환경/에너지 2022년 고전압·고출력에서 고온수명 안정화 전해액 첨가제 현황분석

< 목 차 >

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  리튬이차전지의 전해질(electrolyte)은 리튬 이온을 전달하는 매개체로서, 일반적으로 용매와 염, 첨가제 등으로 구성되어 있음  액체 전해질은 이온 전도의 기능을 담당하며, 충전 및 방전 시 리튬이온을 운반하는 역할을 함  리튬이차전지에서 가장 많이 사용되고 있는 양극 및 음극은 리튬 전이금속 산화물 및 탄소를 각각 활물질로 사용하여 만든 다공성 전극이므로, 전해질은 전극의 미세기공 내부까지 침투하여 리튬이온을 공급함과 동시에 활물질과의 계면에서 리튬이온을 주고받는 기능을 맡고 있음  리튬이차전지의 기본 성능인 작동 전압, 에너지 밀도 등은 양/음극 구성 물질에 다라 결정 되지만 우수한 전지 성능을 얻기 위해선 전극 사이의 높은 이온 전달이 요구되므로 최적의 전해질 선택이 중요함  용매 및 구성에 따라 전해질 종류가 구분되어 지는 데 용매가 액체인 경우 액체 전해질(Liquid Electrolyte), 무기화합물 또는 고분자와 같은 고체인 경우에는 고체 전해질 (Solid Electrolyte), 용매가 고분자인 경우는 고분자 전해질 (Polymer Electrolyte)이라 함  전해액의 요구 특성은 이온 전도도, 전극에 대한 안정성, 사용 가능 온도 범위, 안전성 등임▪ (이온전도도) 전지 성능면에서 이온전도도는 높을수록 바람직하다. 전지의 고속 충/방전 시 리튬이온의 이동 속도가 중요함 ▪ (전극 안정성) 음극과의 환원 반응 및 양극과의 산화 반응을 고려하여 그에 적합한 전위 영역에서 전기 화학적으로 안정해야 함 ▪ (온도 범위) 일반적인 어플리케이션의 작동 범위 온도인 ­20℃ 내지 60℃ 온도영역에서 요구 조건들을 만족해야함 ▪ (안전성) 일반적인 유기 용매는 가연성 물질로 발화, 인화로 인해 연소/폭발 위험성을 가지고 있으므로 난연성, 불연성의 특징이 필요하며 외부 환경 노출 가능성으로 인해 독성 안전도 중요함  전해질 첨가제의 주된 기능은 전해질의 이온전도도, 전지의 수명 또는 안전성을 향상시키는 것에 있으며 현재 전지에 적용되는 대부분의 액체 전해질들은 미량의 다양한 첨가제들을 포함하고 있음  첨가제들과 양극, 음극, 전해질간의 상호작용은 서로 다르게 나타나며 첨가제에 의해 전지의 성능과 안전성이 크게 영향을 받음 고전압·고출력에서 고온수명 안정화 전해액 첨가제7  첨가제는 일부 전해질 제조 업체들이 전세계 시장의 대부분을 점유하고 있으며 이에 대한 기술적 정보도 매우 제한적으로 알려져 있음