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리튬이온전지 전해질의 종류와 특성 소개

2021-04-07

전해질은 리튬 이온 배터리의 중요한 부분이자 리튬 이온 배터리의 "혈액"입니다. 리튬이온전지의 작동과정에서 Li + 를 전달 하는 매개체 로 유기용매, 전해질 리튬염, 첨가제 등으로 구성되어 있다.

전해질 리튬염은 전해질의 핵심 구성 요소이며 물리적, 화학적 특성은 전해질의 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 리튬 염에서 음이온의 다른 중심 원자에 따라 일반적인 리튬 염은 다음 범주로 나눌 수 있습니다.

1. P를 중심 원자로 하는 인계 리튬염: LiPF 6 은 대표적인 인계 리튬염이다. 분자 구조에서 P 중심 원자는 전기를 끌어당기는 6개의 F 원자와 공유적으로 연결되어 P 중심 원자 전하 분산을 크게 만들고 Li + 는 쉽게 해리됩니다.

LiPF 6 기반 전해질은 이온 전도도, SEI 막 형성 및 알루미늄 집전체의 부동태화 측면에서 전체 성능이 가장 우수합니다. 단점은 염이 열 안정성이 좋지 않고 분해 반응이 일어나기 쉽다는 것입니다. 주변 온도가 60°C를 초과하면 염분이 크게 분해되어 유독성 가스인 HF를 방출합니다 [1] .

2. B를 중심으로 하는 붕소계 리튬염: 붕소계 리튬염은 주로 사불화붕산리튬(LiBF 4 ), 디플루오로옥살산리튬(LiDFOB) 및 붕산수소산리튬(LiBOB)을 포함한다. 이러한 유형의 리튬 염 Li + 는 해리되기 어려우므로 해당 전해질의 이온 전도도가 상대적으로 낮습니다. 그 중 LiBOB는 음극에서 환원되기 쉽고, 전해질에서 단독으로 사용하는 경우 음극에 과도한 피막을 형성하기 쉽고;

3. N을 중심 원자로 하는 리튬 이미드 염: 리튬 이미드 염은 주로 리튬 비스플루오로설폰이미드(LiFSI),

리튬 비스((트리플루오로메틸)술포닐)아자나이드 (LiTFSI) 및 이들 염의 유도체. 이러한 유형의 리튬 염에서 이러한 유형의 리튬 염의 N 원자는 2개의 전기적으로 끌어당기는 설포닐 그룹에 연결되고 N 원자의 전하는 충분히 비편재화됩니다. 따라서 전해질은 LiPF 6 기반 전해질에 필적하는 이온 전도도를 나타낸다. 또한 이들 염의 열분해 온도는 200℃ 이상으로 LiPF 6 을 대체할 새로운 리튬염의 유망한 형태로 여겨진다. [2] .

과염소산칼륨(LiClO4) 및 육 불화비소산리튬(LiAsF6)과 같은 기타 리튬염 은 주요 숨겨진 위험으로 인해 실험 연구로 제한됩니다. 이 중 LiClO 4 의 Cl 원소 는 산화 상태가 가장 높아 폭발의 위험이 있는 반면, LiAsF 6 은 환원된 생성물인 삼산화비소는 발암성이 높다.

참고 문헌

[1] Li Qianhui, Zhang Ya, Zheng Dandan 등 리튬 bisfluoroxanthimide의 성능과 리튬 이온 배터리의 응용 [J]. 허난 화학 산업, 2020(37): 10-13.

[2] 쩡솽웨이. 리튬 Bisfluorosulfonimide의 합성 및 알루미늄 호일에 대한 전해질의 부식 성능 연구 [D]. 란저우: 란저우 공과대학, 2020:4-5.

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