포스텍 이상민 교수팀이 한국전기연구원과 함께 리튬-황 전지의 리튬 음극에 강유전체 고분자 β-PVDF로 보호막을 씌우고 코로나 폴링 공정으로 내부 쌍극자를 한 방향으로 정렬하는 기술을 개발했다. 불소화 질화붕소(FBN)를 더해 정렬이 흐트러지지 않게 했으며, 이 내부 전기장이 리튬 이온 이동은 돕고 폴리설파이드의 셔틀 효과는 막아 음극 부식과 전해액 소모를 줄인다. 완전셀은 500회 이상 충방전 후에도 초기 용량의 80.4%를 유지했고, 파우치셀 시험에서는 황 1㎎당 전해액 1㎏당 465Wh의 에너지를 담았다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 게재됐다.
핵심
- 강유전체 고분자 β-PVDF와 코로나 폴링으로 리튬 음극 위 쌍극자를 정렬한 보호막 개발
- 불소화 질화붕소(FBN)로 쌍극자 정렬을 안정시켜 폴리설파이드 셔틀 효과 억제
- 완전셀 500회 이상 충방전 후 초기 용량의 80.4% 유지
- 파우치셀 조건에서 황 1㎎당 전해액 1㎏당 465Wh 에너지 밀도 확인
원문 · 전자신문 — 포스텍·전기연, 차세대 '리튬-황 전지' 수명 한계 넘었다…음극 보호막 개발
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