Dahee Jin1,2, Joonam Park1, Cyril Bubu Dzakpasu1, Byeolhee Yoon2,
Myung-Hyun Ryou2,**, and Yong Min Lee1,*진다희1,2·박주남1·Cyril Bubu Dzakpasu1·윤별희2·유명현2,**·이용민1,*
1Department of Energy Science and Engineering Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
2Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University1대구경북과학기술원 에너지공학전공, 2한밭대학교 화학생명공학과
리튬 금속 음극은 낮은 환원 전위, 고에너지 밀도로 인해 흑연을 대체할 차세대 음극재로 재조
명 받고 있다. 하지만, 충방전시 리튬 금속 표면에서의 반복적인 산화/환원 반응에 의해 리튬 덴
드라이트가 형성되며 이로 인해 수명특성이 급격하게 저하되고 더 나아가 내부 단락(Internal
Short-circuit)과 같은 안전성 문제로 인해 상용화되기에는 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위해
본 연구 그룹에서는 리튬 금속에 미세 패턴을 형성하여 전류 밀도를 제어함으로써 덴드라이트
형성을 제어하였으나, 고전류밀도에서는 리튬 덴드라이트의 형성을 완벽하게 제어할 수는 없었다.
본 연구에서는 미세 패턴화된 리튬 금속 전극에 전해질 첨가제 Vinylene Carbonate(VC)를 도
입하여 고율 충방전 시 미세 패턴화된 리튬 금속 전극의 덴드라이트 형성 억제를 극대화하고자
하였다. 미세 패턴화된 리튬 금속 전극과 VC 첨가제의 시너지 효과로 인해 높은 전류 밀도에서
의 리튬 덴드라이트가 비교적 치밀하게 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해 300사이클
동안 88.3%의 용량유지율을 보였으며, 기존의 미세 패턴화된 리튬 금속 전극에 대비하여 수명
특성이 약 6배 이상 향상된 것을 확인할 수 있었다.
Keyword : Vinylene Carbonate, Electrolyte Additive, Patterned Lithium Metal Anode, Lithium
Dendrite, Lithium Secondary Battery