리튬 이온 배터리(LIB)에서 고에너지 밀도로 나아가려는 노력은 종종 고전압 작동 시 열 안정성 및 전극 재료 분해와 관련된 문제들을 동반합니다. 에틸렌글리콜 비스(2-시아노에틸) 에테르(DENE, CAS 3386-87-6)는 이러한 문제들을 해결하고 고에너지 밀도 배터리 시스템의 안전성과 수명을 모두 향상시키는 핵심 첨가제로 부상했습니다. 본 기사에서는 DENE가 이러한 첨단 배터리 기술을 구현하는 데 수행하는 중요한 역할에 대해 논의합니다.

고에너지 밀도 배터리는 종종 니켈 함량이 높은 양극재와 높은 전위에서 작동하는 리튬 금속 음극을 사용합니다. 이러한 높은 전위에서 전해액은 산화 분해에 더 취약합니다. 이러한 분해는 가스 생성, 내부 저항 증가, 양극에서 전이 금속 이온의 용출로 이어질 수 있으며, 이 모든 것은 배터리 성능과 안전을 저하시킵니다. DENE는 희생적인 첨가제로 작용하여, 주요 전해액 성분이 분해되기 전에 양극 표면에서 우선적으로 산화됩니다.

DENE에 의한 안정적이고 보호적인 패시베이션 층의 형성은 그 효과의 핵심입니다. 이 층은 고반응성 양극 표면과 전해액 사이의 직접적인 접촉을 방지하는 물리적 장벽 역할을 합니다. 또한 활성 재료를 소모하고 가스를 생성하는 부수적인 반응을 억제하여 배터리의 전반적인 열 안정성을 개선하는 데 도움이 됩니다. 이러한 향상된 열 안정성은 본질적으로 더 많은 에너지를 저장하고 과열 시 더 큰 위험을 초래하는 고에너지 밀도 셀의 중요한 안전 기능입니다.

안전성 외에도 DENE는 이러한 첨단 배터리의 수명 주기를 크게 향상시킵니다. 니켈 함량이 높은 양극재에서 전이 금속 이온의 용출을 완화함으로써 DENE는 반복적인 충방전 주기 동안 양극 재료의 구조적 무결성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 이는 용량 감소를 줄이고 배터리가 더 오랜 기간 동안 고에너지 출력을 제공하도록 보장합니다. 또한, DENE의 낮은 임피던스에 대한 기여는 더 나은 속도 성능을 지원하여, 이러한 고에너지 밀도 배터리가 다양한 부하 조건에서 효율적으로 작동할 수 있도록 합니다.

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