KR102557285B1 - 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬염 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)을 포함하는 리튬 금속 전지용 전해액으로, 상기 리튬염은 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 5 내지 70 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속에 관한 것이다.

Description

수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지{High concentration electrolyte for lithium metal battery, and lithium secondary battery comprising same}
본 발명은 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지에 관한 것이다.
전지는 산화-환원 반응을 이용해 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이며, 충전 및 방전을 통한 재사용 가능 여부에 따라 일차전지(Primary Battery)와 이차전지(Rechargeable Battery)로 구분할 수 있다. 일차전지는 비가역적 화학반응을 하여, 방전한 뒤에 충전을 통해서 본래의 상태로 되돌릴 수 없어 재사용이 불가능한 전지이고 이차전지는 가역적 화학반응을 하여, 방전한 뒤에 충전을 통해서 본래의 상태로 되돌릴 수 있어 충전을 통해 반복적으로 재사용이 가능한 전지이다.
납축전지, 니켈-카드늄 전지, 및 리륨 이차전지 등이 이차전지에 속한다. 이중 리튬 이차전지는 리튬이온이 양극 및 음극에서 삽입 및 탈리 될 때 산화-환원 반응이 일어나 전기에너지가 생성되며, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 고분자 전해액을 첨가하여 리튬이온의 원활한 이동을 가능하게 한다. 또한, 리튬 이차전지의 양극 및 음극으로 사용되는 물질은 가역적으로 리튬이온의 삽입 및 탈리가 가능해야 한다.
오늘날, 배터리의 수요처가 스마트폰, 및 노트북 등과 같은 소형 IT 기기에서 전기차, 에너지저장장치(ESS), 및 전동장비 등으로 확대됨에 따라 고용량 및 고에너지밀도의 배터리가 요구되고 있다. 상용화된 리튬이온 배터리는 상대적으로 낮은 에너지 밀도로 인해, 고에너지 저장을 할 수 없어 전기차, 에너지 저장장치(ESS), 및 전동장비 등의 배터리로 사용되기 어려운 문제가 있다. 고에너지 저장을 할 수 없는 문제를 해결하기 위해, 일반적으로 리튬이온 전지의 음극 소재로 사용하는 탄소성 물질 대신, 탄소성 물질보다 매우 높은 에너지 용량을 가질 수 있는 리튬 금속을 전지의 음극 소재로 사용하는 것이 제안되고 있다.
음극 소재로 리튬 금속을 사용한 리튬 금속 전지에 종래 기술의 전해질을 첨가하면, 충방전 과정에서 리튬 덴드라이트(리튬 금속 전극 표면의 불균일한 전류 분포로 인해 특정 부위에만 리튬이 증착되어 수지상 석출물)가 형성되어 상업화 수준으로 작동이 어려운 문제가 있다. 상기 리튬 덴드라이트로 인하여 전류 단락(short circuit)이 발생 될 수 있으며, 전류 단락의 발생으로 인하여 전지의 성능이 퇴화할 수 있을 뿐만 아니라, 전지가 폭발할 수 있는 문제가 있다. 리튬 금속 전지의 성능 저하 해결 및 전지의 안전성 확보가 필요하다.
고농도 전해질을 리튬 금속 전지의 전해질로 사용할 경우, 리튬 덴드라이트 생성을 억제할 수 있지만, 고농도로 인하여 전해질의 점성도가 증가하여 이온전도도가 저하되어 전지의 출력 성능이 심각하게 저하되는 문제가 있다. 또한, 양극 전극과 전해질 사이에 원치 않는 부반응(side reaction)이 발생할 수 있는 문제가 있다. 또한, 고농도 전해질 사용은 리튬 금속 전지의 제조 원가 상승으로 이어져, 리튬 금속 전지 상용화의 어려움을 더욱 가중하는 문제가 있다. 따라서 리튬 금속 전지의 상업화를 위해서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-2014-0112597호가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2014-0112597호 (2014.09.24.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 리튬 금속을 전지의 음극 소재로 사용하여, 고에너지를 저장할 수 있으며, 종래의 기술 보다 더욱 우수한 물리적 성능과 안정성을 나타내어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상 될 수 있는 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 리튬염 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)을 포함하는 리튬 금속 전지용 전해액으로, 상기 리튬염은 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 5 내지 70 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 0 또는 자연수), LiCl, LiI, LiSCN, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2, 및 LiP(C2O4)3로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 3 mS/㎝ 이상의 이온전도도 및 0.5 이상의 리튬이온 전달 상수를 가지는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 0.5 내지 5 cP의 점도를 가지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지에 관한 것으로, 상기 리튬 금속 전지는 상기 리튬 금속 전지용 전해액; 양극; 음극 및 분리막; 을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액은 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)에 리튬염을 적정한 농도로 첨가함에 따라, 양극 전극과 전해질 사이에 원치 않는 부반응(side reaction) 발생이 감소 되어 전지의 양극을 보호할 수 있으며, 리튬 덴드라이트(dendrite)의 형성이 감소 되어 전지의 음극을 보호할 수 있다. 또한, 추가적인 첨가제 없이 양극 및 음극에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface, SEI) 층을 형성할 수 있다. 또한, 이에 따라 전지의 안전성이 더욱 우수하게 강화되고, 전지의 물리적 성능과 안정성이 더욱 우수하게 증가 되어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 충방전 100주기 사이클에 따른 효율성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극 표면과 횡단면을 관찰한 이미지로, 표면(a 및 e)은 광학 이미지로 나타내었고 횡단면(b 내지 d 및 f 내지 h)은 주사현미경 이미지로 나타내었다.
도 3은 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액의 라만 스펙트럼(Raman spectrum) 그래프이다.
도 4는 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액의 선형 스위프 전압전류법(linear sweep voltammetry, LSV) 그래프이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극의 X-선 광전자 분광(X-Ray photo electron spectroscopy, XPS) 그래프이다.
도 6은 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 충방전 200주기 사이클에 따른 방전 용량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극의 전기화학적 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS) 그래프이다. ((a)는 등가회로도 이다.)
이하 본 발명에 따른 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
리튬 금속 전지를 상업화 수준으로 작동시키기 위해서는 고농도 전해질 사용이 필요하나, 고농도 전해질을 리튬 금속 전지의 전해질로 사용할 경우, 고농도로 인하여 전해질의 점성도가 증가하여 이온전도도가 저하되어 전지의 출력 성능이 심각하게 저하되는 문제가 있다. 또한, 양극 전극과 고농도 전해질 사이에 원치 않는 부반응(side reaction)이 발생할 수 있는 문제가 있다. 또한, 고농도 전해질 사용은 리튬 금속 전지의 제조 원가 상승으로 이어져, 리튬 금속 전지 상용화의 어려움을 더욱 가중하는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 리튬 금속 전지에 고농도의 전해질을 사용하지 않고도 리튬 덴드라이트 형성 억제가 가능하며, 우수한 물리적 성능과 높은 안전성을 나타내어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상될 수 있는 리튬 금속 전지용 전해액을 개발하기 위하여 거듭 연구한 끝에, 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)에 리튬염을 적정한 농도로 첨가할 경우 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
구체적으로, 본 발명의 일 예에 따른 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액은 리튬염 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)을 포함하는 리튬 금속 전지용 전해액으로, 상기 리튬염은 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 5 내지 70 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 리튬염 10 내지 60 중량부, 더욱 좋게는 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 리튬염 20 내지 50 중량부로 첨가할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액은 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)에 리튬염을 전술한 바와 같이 첨가하여 제조함에 따라 양극 전극과 전해질 사이에 원치 않는 부반응(side reaction) 발생이 감소 되어 전지의 양극을 보호할 수 있으며, 리튬 덴드라이트(dendrite)의 형성이 감소 되어 전지의 음극을 보호할 수 있다. 또한, 추가적인 첨가제 없이 양극 및 음극에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface, SEI) 층을 형성할 수 있다. 또한, 적절한 전해질 농도로 인하여 전지의 점성도가 증가 되지 않고, 이온전도도가 저하 되지 않을 수 있다. 이에 따라 전지의 안전성이 더욱 우수하게 강화되고, 전지의 물리적 성능과 안정성이 더욱 우수하게 증가 되어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상될 수 있다.
또한, 상기 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)의 LiFSI에 대한 용해도가 4.5 M(몰농도)으로 매우 높음에 따라, 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 LiFSI가 5 내지 70 중량부로 첨가된 전해질 조성물의 제조가 가능할 수 있다. 또한, 1,2-디에톡시에탄은 -74 내지 121.2 ℃의 넓은 온도 범위에서 액상을 유지할 수 있어, 금속 이온 전지의 용매로써 매우 우수할 수 있다.
구체적인 일 예로, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 3 mS/㎝ 이상의 이온전도도 및 0.5 이상의 리튬이온 전달상수를 가지는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 7 mS/㎝ 이상의 이온전도도 및 0.5 이상의 리튬이온 전달상수를 가지는 것일 수 있다. 또한, 더욱 좋게는 8 mS/㎝ 이상의 이온전도도 및 0.65 이상의 리튬이온 전달상수를 가지는 것일 수 있다. 이때, 이온전도도 및 리튬이온 전달상수의 상한은 특별히 한정하진 않으며, 일 예로 이온전도도의 상한은 20 mS/㎝, 리튬이온 전달상수의 상한은 0.8일 수 있다.
또한, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 0.5 내지 5 cP의 점도를 가지는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 0.5 내지 4 cP의 점도를 가지는 것일 수 있다.
전해액의 점도가 높을수록 이온전도도가 감소 되어 전지의 출력 성능이 심각하게 저하될 수 있다. 상기 리튬염 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)을 포함하는 리튬 금속 전지용 전해액의 점도가 0.5 내지 5 cP 의 범위를 만족하면, 4.2 mS/㎝ 이상의 높은 이온전도도를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 0.5 이상의 높은 리튬이온 전달상수를 나타내기 때문에 리튬 덴드라이트의 성장을 억제할 수 있다. 이에 따라 리륨 덴드라이트의 성장으로 발생할 수 있는 전류 단락으로 인한 전지의 폭발과 같은 전지의 안전성 문제를 더욱 우수하게 해결할 수 있다. 또한, 덴드라이트의 성장으로 인한 출력 저하가 효과적으로 방지되어 뛰어난 전지 효율을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 리튬염은 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 0 또는 자연수), LiCl, LiI, LiSCN, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2, 및 LiP(C2O4)3로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지에 관한 것으로, 상기 리튬 금속 전지는 상기 리튬 금속 전지용 전해액; 양극; 음극 및 분리막;을 포함하는 것일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 리튬 금속 전지는 추가적인 첨가제 없이 양극 및 음극에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface, SEI) 층이 형성될 수 있다. 또한, 적절한 전해질 농도로 인하여 전지의 점성도가 증가 되지 않고, 이온전도도가 저하 되지 않을 수 있다. 이에 따라 전지의 안전성이 더욱 우수하게 강화되고, 전지의 물리적 성능과 안정성이 더욱 우수하게 증가 되어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상될 수 있다.
이때, 상기 리튬 금속 전지용 전해액은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
또한, 상기 양극, 음극 및 분리막은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것 또는 기공지된 것이라면 어떤 것을 사용하여도 무방하다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 리튬 금속 전지는 상기 리튬 금속 전지의 양극 및 음극에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface, SEI) 층이 형성될 수 있어 95% 이상의 효율을 가지는 것일 수 있으며, 더욱 좋게는 98% 이상의 효율을 가지는 것일 수 있다. 이에 따라 전기차, 에너지저장장치(ESS), 및 전동장비 등의 배터리로 사용되기에 더욱 적합해질 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[실시예 1]
1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE) 100 중량부에 대하여 리튬비스플루오로설포닐이미드(lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiFSI) 11.1 중량부를 아르곤 분위기(H2O < 1 ppm, and O2 < 1 ppm)의 글로브 박스(Korea Kiyon)에서 혼합하여 리튬 금속 전지용 전해액 조성물을 제조하였다.
[실시예 2 내지 3, 및 비교예 1 내지 3]
하기 표 2에 기재된 바와 같이, 전해액 조성물의 첨가량을 달리한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다
[특성 평가 방법]
1) 용해도 측정: 1,2-디에톡시메탄(1,2-dimethoxyethane, DME) 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)에 대한 리튬비스플루오로설포닐이미드(LiFSI)의 용해도를 측정하였다. 구체적으로, 25℃에서 각 용매에 LiFSI를 점진적으로 추가하면서 충분한 교반으로 더 이상 용해되지 않을 때까지 지속하였으며, 사용된 용매 및 용질의 양으로부터 용해도(M, at 25℃)를 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
2) 물리적 특성 측정: 25℃에서 실시예 및 비교예에서 제조된 전해액의 각 이온전도도 및 점도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이온전도도는 벤치 이온전도도 측정기(S30, Mettler Toledo)를 사용하여 측정하였다. 이때, 측정 전지는 4개의 플라티늄(Pt) 극(InLab® 710)으로 구성되었고 0.1 M의 염화캄륨(KCl) 수용액을 사용하여 측정전에 시스템을 보정한 후 측정하였다. 점도는 점도계(DV3T Rheometer, Brookfield)를 사용하여 측정하였다.
3) 전기 화학적 특성 측정: 실시예 및 비교예로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 리튬이온 전달상수는 리튬-리튬 대칭 코인형 전지를 사용하여 교류 임피던스와 직류 분극 측정의 조합으로 산출하여, 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 및 비교예로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 효율을 측정하여, 하기 표 3 및 도 1에 나타내었다. CR-2032 코인형 전지에 구리 디스크, PP 분리막 및 리튬 칩을 삽입하고 실시예 및 비교예로 제조된 전해액 70 ㎕ 를 첨가하여 전지를 제작하였다. 상기 전지 효율은 0.5 mA cm-2 의 전류 밀도에서 구리에서 증착 및 박리된 리튬의 용량 비율로 측정하여, 그 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다. 이때, 증착 용량은 0.5 mAh cm-2 이었고 상기 충전 및 방전을 1 사이클로 하여 100 사이클 반복실시하였다.
또한, 리튬 금속 전지용 전해액으로서의 실시예와 비교예의 성능 차이를 더 명확하게 비교하기 위하여 양극재로 리튬인산철 (LiFePO4, LFP)을 사용한 전지의 방전 용량을 측정하여, 도 6에 나타내었다. 알루미늄 호일 집전체에 코팅된 슬러리를 후 하룻밤 동안 80 ℃의 진공에서 건조되었고 리튬인산철(LFP) 전극은 직경이 15mm인 디스크에 삽입되었다. 상기 리튬인산철(LFP) 전극은 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP) 용매에 80 중량％의 LiFePO4(LFP)파우더, 10 중량％의 슈퍼-P 10 중량％의 비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF)을 혼합하여 제조하였다. 0.5 C 에서 2 C (1 C = 170 mA g―1) 의 충전 전류 밀도에서 2.7V와 4.0V 사이에서 정전류 측정방식으로 수행하였다. 이때, 0.1C의 충전 방전 전류 밀도에서 두 번의 형성주기 후 1C의 방전 전류 밀도로 하였다. 상기 충전 및 방전을 1 사이클로 하여 200 사이클 반복실시하였다.
라만 스펙트럼(Raman spectrum)을 통해 실시예 및 제조예로 제조된 전해액의 유리 음이온(FSI-) 상태를 분석하여, 도 3에 나타내었다.
선형주사전위법(Linear Sweep Voltammetry, LSV)을 통해 실시예 및 비교예로 제조된 전해액의 산화 환원 전위를 측정하여, 도 4에 나타내었다. 선형주사전위법(LSV)은 글로브 박스 내 3-전극 배치하여 2 mV s―1의 스캔 속도로 실온에서 수행되었다.
전기화학적 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)을 통해 실시예 및 비교예로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 임피던스를 측정하여 도 7에 나타내었다. 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)은 10mV의 진폭을 가진 10mHz 내지 1MHz의 주파수 범위에서 수행되었다.
4) 전지의 음극 형태 관찰
실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지를 0.5 mA cm-2 의 전류 밀도에서 상기와 같은 방법으로 20 사이클의 충전 및 방전 후 상기 리튬 금속 전지의 음극 표면과 횡단면을 촬영하였다. 음극 표면(a 및 e)은 광학 이미지로 촬영되었고 음극 횡단면(b 내지 d 및 f 내지 h)은 주사현미경 이미지로 촬영되었다. 또한, 상기 음극 횡단면에서 가장 높게 팽창된 지점(최상층)의 높이를 측정하였다. 이를 도 2에 나타내었다.
또한, X선 광전자분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 통해 실시예 및 비교예로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극에서 고체 전해질 계면(SEI) 층의 구성 요소를 분석하여, 도 5에 나타내었다.
녹는점(℃) 끓는점(℃) LiFSI 용해도(M)
디메톡시에탄 -69.2 84.5 5
디에톡시에탄 -74 121.2 4.5
전해액 조성물(중량부) 이온전도도
(mS/cm)		 점도(cP) 리튬이온 전달상수
(tLi +)		 효율*(％)
DEE DME LiFSI
실시예 1 100
 -
 11.1 3.05 0.97 0.52 96.2
실시예 2 22.2 8.32 2.00 0.68 98.5
실시예 3 33.3 10.9 3.86 0.76 98.7
비교예 1 - 100 10.8 8.21 1.02 0.41 87.1
비교예 2 21.6 16.61 1.48 0.56 89.0
비교예 3 100 - 88.8 3.37 54.42 0.84 98.7
효율* : 리튬 금속(리튬||구리) 전지의 충방전 주기 테스트에서 100주기 때의 효율 값이다.
조성물 사이클 효율(％) 최상층 높이(㎛)
전해액 음극재 양극재 초기 2주기 3주기 20주기 100주기 20주기
실시예 2 리튬 구리 76 91 93 97 98.5 22.2
비교예 2 리튬 구리 81 87 90 91 89 66.4
조성물 용량 보존율(％)
전해액 음극재 양극재 초기 2주기 70주기 100주기 180주기 190주기 200주기
실시예 2 리튬 LFP 100 99.4 99.1 98.6 94.4 93.8 93.5
비교예 2 리튬 LFP 100 98.9 93.8 88.2 75.3 73.4 72.3
조성물 0.1C 대비 용량 보존율(％)
전해액 음극재 양극재 0.1C 0.5C 1C 2C 3C 5C
실시예 2 리튬 LFP 100 98.7 95.8 92.2 88.1 82.6
비교예 3 리튬 LFP 100 94.55 93.4 83.2 75.9 57.1
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 본원발명에서 제시한 조성물 구성 및 함량 범위(DEE 100 중량부에 대하여 LiFSI(리튬염) 5 내지 70 중량부)를 만족함으로써, 3.86 cP 이하의 낮은 점도를 가질 수 있었으며, 이에 따라 3.05 mS/㎝ 이상의 이온전도도 및 0.52 이상의 리튬이온 전달상수를 나타낼 수 있으며, 효율은 96.2 % 이상으로 매우 우수함을 알 수 있다. 특히, 실시예 3에서 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 효율이 98.7 %로 가장 높았다. 따라서 실시예 2 내지 3에서 제조된 전해액을 사용하여 리튬 금속을 제작할 경우, 전지의 전극과 전해질 사이의 전하 캐리어 이동이 매우 우수해져, 전지의 물리적 성능이 더욱 향상될 수 있다.
이를 통해 DEE 100 중량부에 대하여 LiFSI(리튬염) 20 내지 50 중량부를 첨가한 실시예 2 내지 3을 포함하는 리튬 금속 전지의 물리적 성능이 가장 우수함을 알 수 있다. 이로부터 DEE 100 중량부에 대하여 LiFSI(리튬염) 20 내지 50 중량부를 첨가할 경우, 전극과 전해질 사이의 상호작용이 매우 우수해져 전지의 물리적 특성이 우수하게 증가함을 명확하게 확인할 수 있다.
상세하게, 상기 표 3 및 도 1 에 기재된 바와 같이, 실시예 2 및 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 정전류 사이클링 (Galvanostatic cycling) 실험을 수행한 결과를 통하여, 전해액 종류에 따른 전지 효율에 유의한 차이가 있음을 알 수 있다. 상기 표 3 및 도 1에 기재된 바와 같이, 전해액으로 비교예 2를 사용한 리튬 금속 전지의 측정 효율은 변동 폭이 크며, 측정된 최종 100주기 효율은 89 ％ 임을 알 수 있다. 이러한 결과는 구리 호일에 도금된 리튬이 전해액(비교예 2)과 반응하고 박리 단계에서 복원력(회복력)이 낮기 때문이다. 반면, 전해액으로 실시예 2를 사용한 리튬 금속 전지의 실험 결과를 통하여, 측정 효율은 변동 폭이 작으며, 측정된 최종 100주기 효율은 98.5 ％임을 알 수 있다. 전극과 전해질(실시예 2) 사이에 원치 않는 부반응(side reaction)이 발생이 줄었기 때문이다. 즉, 리튬 금속 전지의 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우 비교예 2를 전해액으로 사용할 경우 보다 높은 주기 안정성을 나타내고, 높은 최종 효율을 나타냄을 알 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 리튬 금속 전지는 더욱 우수한 효율성을 나타낼 수 있으며 더욱 우수한 수명 특성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상기 표 3 및 도 2에 기재된 바와 같이, 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극 표면(e)은 광택을 띠는 밝은 회색이며, 매우 균일함을 알 수 있다. 또한, 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 전지의 음극 횡단면(f 내지 h)은 결절 모양의 구조와 둥근 모양이 관찰되어 리튬 덴드라이트의 성장을 효과적으로 억제되었음을 알 수 있다. 또한, 20 사이클의 충전 및 방전 후 상기 음극 횡단면에서 가장 높게 팽창된 지점(최상층)의 높이 22.2㎛ 로, 부피 팽창이 크게 일어나지 않음을 알 수 있다. 반면, 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극 표면(a)은 짙은 회색이며, 매우 불균일함을 알 수 있으며, 이는 비교예 2와 리튬 금속이 매우 강하게 반응하여 음극 표면에 두꺼운 고체 전해질 계면(SEI) 층이 형성된 결과임을 알 수 있다. 또한, 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 전지의 음극 횡단면(b 내지 d)은 섬유 모양의 리튬 침전물이 비균질하게 관찰되어 전류 단락 및 안전 문제가 발생할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 20 사이클의 충전 및 방전 후 상기 음극 횡단면에서 가장 높게 팽창된 지점(최상층)의 높이는 66.4㎛ 로 부피 팽창이 매우 크게 일어났음을 알 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 전해질과 리튬 금속 사이의 우수한 안정성으로 전지의 음극 표면은 매우 균질하며 부식성이 낮아 리튬 금속을 보호할 수 있으며, 매우 균일한 효율성을 나타낼 수 있으며, 리튬 덴드라이트의 성장이 억제되어 전지의 안전성이 보다 더 향상될 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 3에 기재된 바와 같이, 실시예 2로 제조된 전해액의 경우, 유리 음이온(FSI-)의 대부분은 접촉 이온 쌍(Contact ion pairs, CIP)(55.3 ％) 및 응집체(Aggregate, AGG)(10.2 ％)와 같은 상태로 존재한다. 이는 실시예 2로 제조된 전해액에서 Li+와 FSI-이 강력한 배위 결합을 형성하기 때문이다. 반면, 비교예 2로 제조된 전해액의 경우, 대부분 유리 음이온(FSI-)(61.1 ％)으로 우세하게 존재한다. 자유 Li+ 및 FSI-의 높은 함량은 리튬이온 전달 상수의 감소의 주된 원인이기 때문에 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 리튬이온 전달 상수가 더욱 우수함을 알 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 리튬 금속 전지는 더욱 우수한 효율성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 4에 기재된 바와 같이, 비교예 2로 제조된 전해액은 4.87 V에서 산화 반응이 시작된다. 반면, 실시예 2로 제조된 전해액은 그보다 0.09 V 낮은 4.68 V에서 산화 반응이 시작된다. 이는 에틸 그룹은 메틸 그룹에 비해 전자 공여 그룹이 더 강하여 환원 안정성이 증가하기 때문에 1,2-디에톡시에탄(DEE)의 전기화학적 안정성이 1,2-디에톡시메탄(DME) 보다 높을 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 리튬 금속 전지는 전해액과 리튬 금속의 성분 간의 반응을 억제할 수 있어 더욱 우수한 전기화학적 안정성을 나타낼 수 있으며, 더욱 우수한 수명 특성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 5에 기재된 바와 같이, 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극에서 고체 전해질 계면(SEI) 층의 구성 요소는 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 음극에서 고체 전해질 계면(SEI) 층의 구성 요소는 보다 유기 성분이 낮으며, 더 높은 LIF 강도를 나타내며, 더 낮은 -SO2-를 나타냄을 알 수 있다. 유기 성분이 풍부한 고체 전해질 계면(SEI) 층은 리튬과 전해질 사이의 연속적인 부반응을 효과적으로 억제할 수 없으며, 또한 유기 성분은 전해질에 쉽게 용해될 수 있어 새로운 고체 전해질 계면(SEI) 층이 유도될 수 있기 때문에 높은 전지 효율을 유지할 수 없다. 또한, 리튬 음극에서 고체 전해질 계면(SEI)의 품질에 의해 리튬 증착 거동 및 사이클링 안정성이 결정되기 때문에, 고체 전해질 계면(SEI) 층에 유기 성분 함량이 낮은 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지는 보다 우수한 리튬 증착 거동 및 사이클링 안정성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 고체 전해질 계면(SEI) 층의 필수 구성 요소인 LiF는 리튬 금속에 대한 높은 접착 강도를 나타내어 전극과 전해질 사이의 부식 반응을 억제할 수 있어, LiF가 풍부한 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지는 전기화학적 성능이보다 우수하게 향상될 수 있으며, 높은 전지 효율에 달성할 수 있으며 리튬 덴드라이트의 성장이 억제될 수 있어 수명 특성이 더욱 우수하게 향상 될 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상기 표 4 및 도 6에 기재된 바와 같이, 전해액으로 비교예 2를 사용한 리튬 금속 전지의 용량 보존율은 70주기 이후부터 서서히 크게 감소하여 측정된 최종 200주기 용량 보존율은 72.3 ％임을 알 수 있다. 반면, 전해액으로 실시예 2를 사용한 리튬 금속 전지의 용량 보존율은 70주기에도 높은 용량 보존율(99.1 %) 값을 유지하며, 측정된 최종 200주기 용량 보존율은 93.5 ％임을 알 수 있다. 즉, 리튬 금속 전지의 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우 비교예 2를 전해액으로 사용할 경우보다 방전 용량 감소가 폭이 매우 낮아 높은 방전 용량을 오랫동안 유지할 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 리튬 금속 전지는 매우 우수한 용량 보존율을 나타낼 수 있으며 더욱 우수한 수명 특성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상기 표 5에 기재된 바와 같이, 전해액으로 비교예 사용한 리튬 금속 전지의 0.1C 대비 용량 보존율(%)은 2C 일 때, 83.2로 크게 감소되었으며, 5C 일 때, 57.1로 매우 감소된 용량 보존율(%)을 나타냄을 알 수 있다. 반면, 전해액으로 실시예 2를 사용한 리튬 금속 전지의 0.1C 대비 용량 보존율(%)은 2C 에서도 높은 용량 보존율(92.2 %) 값을 나타낼 수 있으며, 5C 일 때, 82.6으로 크게 감소하지 않은 용량 보존율(82.6 %)을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 리튬 금속 전지의 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우 비교예 3을 전해액으로 사용할 경우보다 0.1C 대비 용량 보존율(%)의 감소가 낮아 높은 방전 용량을 오랫동안 유지할 수 있다. 이는 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 리튬 금속 전지는 매우 우수한 용량 보존율을 나타낼 수 있으며 더욱 우수한 수명 특성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 7에 기재된 바와 같이, 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 저항(b)은 10주기 이후부터 급격히 증가하는 나이퀴스트선도(Nyquist plot)를 나타낸다. 이는 전극과 전해액(비교예 2) 사이의 기생 반응이 증가하였기 때문이다. 반면, 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 저항(c)은 포메이션 사이클 이후 매우 안정적으로 유지된다. 또한, 실시예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 표면 저항(d)은 비교예 2로 제조된 전해액을 포함하는 리튬 금속 전지의 표면 저항보다 낮음을 알 수 있다. 따라서 리튬 금속 전지용 전해액으로 실시예 2를 사용할 경우, 부반응의 발생이 감소하여 우수한 전기화학적 안정성을 나타낼 수 있으며, 더욱 우수한 수명 특성을 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 0 또는 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 리튬염 및 1,2-디에톡시에탄(1,2-diethoxyethane, DEE)을 포함하는 리튬 금속 전지용 전해액으로,
    상기 리튬염은 1,2-디에톡시에탄 100 중량부에 대하여 10 내지 34 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하며,
    상기 리튬 금속 전지용 전해액은 수분 함량이 1ppm 미만이며,
    상기 리튬 금속 전지용 전해액은 3 mS/cm 이상의 이온전도도 및 0.5 이상의 리튬이온 전달 상수를 가지는 것인, 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 리튬 금속 전지용 전해액은 0.5 내지 5 cP의 점도를 가지는 것인, 수명 특성이 우수한 리튬 금속 전지용 전해액.
  5. 제 1항 및 제 4항에서 선택되는 어느 한 항의 리튬 금속 전지용 전해액; 양극; 음극 및 분리막;을 포함하는 리튬 금속 전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101842572B1 (ko) 2016-09-27 2018-03-27 재단법인대구경북과학기술원 리튬염 및 글라임계 용매를 포함하는 전기화학적 열전지를 위한 비수계 전해액

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Doron Aurbach 외 1인, "The study of electrolyte solutions based on solvents from the "glyme" family (linear polyethers) for secondary Li battery systems", Electrochimica Acta. ELSEVIER. 1997. Vol. 42, No.4, pp. 697-718 1부.*
Electrochimica Acra, Vol. 42, No. 4. pp. 697-718, 1997
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