Kun Woo Kim2, Jae Gil Lee1, Hosang Park1, Jongjung Kim1,
Ji Heon Ryu3, Young-Ugk Kim4, and Seung M. Oh1,*김건우2·이재길1·박호상1·김종정1·류지헌3·김영욱4·오승모1,*
1Department of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University, 599 Gwanangno,
Gwanak-gu, Seoul 151-744, Korea
2Technology team, Samsung SDI Co., Ltd, Cheonan-si, Chungcheongnam-do, 330-300, Korea
3Graduate School of Knowledge-based Technology and Energy, Korea Polytechnic University,
Siheung, Gyeonggi 429-793, Korea
4Energy 1-Lab., Samsung SDI Co. Ltd., Yongin, Gyeonggi-do 446-577, Republic of Korea1서울대학교 화학생물공학부, 2삼성SDI 전지사업부
3한국산업기술대학교 지식기술기반 에너지대학원, 4삼성SDI 중앙연구소
탄소가 코팅된 일산화규소(C-coated SiO) 전극에서 전해질 첨가제로서 lithium bis(oxalato)borate
(LiBOB)의 영향을 조사하였다. 전해질 조성은 1.3M LiPF6/ethylene carbonate (EC), fluoroethylene
carbonate (FEC), diethyl carbonate (DEC) (5:25:70 v/v/v)이며, 여기에 LiBOB을 0.5 wt.%
첨가한 것과 첨가하지 않은 2가지 전해질을 사용하였다. LiBOB을 첨가하지 않은 전해질에서 Ccoated
SiO 전극은 초기에 저항이 작은 피막이 형성되어 결정질의 Li15Si4를 형성할 때까지 합금
화가 진행되며 동시에 큰 부피 변화를 보였다. 따라서 입자의 균열이 발생하고, 전극의 저항이 증
가하여 충방전이 진행됨에 따라 용량이 빠르게 감소하였다. 반면에 LiBOB이 첨가된 전해질에서는
초기에 LiBOB의 환원분해에 의해 저항이 큰 피막이 형성되어, 합금화 반응이 원활히 진행되지
못하였다. 따라서 결정질 Li15Si4도 생성되지 못하였고, 결과적으로 부피변화도 적게 발생하므로 입
자의 균열과 전극 저항의 증가도 적게 나타났다. 이러한 효과로 싸이클 후반부에서 용량감소가 적
었고, 싸이클 성능도 좋은 결과를 보였다. 반면 피막 저항에 의한 영향이 줄어드는 45oC 에서는
LiBOB 첨가에 관계없이 합금화 반응이 유사하게 진행되며 비슷한 싸이클 성능을 나타내었다.
Keyword : lithium-ion battery, silicon monoxide, surface film, volume change, electrolyte additive