불소염을 포함하는 비수계 전해액 및 이를 포함하는 전기화학 소자

미량 불화나트륨 첨가로 알루미늄 집전체 부식을 막는 이미드염 전해액

본 기술은 리튬 이미드염 기반 전해액에 NaF와 같은 불소염(MFx)을 소량 첨가해 전해액 내에 불소 음이온(F-)을 만들어 냄으로써, 고전압·고온 환경에서 집전체와 외장재 등 금속 재료의 산화 부식을 억제하는 기술입니다.

기존 리튬 이미드염(LiN(SO2F)2 등)은 LiPF6와 달리 불소 이온을 생성하지 않아, 고전압·고온·과충전 같은 가혹 조건에서 알루미늄 양극 집전체를 부식시키는 문제가 있었습니다. 그 결과 자가 방전, 용량 감소, 내부 저항 증가 등 전지 성능이 열화되는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 EC와 DMC 등 비수계 유기용매에 리튬 이미드염을 녹이고 0.007~0.1 중량% 범위의 NaF 등 불소염을 첨가제로 넣어 알루미늄 집전체의 내산화성을 높이도록 구성됩니다. 고전압 양극을 채택한 전기차용 셀과 고온 환경에 놓이는 ESS 모듈의 전해액 설계에 적용될 수 있어 이미드염 전해액의 활용 폭을 집전체 부식 우려 없이 넓힐 수 있습니다.

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Key Features:

• 전해액의 리튬 공급원으로 포함되며 LiN(CxF2x+1SO2)(CxF2x+1SO2)로 표시되고 x가 0 이상의 정수인 이미드염
• 에틸렌카보네이트와 디메틸카보네이트를 3:7의 부피비로 포함하여 리튬 이미드염을 용해시키는 비수계 유기용매
• 전해액 총량을 기준으로 0.007 내지 0.1 중량% 범위로 비수계 이미드염 전해액에 함유되는 NaF 첨가제
• 양극과 음극 사이에 비수계 이미드염 전해액을 포함하여 이차 전지로 구성되는 전기화학 소자

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