Full metadata record

DC Field Value Language
dc.contributor.advisorLee, Ho Chun-
dc.contributor.authorPark, Ki Sung-
dc.description.abstractLithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) is a promising imide group salt due to its comparable ionic conductivity and superior thermal stability to common Lithium hexafluorophosphate (LiPF6), but aluminum (Al) corrosion issue is a bottleneck for its wide use. The Al corrosion becomes much severe in higher ionic conductive imide-based electrolytes while no trends are observed in non-corrosive electrolytes. This study demonstrates that Al corrosion in LiFSI electrolyte is clearly suppressed by the addition of Li borates salts. For anodic corrosion of Al in LiFSI ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC), inhibition ability of borate additives is remarkable while fluoride and phosphate additives do not help inhibit the corrosion. The corrosion resistance of Al in 0.8 M LiFSI + 0.2 M lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOB) is comparable to that in 1 M LiPF6. Moreover, borates also suppress the corrosion of Al in LiTFSI solutions. Suppression of corrosion by borates is ascribed to the passive organic layer. Unfortunately, LiDFOB-added electrolytes suffer from severe Mn dissolution. This study provides a way to improve energy density of LIBs without compromising reliability. The discovery of this study enables the use of LiFSI electrolyte for various cathode materials in addition to LiFePO4, and provides huge implication in developing highly reliable LIBs without compromising energy and power densities. ⓒ 2014 DGIST-
dc.description.tableofcontentsI. Introduction 1 -- II. Experimental -- 2.1 Chemicals 5 -- 2.2 Methodologies 6 -- III. Results and Discussion -- 3.1 Corrosion behaviors in LiFSI-based electrolytes 10 -- 3.2 Ionic conductivity measurement 26 -- 3.3 Mn dissolution measurement 27 -- IV. Conclusions 30 -- References 33-
dc.subjectAl corrosion-
dc.subjectLi-imide salts-
dc.subjectLi-borate salts-
dc.subject알루미늄 부식-
dc.subjectimide 염-
dc.subjectborate 염-
dc.titleCorrosion inhibition of aluminum in lithium imide electrolyte by lithium borate addition-
dc.title.alternativeLi borate 첨가를 통한 Li imide 염 전해액에서의 알루미늄 부식 억제-
dc.description.alternativeAbstract본 논문은 imde 염 중 하나인 LiFSI를 알루미늄 부식 없이 활용할 수 있는 방안에 대해 다룬다. LiFSI는 가장 많이 쓰이는 염인 LiPF6에 비해 열적 안정성이 매우 우수하다. 뿐만 아니라, 다른 열적 안정성이 우수한 Li 염들의 경우 LiPF6보다 이온 전도도가 낮기 때문에 다방면으로 활용되지 못한 반면, LiFSI 염은 LiPF6보다도 더 높은 이온 전도도를 보여주고 있다. 이러한 장점들에도 불구하고, LiFSI는 LiPF6와 달리 심각한 부식 문제를 겪고 있어 제대로 사용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 우선적으로 대표격 imide 염인 LiFSI와 LiTFSI를 사용한 전해액에서의 부식 특성이 어떠한지 파악 하였고, LiFSI의 부식 억제를 위해 전해액에 다양한 종류의 Li 염들을 첨가하였다. 그러나, Na2HPO4, LiF, Li2WO4, Li2MoO4, TMSB, TMSPa, TMSPi 첨가제를 넣은 경우에는 알루미늄 부식 억제의 효과를 보지 못하였다. 다음으로 borate 계열 염들을 첨가제로 사용하여 실험을 진행하였고, 그 결과 LiBF4, LiBOB, LiDFOB는 우수한 알루미늄 부식 억제 효과를 보였다. 특이하게도 LiDFPB를 첨가한 경우에는 알루미늄의 부식이 더 가속화 되는 것을 발견했다. 상기한 borate 염들 중 LiDFOB가 첨가된 0.8 M LiFSI + 0.2 M LiDFOB EC/DEC (3/7, v/v) 전해액에서는 부식 문제가 없기로 알려진 LiPF6 염에서의 부식 특성과 견줄 만한 성능을 보였으며, 0.8 M LiFSI + 0.2 M LiDFOB EC/DMC (3/7, v/v) 전해액에서도 또한 부식이 상당히 억제되는 것을 확인하였다. 부식 문제에서 더 나아가, LiDFOB를 0.2 M 첨가한 0.8 M LiFSI 염 전해액의 이온전도도 역시 조사한 결과, 0.8 M LiFSI + 0.2 M LiDFOB EC/DEC (3/7, v/v) 전해액의 경우 LiPF6의 이온 전도도 값을 상회하는 것을 확인하였고, 같은 염 조성비에 EC/DMC (3/7, v/v) 용매에서는 LiPF6와 거의 동등한 이온 전도도 값을 보였다. 한편, 알루미늄 부식이 나타나지 않는 0.8 M LiFSI + 0.2 M LiDFOB EC/DEC (3/7, v/v) 전해액의 경우 LMO 및 LNMO에서 망간 용출이 발생하였다. 0.8 M LiFSI + 0.2 M LiDFOB EC/DMC (3/7, v/v)에서는 망간 용출 문제가 없는 것으로 보였으나, 고온 보존 기간이 길어지게 되면 망간 용출이 발생하는 것을 확인하였다. ⓒ 2014 DGIST-
dc.contributor.departmentEnergy Systems Engineering-
dc.contributor.localauthorPark, Ki Sung-
dc.contributor.localauthorLee, Ho Chun-
dc.contributor.localauthorKim, Jae Hyeon-
dc.contributor.coadvisorKim, Jae Hyeon-
dc.date.awarded2014. 2-
dc.contributor.alternativeDepartment대학원 에너지시스템공학전공-

qrcode mendeley

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.