중국과학원 전기공학연구소: 저온 리튬이온 커패시터 전해질 연구에서 진전

중국과학원 전기공학연구소: 저온 리튬이온 커패시터 전해질 연구 진전, 에너지 밀도 기존 전해질의 8.9배 달성

중국과학원 전기공학연구소에 따르면 마옌웨이 연구원 팀은 최근 '용매화 차폐 제거 전해질' 설계 전략을 제안했다. 연구팀은 적절한 극성, 낮은 녹는점, 적합한 배위 능력을 갖춘 감마-발레로락톤(GVL)을 주 용매로 채택하고, 리튬 디플루오로(옥살라토)보레이트(LiDFOB)를 기능성 리튬염으로 사용했으며, 약한 배위력을 지닌 에틸 아세테이트(EA)를 용매화 조절 성분으로 도입하여 용매가 리튬 이온을 감싸 차폐하는 효과를 약화시켰다. 이를 통해 음이온이 국소 용매화 구조 형성에 참여하도록 촉진하여 약한 결합과 음이온이 관여하는 용매화 차폐 제거 환경을 조성했다. 이 설계는 저온 조건에서 탈용매화 장벽과 계면 전하 전달 저항을 효과적으로 낮추고 전극-전해질 계면의 안정성을 향상시켰다. 연구 결과, 이 용매화 차폐 제거 전해질로 제조된 전탄소 리튬이온 커패시터는 영하 40도에서도 우수한 에너지 출력 성능을 유지했으며, 전극 재료 질량 기준 에너지 밀도 106.8Wh/kg을 달성하여 기존 카보네이트계 전해질의 8.9배에 달했다.