이를 통해 불이 잘 붙지 않는 난연 특성의 개선과 동시에, 이차전지 성능도 개선된 불소화황산화물계 첨가제의 성능을 검증했다.
그 결과, 기존 난연 첨가제를 적용한 전해액과 비교해 난연 특성은 2.3배, 이차전지의 성능은 160% 향상된 우수한 결과를 확인했다.
연구진은 불소화황산화물계 난연제 적용 시 전극과 전해질 사이의 계면반응이 최소화되어, 계면 저항이 크게 감소했다고 설명했다.
아울러, 본 첨가제 적용에 따라 전극에서 리튬 이차전지의 수명을 해치는 이유에 대해서도 함께 제시하는 등 불소화황산화물계 첨가제의 특성을 다양한 실험과 메커니즘 연구로 규명했다.
또한, 이번 불소화황산물화계 난연 첨가제는 기존의 리튬 이차전지 생산 공정에서 별도 공정변화 없이 개발한 첨가제를 소량만 첨가해도 활용할 수 있어 상용화가 쉽다는 장점이 있다.
본 성과는 재료, 화학 분야의 세계적인 학술지로 영국 왕립화학회가 발행하는‘재료화학저널A’최신호에 게재되어 우수성을 입증받았다.
ETRI 오지민 지능형센서연구실 선임연구원은“기존 인산계 첨가제의 한계를 극복하고 새로운 난연 첨가제 연구를 통해 안전한 리튬 이차전지를 구현하고 싶었다. 향후 불소화황산화물계 난연 첨가제 상용화 및 이를 통한 소재·부품·장비 기술자립화에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
ETRI 연구진은 향후 이번 연구를 통해 개발된 난연 첨가제 소재를 리튬 전이금속 산화물 양극-리튬금속 음극 적용에서 나아가 흑연 전극 및 실리콘 전극의 음극 소재로 적용하는 연구를 진행할 예정이다.
본 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단 국가핵심소재연구단의“리튬이차전지용 고성능 다기능 전해질 및 첨가제 특성 향상기술 개발”과제 지원으로 수행되었다.
ETRI를 중심으로 울산과학기술원, ㈜엔켐 등이 참여해 성과를 이뤄냈다. <보도자료 본문 끝>