클로로에틸렌 카보네이트(CEC)는 높은 비유전율(25℃에서 89, , 낮은 수분 함량(<50ppm) , 반응성으로 인해 가치가 높은 고순도 고리형 탄산염 중간체입니다. 따라서 리튬이온 배터리 전해질, 폴리머 합성 및 난연성 첨가제에 중요한 소재입니다. 다른 고리형 카보네이트(예: 에틸렌 카보네이트)와 달리 클로로 치환 구조로 인해 리튬염(예: LiPF₆)의 용해도가 향상되고 폴리머에 통합될 때 난연성이 향상됩니다. 로 순도 ≥99.9% , 끓는점 249℃ 고온 배터리 작동(최대 60℃) 및 폴리머 가공(최대 200℃)에서 안정성을 보장합니다. RoHS 2.0 및 REACH SVHC를 준수하며 고성능과 환경 안전이 가장 중요한 EV 리튬 이온 배터리, 폴리카보네이트 수지 및 특수 코팅에 널리 사용됩니다.
클로로에틸렌 카보네이트는 리튬 이온 배터리에 대한 엄격한 순도 표준을 충족합니다. 순도 ≥99.9% (가스 크로마토그래피 기준), 수분 함량 <50ppm (Karl Fischer), 금속 불순물(Li, Na, K, Fe, Cu) <1ppm (ICP-MS). 이러한 높은 순도는 전해질 분해 및 전극 부식을 방지하여 리튬 이온 배터리 수명을 15~20%(1,000~1,200회 충방전 주기) 연장합니다. 낮은 수분 함량(<50ppm)은 전해질(HF <10ppm)에서 유해한 불화수소산(HF)의 형성을 방지하여 배터리 구성 요소(예: LiCoO2 음극)의 성능 저하를 방지합니다. EV 배터리의 경우 이는 주행 안정성 향상(5년간 주행 거리 손실 10% 감소)으로 해석됩니다.
25℃에서 비유전율(εᵣ)이 ∅89 (에틸렌 카보네이트의 εᵣ₆89보다 높지만 리튬염 용해도가 더 좋음) 를 갖는 CEC는 리튬염(예: LiPF₆, LiFSI)을 1.0~1.2mol/L 의 농도로 용해하여 고전도성 전해질(25℃에서 이온 전도도 ≒10~12mS/cm)을 형성합니다. 이러한 높은 전도성은 배터리 충방전 효율(1C 속도에서 ≥99.5%)을 향상시키고 고속 충전(80% 용량까지 30분 충전)을 지원합니다. 고체 리튬 배터리에서 이는 고분자 전해질(예: PVDF-HFP)의 가소제 역할을 하여 이온 전도도를 2~3배(10⁻⁶에서 10⁻³ S/cm)까지 증가시킵니다.
CEC의 염소 치환 구조는 연소 중에 염소 라디칼을 방출하여 화염 전파를 억제하므로 난연성 폴리머를 위한 귀중한 첨가제가 됩니다. 폴리카보네이트(PC) 수지에 5~10% 첨가하면 PC의 한계 산소 지수(LOI)가 25%에서 ≥30% 로 증가 하고 열 방출률(HRR)이 30% 감소합니다(ISO 5660-1). 할로겐화 난연제(예: 데카브로모디페닐 에탄)와는 달리 폴리머 변색이나 취성을 유발하지 않습니다. CEC가 8%인 PC는 >95% 인장 강도(~65MPa) 및 >90% 충격 강도(~60J/m)를 유지합니다 . 따라서 전자 인클로저 및 LED 조명 커버와 같은 난연성 PC 애플리케이션에 적합합니다.
CEC의 고리형 카보네이트 구조는 아민, 알코올 및 디올과 함께 개환 중합을 거쳐 폴리하이드록시우레탄(PHU) 및 변형 폴리카보네이트와 같은 특수 폴리머의 합성을 가능하게 합니다. CEC와 디아민으로 합성된 PHU는 금속 기재에 대한 우수한 접착력(전단 강도 15 MPa)과 생분해성(180일 내 60% 분해, ISO 14855)을 나타내어 친환경 접착제 및 코팅에 적합합니다. CEC 세그먼트가 포함된 변성 폴리카보네이트는 향상된 열 안정성(Tg가 10~15℃에서 160℃로 증가)과 용제(예: 아세톤, 에탄올)에 대한 내화학성을 갖추고 있어 산업용 용기 및 실험실 장비에 이상적입니다.
| 목 | 사양 |
| CAS 번호 | 3967-54-2 |
| 분자식 | C₃H₃ClO₂ |
| 분자량 | 106.51g/몰 |
| 청정 | ≥99.9%(가스 크로마토그래피, GC) |
| 비유전율(εᵣ) | 25℃에서 ≒89(ASTM D150) |
| 모습 | 무색투명액체(탁도가 없고 투명도가 높음) |
| 비등점 | 249℃ (1 atm, ASTM D1120) |
| 녹는점 | ≒32℃ (32℃ 이하에서 결정화되어 녹기 쉬움) |
| 밀도 | 25℃에서 1.42g/cm3(ASTM D4052) |
| 점도 | 25℃에서 약30mPa·s(ASTM D445) |
| 수분 함량 | <50ppm(Karl Fischer 적정) |
| 금속 불순물 | <1ppm(Li, Na, K, Fe, Cu; ICP-MS) |
| 인화점 | >110℃ (밀폐컵, ASTM D93) |
| 환경 준수 | RoHS 2.0(2011/65/EU), REACH SVHC(목록에 없음) |
| 저장 | 밀봉용기, 직사광선 및 습기를 피하고 5~30℃ 보관 |
| 유통기한 | 1년(밀폐 포장, 품질 저하 없음) |
| 호환성 | 리튬염(LiPF₆, LiFSI), 아민 및 디올에 안정적입니다. 강한 산/염기를 피하세요 |
| 독성 | 경구 쥐 실험에서 LD50 >2,000 mg/kg |
클로로에틸렌카보네이트는 의 핵심 성분이다 전기차 리튬이온 배터리 , 가전제품 배터리 (예: 스마트폰, 노트북), 에너지저장시스템(ESS) . EV 배터리 전해질(10~15% CEC + 30~40% 에틸렌 카보네이트 + 50~60% 디메틸 카보네이트)에서는 이온 전도도를 향상시키고(12 mS/cm) 난연성을 향상시켜 CEC가 없는 전해질에 비해 배터리 화재 위험을 40% 줄입니다. 소비자 가전 배터리(예: iPhone 15 배터리)의 경우 고속 충전(30분 안에 20W에서 50%까지 충전)이 가능하고 수명을 1,200사이클로 연장합니다. ESS 배터리(인산철리튬, LFP)에서는 -20℃~60℃에서도 성능을 유지해 실외 에너지저장에 적합하다.
난연첨가제로서 CEC는 폴리카보네이트(PC), , 폴리염화비닐(PVC) , 에폭시수지 에 사용됩니다 . CEC가 8%인 PC는 UL94 V-0(1.6mm)을 달성하고 >95%의 빛 투과율(3mm 두께)을 유지하므로 LED 조명 커버 및 전자 인클로저에 적합합니다. PVC 와이어 절연체(5% CEC 추가)는 UL 1581(화염 테스트)을 충족하고 연기 방출을 35% 줄입니다(ASTM E662). 이는 데이터 센터 및 주거용 배선에 중요합니다. PCB 기판용 에폭시 수지(10% CEC 첨가)는 UL94 V-0을 달성하고 Tg를 150℃로 향상시켜 고온 전자 부품(예: 5G 기지국 칩)을 지원합니다.
CEC는 합성하는 데 사용됩니다 . 친환경 응용 분야를 위해 PHU 접착제(CEC 및 헥사메틸렌디아민으로 합성)는 생분해성(180일 내 60% 분해)이며 전단 강도가 폴리하이드록시우레탄(PHU) 과 변형된 폴리카보네이트를 약 15 MPa (알루미늄 기판)이므로 포장 및 일회용 제품에 적합합니다. CEC 세그먼트(20% CEC)가 포함된 변성 폴리카보네이트는 산업용 용제(예: 염화메틸렌)에 대한 내화학성이 향상되었으며 열 안정성(분해 온도 >300℃)이 있어 실험실 비커 및 화학물질 보관 용기에 사용됩니다.
의약품에서 CEC는 항바이러스제(예: 렘데시비르)와 항생제를 합성하기 위한 높은 순도(>99.9%)와 낮은 독성(쥐 경구 테스트에서 LD50 >2,000mg/kg)은 불순물 관련 부작용이 없음을 보장합니다. 화장품에서는 스킨케어 제품(예: 보습제)에서 보습제와 용제 역할을 하여 성분 용해도와 피부 흡수를 개선합니다. 이는 FDA 21 CFR Part 73 및 EU CosIng 규정을 준수합니다. 용매 및 반응 중간체 로 사용됩니다.
리튬이온 배터리 전해액, 고분자 합성, 난연 첨가제 등의 핵심 소재다.
순도가 ≥99.9%(가스 크로마토그래피 기준)로 배터리 응용 분야의 엄격한 기준을 충족합니다.
리튬염 용해도와 이온 전도도를 향상시켜 배터리 수명을 15~20% 연장하고 고속 충전을 지원합니다.
예, RoHS 2.0 및 REACH SVHC를 준수하여 고성능 애플리케이션에서 환경 안전을 보장합니다.
