리튬이온 전도도 향상을 위한 플로오르 설포닐이미드와 우레탄기를 포함하는 LiB용 첨가제 합성 및 물성 연구 : Methyl fluorosulfonyl carbamate :Synthesis and physical properties of additives containing fluorosulfonylimide and urethane groups for LiB to improve Lithium ion conductivity

박성준

자료유형: 학위논문

저자정보: 박성준 (건국대학교, 건국대학교 GLOCAL(글로컬)캠퍼스 일반대학원)

지도교수: 김환기

발행연도: 2023

저작권: 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

초록· 키워드

양극(Cathode), 음극(Anode), 전해질(Electrolyte), 분리막(Separator)의 4
대 구성 요소로 이루어진 리튬 이온 배터리(LiBs)는 구성 요소 중 하나라
도 결격이 나면 제대로 된 작동을 할 수 없게 된다. 그중 전해질은 배터
리의 성능 효율을 좌우하는 매우 큰 역할을 맡는다. 리튬 이온 배터리가
주축이 되는 전기차의 수요가 급증하면서 리튬 이온 배터리의 액체 전해
질의 문제점들이 하나, 둘씩 드러나고 있는 가운데 문제점들을 해결하고
자 하는 노력이 활발히 진행 중에 있다. 기존의 리튬 이온 배터리의 액체
전해질이 다른 종류의 전해질들(전고체 전해질, 고분자 전해질 등)에 비해
월등한 이온전도도와 기계적 특성, 저온 특성을 가지고 있고, 또한 가격적
인 면에서 가장 합리적인 전해질이라고 할 수 있다. 단점들을 해결하는
것도 좋은 방법이지만, 장점을 부각시키는 것 또한 중요하다. 장점을 부각
시키기 위하여 Methyl fluorosulfonyl carbamate(MFSC) 첨가제를 디자인
하였다. 한쪽에는 LiFSI가 가지고 있는 Fluorosulfonyl 그룹, 한쪽에는
Carbamate 구조를 가지는 이 첨가제는 LiFSI와 유기용매(EC/DEC(1:1))
의 가운데에서 중간다리 역할을 맡아 하면서 이온전도도의 상승과 함께
여러 가지 성능을 증가시켜 줄 것으로 기대된다. 실험 결과, MFSC를 첨
가한 전해질은 첨가하지 않은 전해질보다 이온 전도도의 상승을 보였으며
(4.208mS/cm -> 5.569mS/cm, MFSC-5 기준), 전기화학적 가역성(전위차
4.86V -> 3.44V)과 산화-환원 지속성(2.5days -> 12 days)을 높여주었고
방전 용량(166.215mAh/g -> 173.252mAh/g)과 방전 유지 효율(84.97%
-> 93.24%)에서도 성능이 개선되었다.
이처럼 MFSC가 LiFSI와 유기용매의 상호작용을 통해 리튬 이온 배터리의
성능 효율을 상향시키는데 기여한다.

Synthesis and physical properties of additives containing fluorosulfonylimide and urethane groups for LiB to improve lithium ion conductivity Park, Sung jun Department of Applied Chemistry Graduate School of Konkuk University Lithium-ion batteries (LiBs), composed of four key components cathode, anode, electrolyte, and separator, cannot operate properly if any of these components has defects. Among them, the electrolyte plays a crucial role in influencing the battery''s performance and efficiency. With the increasing demand for electric vehicles, where lithium-ion batteries are the backbone, issues with the liquid electrolyte have been gradually emerging. Efforts are actively underway to address these issues. The existing liquid electrolyte in lithium-ion batteries offers remarkable advantages compared to other types of electrolytes such as solid-state electrolytes and polymer electrolytes. It boasts outstanding ionic conductivity, mechanical properties, and low-temperature performance, making it the most cost-effective choice. While addressing the drawbacks is essential, it''s equally important to emphasize these advantages. To highlight these advantages, a new additive called Methyl fluorosulfonyl carbamate (MFSC) has been designed. This additive features a Fluorosulfonyl group from LiFSI on one end and a Carbamate structure on the other. It is expected to play a bridging role within the LiFSI and organic solvent (EC/DEC, 1:1) mixture, leading to increased ionic conductivity and improved overall battery performance. Experimental results have shown that the electrolyte with MFSC exhibited higher ionic conductivity compared to the one without it. Additionally, it enhanced electrochemical reversibility, reducing the potential difference from 4.86V to 3.44V, extended the cycle life from 2.5 days to 12 days, increased discharge capacity from 166.215mAh/g to 173.252mAh/g, and improved discharge retention efficiency from 84.97% to 93.24%. In this way, MFSC contributes to enhancing the performance and efficiency of lithium-ion batteries through its interaction with LiFSI and organic solvents. Keyword : Lithium ion batteries, Liquid electrolyte, interfacial resistance, Additive, urethane, LiFSI

#LIBs #Electrolyte #Additive #Lithium ion battery

표 목차 iii
그림 목차 ⅳ
ABSTRACT ⅵ
제1장 서론1
제1절 연구 배경 .1
제2절 기술 배경 3
1. 리튬이온배터리의 구성 및 원리 .3
2. 전해질의 구성 6
3. 전해질의 종류 .8
제3절 연구 목적 11
제2장 실험 및 기기 17
제1절 시약 .17
제2절 실험 방법 18
1. Fluoro sulfonyl isocyanate 합성18
2. Methyl fluoro sulfonyl carbamate (MFSC) 합성.18
3. LFP Cathode electrode 제작19
4. Coincell (Halfcell/Li-metal cell)제작19
제3절 측정 방법 및 기기 20
1. 1H-NMR .20
2. FT-IR 21
3. Electrochemical Impedance Spectroscopy21
4. Cell performance21
제3장 결과 및 토의 22
제1절 Methyl fluoro sulfonyl carbamate 합성 분석22
제2절 MFSC-n 전해질 제조 .24
제3절 MFSC-n의 셀 성능 분석26
제4장 결론.35
참고문헌 36
국문초록 .40

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)