Additive Dependency on Formation of Solid Electrolyte Interphase on the Surface of Polymeric Hard Carbon Anode in Sodium-ion Batteries

고분자 전구체(polymeric precursor) 기반의 하드카본(hard carbon)은 난층 구조(turbostractic structure)와 난층 구조들 사이의 기공으로 이루어져 있기 때문에 나트륨 이온 배터리의 음극소재로써 약 300mA h gSUP-1/SUP의 높은 용량을 나타낸다. 하지만, 불안정하게 형성된 고체 전해질 내부상(solid electrolyte interphase, SEI)의 영향으로 인해, 하드카본은 제한된 수명특성을 가진다. 이러한 문제를 개선하기 위해 적절한 첨가제를 찾는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 첨가제 fluoroethylene carbonate(FEC) 및 succinic anhydride(SA)가 하드카본의 수명특성에 미치는 영향을 관찰하고 원인을 조사하였다. 그 결과, 첨가제에 의한 필름 저항 증가로 인해 하드카본의 수명 특성이 저하되었다. FEC를 첨가한 전해질에서의 높은 필름 저항은 3.34 eV의 비교적 높은 배리어 에너지를 갖는 sodium fluoride 성분이 도입된 SEI 층 형성에 기인하였다. 반면, SA를 첨가한 전해질에서의 높은 필름 저항은 두껍게 형성된 SEI 층 형성에 기인한 것으로 두 첨가제의 필름 저항 증가 원인이 상이하였다.