화학뉴스

국내 연구진이 세계 최고 수준 효율을 가진 용매를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 최남순 교수팀은 울산과학기술원(UNIST), 서울대, 고려대, 경상국립대 교수팀과 높은 충전 전압에서 LiB(리튬이온전지)의 효율과 에너지를 유지하는 전해액 조성 기술을 개발했다.
연구진은 구동할 수 있는 상한 전압 한계가 있는 기존 용매들과 달리 높은 충전 전압에서 안정적으로 사용 가능한 환형 설폰아마이드(Sulfonamide) 계열의 새로운 용매 TFSPP(1-(trifluoromethyl)sulfonyl)piperidine)를 합성하고 첨가제 기술과 접목해 현저하게 향상된 가역 효율(상온 200회 99.9%)을 달성했다. 
가역 효율은 사이클마다 전지의 방전용량을 충전용량으로 나누어 백분율로 나타낸 값으로 높을수록 배터리 용량 손실이 적은 것을 뜻한다.
연구진은 이온성 첨가제 2가지로 리튬 금속 음극에 형성된 보호층이 부피 변화를 견디도록 설계하고 전자 방출 경향성이 높은 첨가제로 양극 표면에 보호층을 형성해 구조 안정성을 향상했다.
또 TFSPP는 리튬 대비 4.4V 높은 충전 전압에서 다른 전해액보다 약 5% 향상된 75%의 방전용량 유지율을 나타내고 기존 용매보다 우수한 고전압 안정성으로 LiB 내부의 가스 발생을 억제했다.
삼화페인트는 2024년 2월 KAIST 최남순 교수팀과 민간수탁과제로 LiB용 전해액 첨가제 관련 연구를 진행했으며 다이알칸설포닐 이소솔바이드(Dialkanesulfonyl Isosorbide) 화합물, LiB 전해액, LiB 전해액 첨가제 관련 특허를 취득했다.
삼화페인트는 다이알칸설포닐 이소솔바이드 화합물의 염소 이온 농도를 줄임으로써 전기화학적 특성을 크게 향상시키고 고순도의 LiB 전해액 첨가제를 안정적으로 제조할 수 있도록 한 것으로 알려졌다.
다이알칸설포닐 이소솔바이드 화합물은 구조적 특성으로 4.3V 이상의 전압구간에서 산화 안정성이 확보된다는 장점이 있으며 현재 전해액 첨가제로 사용하는 VC(Vinylene Carbonate), FEC(Fluoroethylene Carbonate)와 유사한 성능을 보인 것이 확인됐다. (김진희 기자)