 중합으로 형성한 리튬금속 음극 인공 SEI

본 기술은 리튬 음극 표면에 액상 단량체 상태의 가교성 물질을 바로 도포하고 빛이나 열을 가해 리튬 위에서 중합 반응을 일으킴으로써, 이온 전도성을 지닌 얇은 고분자 보호막(인공 SEI)을 형성하는 기술입니다.

리튬 금속을 음극으로 쓰면 충방전 중 부피 변화로 계면층(SEI)이 무너지고, 그 결과 전해질이 계속 분해되며 수지상 결정이 자라 전지의 안정성과 수명이 떨어지는 문제가 있었습니다.

본 기술은 불소계 성분을 포함한 PEGDA 등 액상 가교성 단량체를 리튬 표면에 도포한 뒤 60~200℃의 열 또는 365nm 광으로 중합시켜, 리튬과의 반응으로 LiF 층이 생기는 동시에 고분자 막이 형성되도록 구성됩니다. 고에너지 리튬금속전지와 드론·UAM용 경량 고용량 셀의 음극 보호 공정에 적용될 수 있어, 별도 코팅 설비 없이 간단한 도포와 경화만으로 내부 저항 상승을 억제하며 덴드라이트 발생을 늦출 수 있습니다.

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Key Features:

• 리튬 음극 보호 층을 형성하기 위해 액상 단량체 형태의 가교성 물질을 준비하는 단계
• 준비한 액상 단량체 형태의 가교성 물질을 리튬 음극 표면에 직접 도포하는 단계
• 60~200도의 열 또는 365 nm 파장의 광을 인가하여 가교성 물질을 중합시켜 보호 층을 형성하는 단계
• 불소계열 기반 물질을 포함하며 중합 전환율이 50~80% 범위가 되는 양으로 제공되는 액상 poly(ethylene glycol) dimethacrylate 가교성 물질

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