연구팀이 친환경, 고성능 배터리 기술을 발전시키기 위한 새로운 불소계 바인더와 전해질을 개발했다.그들의 연구 결과는 최근에출판됨에서화학공학저널.

환경에 대한 관심이 높아지면서 지속 가능한 소재의 중요성이 커지고 있습니다.배터리기술이 성장하고 있습니다.전통적인 리튬 배터리는 다음과 같은 불소 화합물을 사용합니다.폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 바인더 및 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF)₆, LP) 염.하지만 이 "PVDF-LP" 시스템은 독성이 강한 불화수소(HF)를 방출하여 배터리 성능과 수명을 단축시킵니다.또한 PVDF는 생분해되지 않으며 유럽연합(EU)이 PFAS에 대한 규제를 강화함에 따라 2026년까지 이러한 물질에 대한 금지가 예상됩니다.

포스텍과 한솔케미칼 연구진이 다가오는 환경 규제를 준수하고 배터리 성능을 향상시키기 위해 비불소계 배터리 시스템을 설계했습니다.그들은 과염소산리튬(LiClO)을 만들었습니다.₄, LC)계 전해질은 한솔케미칼의 독자적인 기술을 활용해 비불소 방향족 폴리아미드(APA) 바인더와 함께 불소계 LP 전해질을 대체할 수 있다.이 혁신적인 "APA-LC" 시스템에는 불화 화합물이 전혀 포함되어 있지 않습니다.

'APA 바인더'는 양극활물질과 알루미늄 집전체의 결합을 강화해 전극 전해질의 부식을 방지하고 배터리 수명을 대폭 연장한다.또한, 염화리튬(LiCl)과 산화리튬(Li)이 풍부한 "LC 시스템"₂O), 계면의 에너지 장벽을 낮추어 이온 이동을 촉진하여 기존 LP 시스템에 비해 리튬 확산이 빠르고 출력 성능이 우수합니다.

전반적으로 APA-LC 시스템은 기존 PVDF-LP 시스템보다 더 큰 산화 안정성을 나타냈으며, 2.8~4.3V 범위 내에서 1C의 급속 충방전 속도에서 200사이클 후에도 20% 더 높은 용량 유지율을 유지했습니다.코인셀 테스트.

연구팀은 APA-LC 시스템을 적용해 고용량 1.5Ah(암페어시) 파우치 셀을 제작했다.이 셀은 우수한 방전 용량을 유지했으며 고속 충전 시험에서도 강력한 성능을 보여주었습니다.이는 불소화합물을 전혀 사용하지 않고 비불소화 재료로만 제작되며 완전히 확장 가능하고 실용적인 배터리 시스템의 세계 최초의 성공적인 시연입니다.

포스텍 박수진 교수는 “단순히 불소계 배터리를 교체한 것이 아니라 고용량 유지력과 탁월한 안정성을 입증했다”며 “우리의 솔루션은 배터리 산업의 지속가능성을 앞당기고, 불소계 배터리 시스템으로의 전환을 촉진할 것”이라고 말했다.환경 규정 준수를 보장합니다."

한솔케미칼 이차전지소재사업부 윤영호 상무는 “PFAS 규제 우려를 해소해 2026년 1조7000억원 규모로 성장할 것으로 예상되는 글로벌 양극바인더 시장에 진출할 수 있는 기반을 확보했다”며 “지속적인 연구를 통해 입지를 확고히 할 것”이라고 말했다.친환경 2차전지 소재 선도기업으로 자리매김했습니다."

연구팀은 포스텍 화학과 박수진 교수, 남서하 교수가 한솔케미칼 배터리소재연구소와 협력해 이뤄졌다.