황-시트랄 공중합체의 합성 및 리튬-황 전지용 양극 소재로의 응용

Abstract

리튬-황 전지는 지난 십여 년간 많은 관심 속에 연구되었지만, 장기적으로 전지 성능 저하를 야기하는 폴리설파이드 용출 문제가 여전히 당면 과제로 남아있다. 본 논문에서는 천연물 유래인 시트랄에 역가황 반응을 통하여 리튬-황 전지에 적용 가능한 효과적인 양극 활 물질을 제조하였다. 역가황 반응 시, 원소 황과 시트랄의 당량비를 조절하여 78-93%의 높은 황 함유랑을 갖는 황-시트랄 공중합체를 합성하였다. 특히, 89%의 황 함유량을 갖는 황-시트랄 공중합체를 양극 활 물질로 적용한 리튬-황 전지는 폴리설파이드 용출이 제한됨을 확인하였고, 그에 따라 우수한 용량 유지율을 보였다. 이는 공중합체에 존재하는 미반응 원소 황이 적을뿐 아니라, 전해액에 불용성인 긴 폴리설파이드 사슬의 함량이 높기 때문이다.