나노기술 및 정책 정보

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● 코바야시 케이 교수(교토대) 연구팀은 프로필렌카보네이트(PC)를 용매로 하고, 리튬염(리튬비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드: LiTFSI)을 용해시킨 전해질 속의 리튬 이온이 음(-)으로 대전된 운모 기판 표면 부근에서 형성된 용매화 구조를 측정

● LiTFSI를 함유하지 않은 PC에서 운모 기판 표면 부근의 2차원 힘 분포를 측정한 결과, 기판 표면 부근 옆에 약 0.5nm 간격으로 밝은 줄무늬가 감지되었으며, 이는 PC 분자가 기판 표면에서 균일한 층 구조를 형성한다는 것을 의미

● 또한, 1리터당 0.8M(몰)의 LiTFSI를 함유하는 LiTFSI-PC 용액 중에서 유사하게 측정한 결과, 기판 표면에서부터 약 0.8nm 위치에 밝은 줄무늬가 감지되었고, 이는 리튬 이온이 3개 또는 4개의 PC 분자로 둘러싸여 약 0.8nm의 용매화 구조를 형성한다는 것을 의미

● 본 연구를 통해 리튬 이온의 용매화 구조와 탈용매화 구조를 분자 스케일로 측정할 수 있게 되어, 고성능 리튬 이온 전지의 개발이 가능할 것으로 기대

Nano Letters (2022.12.06.), Molecular-Resolution Imaging of Interfacial Solvation of Electrolytes for Lithium-Ion Batteries by Frequency Modulation Atomic Force Microscopy