제조·이공계 전공 · 심화
셀에서 가스가 발생하는 주요 화학적 원인들을 양극·음극·전해액으로 나누어 설명하고, 발생 가스 성분 분석으로 원인을 어떻게 판별하시겠어요?
힌트 · 카보네이트 환원·산화 분해, 수분과 LiPF6의 HF 생성, 하이니켈 표면 산소 방출 등을 구분하고 CO2, C2H4, H2, CO, CH4 같은 가스 종을 원인과 연결하세요.
카보네이트 분해수분/HF산소 방출GC-MSH2 발생잔류 리튬 화합물
모범답안
가스는 크게 세 경로에서 나옵니다. 음극에서는 초기 화성 때 EC 등 카보네이트가 환원 분해되며 에틸렌과 CO2가 생기고, 수분이 있으면 H2도 발생합니다. 양극에서는 고전압·고온에서 전해액이 산화 분해되며 CO2와 CO가 나오고, 하이니켈에서는 표면 상변화로 방출된 산소가 전해액을 산화시키거나 잔류 리튬 화합물인 Li2CO3가 분해해 CO2를 만듭니다. 전해액 측은 수분이 LiPF6와 반응해 HF와 POF3를 만들고, 이 HF가 전이금속 용출과 SEI 파괴를 가속하는 2차 열화를 부릅니다. 판별은 GC-MS로 가스 조성을 정량해 H2 비중이 높으면 수분·공정 건조 문제, C2H4가 크면 화성 조건과 첨가제 설계, CO2/CO 중심이면 고전압 양극 계면 문제로 방향을 잡고, 함께 ICP로 전이금속 용출과 수분값을 확인해 교차 검증하겠습니다.
읽었다면, 이제 직접 답해볼 차례예요
패스잇 앱에서 이 질문에 말로 답하면 AI가 꼬리질문까지 이어가며 1:1 코칭합니다.
함께 보는 배터리 / 전기화학 면접 질문
- 고속충전 성능을 높이려 할 때 리튬 플레이팅 외에 부딪히는 물리적 한계는 무엇이며, 셀 설계와 충전 프로파일 측면에서 어떻게 접근하시겠어요?
- 전기차용 셀에서 에너지밀도, 안전성, 수명은 서로 트레이드오프 관계입니다. 주행거리를 최우선으로 하는 프리미엄 차량용 셀을 설계한다면 어떤 항목을 어떻게 조정하고, 그로 인해 커지는 리스크를 무엇으로 보완하시겠어요?
- 양산 라인에서 저전압(로우볼티지) 불량률이 갑자기 상승했다면, 어떤 가설을 세우고 어떤 순서로 원인을 규명하시겠어요?
- 기존 습식 코팅 대신 건식 전극(dry electrode) 공정이 주목받는 배경과, 상용화 시 넘어야 할 기술적 과제를 설명해 주세요.