실릴에테르를 포함하는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

메톡시트리메틸실란의 불소 이온 소거 반응을 이용한 망간 용출 억제 전해액

본 기술은 메톡시트리메틸실란 등 실릴 에테르 화합물을 전해액 첨가제로 도입하여, 전해질 분해로 생기는 불소 이온(F-)을 친핵성 치환 반응으로 제거함으로써 LMO 양극의 금속 용출을 억제하고 계면 안정성을 높이는 기술입니다.

리튬 이차전지는 충방전 중 전해질이 분해되며 불소 이온(F-)이 생성되는 문제가 있었습니다. 이 불소 이온이 망간계 스피넬(LMO) 양극의 전이 금속을 부식·용해시켜 내부 저항을 높이고 사이클 수명을 급격히 단축시키는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 메톡시트리메틸실란(MTSi)을 전해액 중량 대비 0.1~1.0 wt%, 바람직하게는 0.25 wt% 농도로 첨가하여, Si-O 작용기가 불소 이온과 결합해 플루오르화 실란과 메탄올로 전환시키도록 구성됩니다. 이를 통해 양극 표면 크랙과 흑연 음극으로의 망간 석출이 억제되며, 저가형 LiMn2O4 양극을 채택한 전기이륜차 및 하이브리드 차량용 셀에 적용될 수 있어 망간계 소재의 고질적인 수명 약점을 첨가제 한 가지로 보완할 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 메톡시트리메틸실란 첨가제, 용매 및 리튬염을 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지용 전해액
• 전해액 중량 대비 0.1 내지 1.0 중량%로 함유되어 F-을 제거하는 메톡시트리메틸실란 첨가제
• F-과 친핵성 치환 반응을 일으켜 메탄올 및 플루오르화 실란을 생성하는 첨가제
• 양극과 음극 사이에 배치되는 전해질층과 조합되며 LiMn2O4 망간계 스피넬 활물질을 포함하는 양극

‍