리튬염 뭐 써야 하나
— LiPF6 vs LiTFSI vs LiFSI
글 요약
리튬염이 하는 일
- 이온 캐리어 — 용매에 해리돼 Li+를 양극·음극 사이로 운반. 전해액 이온전도도를 사실상 결정하는 성분
- 계면 형성 — 분해 생성물이 음극 SEI·양극 CEI 구성에 참여. 사이클 수명·저온 특성과 직결
- 집전체 보호 — 알루미늄 집전체 표면의 부동태 유지 여부가 고전압 사용 가능 여부를 가름
- 용매와의 상성 — 카보네이트계냐 에테르계냐에 따라 실제로 쓰이는 염이 갈림
위 네 가지 역할은 배터리 전해질 분야의 일반적 설명으로, DodoChem 제품 고유 스펙이 아님 — 근거 문헌은 하단 출처 참고.
이럴 때 이 염
- 카보네이트계 리튬이온 셀, 표준 조성이 필요한 경우 — LiPF6. 단가·전도도 우위, 단 수분 20 ppm 이하 관리가 전제 조건
- 리튬황·리튬공기·리튬금속, 에테르계 용매(DME·DOL) 조성인 경우 — LiTFSI. DodoChem LS-002·LS-009 계열 전해액에서도 실제 주염으로 사용
- LiPF6 조성에서 저온 성능·사이클 수명 개선이 목적인 경우 — LiFSI를 첨가 또는 대체염으로 검토, 단가 상승은 감수
- 고전압(4V 이상) 셀, 알루미늄 집전체 사용 조성인 경우 — LiTFSI 단독 채택은 피하는 편, LiPF6·LiFSI 우선 검토
네 기준으로 비교하면
| 기준 | LiPF6 | LiTFSI | LiFSI |
|---|---|---|---|
| 가수분해 저항성 | 낮음 (HF 생성) | 높음 | 높음 |
| 알루미늄 집전체 부식 | 없음 | 고전압에서 발생 경향 | 없음 |
| 이온전도도(카보네이트 기준) | 우수 | 상대적으로 낮음 | 우수 |
| 단가 | 낮음 | 높음 | 높음 |
| 대표 용도(요약) | 리튬이온 표준 주염 | 리튬황·리튬공기·리튬금속 주염 | LiPF6 대체·보완, 저온·수명 개선용 |
전도도·가수분해 저항성·집전체 부식 경향은 배터리 전해질 분야 문헌에 보고된 일반적 특성을 정리한 것으로, DodoChem 제품 고유 스펙이 아님 — 실측값은 셀 조건에 따라 달라질 수 있음. 근거 문헌은 하단 출처 참고.
DodoChem 규격 — CAS·순도·수분·위험문구
| 구분 | CAS | 순도·수분 규격 | 위험문구(H-code) | 열 특성 |
|---|---|---|---|---|
| LiPF6 | 21324-40-3 | 99.9% min · 20 ppm max | H301 · H314 · H372 | 약 200℃ 분해 |
| LiTFSI | 90076-65-6 | 99.9% · 100 ppm max | H301 · H311 · H314 · H318 · H373 · H402 · H412 | 녹는점 234~238℃ |
| LiFSI | 171611-11-3 | 99.9% · 100 ppm max | H302 · H313 · H315 · H318 · H341 | 133℃ 분해 |
CAS·순도·수분·위험문구는 실험셋업연구소가 취급하는 DodoChem 제품 페이지(LiPF6·LiTFSI·LiFSI) 자체 규격 — 로트별 정확한 수치는 CoA로 재확인 필요.
구매 전 확인할 안전·취급 사항
DodoChem 제품 페이지에 명시된 사항
- 세 염 모두 수분 민감 품목 — 아르곤 글러브박스 개봉·취급 권장, 밀봉 포장으로 배송
- 위험문구(H-code) 개수가 염마다 다름 — LiTFSI가 7개 항목(H301·H311·H314·H318·H373·H402·H412)으로 셋 중 가장 많고, LiFSI는 5개, LiPF6은 3개
- 순도·수분 수치는 로트에 따라 편차 가능 — 정확한 값은 주문 시 CoA로 확인
일반적으로 권장되는 취급 관행 (DodoChem 고유 규정 아님)
- 개봉 후 남은 양은 즉시 재밀봉·저습도 보관 — 흡습되면 규격 미달 가능성
- 피부·눈 접촉 대비 PPE(장갑·보안경) 착용, MSDS 응급조치 항목 사전 확인
- 항공·해상 운송 시 위험물 분류 대상일 수 있어, 대량 주문이라면 운송 조건 사전 확인 필요
- 복수 염을 동시에 검토 중이라면 소량 샘플로 먼저 스크리닝 후 본 주문 진행 권장
자주 묻는 질문
Q. LiPF6 대신 LiFSI나 LiTFSI는 언제 검토하나요?
카보네이트계 리튬이온 셀에서 저온 성능·사이클 수명을 개선하고 싶으면 LiFSI를 첨가·대체염으로 검토합니다. 리튬황·리튬공기·리튬금속처럼 에테르계 용매를 쓰는 조성이면 LiTFSI가 주염으로 쓰입니다. 두 경우 모두 LiPF6보다 단가가 높다는 점은 감안해야 합니다.
Q. LiTFSI는 왜 리튬이온 셀 주염으로 잘 안 쓰나요?
고전압(4V 이상)에서 알루미늄 집전체를 부식시키는 경향이 있다고 보고되어 있습니다. 그래서 카보네이트계 리튬이온 표준 조성에서는 LiPF6·LiFSI가 우선 검토되고, LiTFSI는 알루미늄 집전체를 쓰지 않는 리튬황·리튬공기·리튬금속 조성에서 주로 채택됩니다.
Q. 위험문구(H-code)가 염마다 다른데 실무적으로 무슨 의미인가요?
H-code 개수가 많을수록 취급 시 확인해야 할 위험 항목이 많다는 뜻입니다. LiTFSI가 7개로 가장 많아 MSDS 확인·PPE 착용이 특히 중요하고, LiPF6은 3개로 상대적으로 적지만 수분 규격(20 ppm max)이 가장 타이트해 보관·개봉 환경 관리가 관건입니다.
어떤 전해질계인지 알려주시면 맞는 염·용매 조합을 안내해 드립니다
리튬이온·리튬황·나트륨이온 중 어떤 시스템인지, 필요한 순도·수분 규격을 알려주시면 견적으로 안내해 드립니다.
전해질염 상담하기 →참고
CAS·순도·수분·위험문구(H-code)는 실험셋업연구소가 취급하는 DodoChem 제품 페이지(LiPF6·LiTFSI·LiFSI) 규격 기준입니다.전도도·가수분해 저항성·알루미늄 집전체 부식 경향 등 전기화학적 비교는 다음 문헌을 참고해 정리했습니다 — Younesi, R.; Veith, G. M.; Johansson, P.; Edström, K.; Vegge, T. "Lithium salts for advanced lithium batteries: Li–metal, Li–O2, and Li–S." Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1905–1922. DOI: 10.1039/C5EE01215E · Xu, K. "Nonaqueous Liquid Electrolytes for Lithium-Based Rechargeable Batteries." Chem. Rev. 2004, 104, 4303–4417. DOI: 10.1021/cr030203g
구체적 성능은 셀 조건에 따라 달라질 수 있습니다.