KR100722835B1 - Lithium-ion battery including polymer electrolyte composite material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클레이를 포함하는 리튬 이온전지에 관한 것으로, 구체적으로 리튬 이온 전지용 고분자 전해질의 전기적, 기계적 물성의 향상을 위하여, 상기 고분자 전해질에 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 도입하여 기존의 고분자 전해질이 가지고 있던 결정성 영역 감소와 더불어 리튬이온의 이동통로를 제공하고 이온전도도를 향상시키는 리튬 고분자 전지의 고분자 복합재료에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion battery including clay, and specifically, to improve electrical and mechanical properties of a polymer electrolyte for a lithium ion battery, a polymer in which a cation is substituted with lithium ions is introduced into the polymer electrolyte to make a conventional polymer electrolyte. The present invention relates to a polymer composite material of a lithium polymer battery that provides a migration path of lithium ions and improves ion conductivity, together with the reduction of the crystalline region.

이를 통해 휴대전자기기의 소형화, 장시간 연속사용을 목표로 하는 부품의 경량화 및 소비전력을 경감시킬 수 있다.Through this, it is possible to reduce the size and power consumption of components aiming at miniaturization of portable electronic devices, continuous use for a long time.

고분자 전해질 복합재료, 충전제, 클레이, 리튬 이온전지 Polymer electrolyte composites, fillers, clays, lithium ion batteries

Description

고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬 이온전지{LITHIUM-ION BATTERY INCLUDING POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITE MATERIAL}Lithium ion battery containing polymer electrolyte composite material {LITHIUM-ION BATTERY INCLUDING POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITE MATERIAL}

도 1은 클레이의 첨가에 따른 고분자 전해질 복합재료의 XRD 결과로서 도 1a 는 MMT 영역에서의 층간공간율, 도 1b는 PEO 영역에서의 결정화도의 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing XRD results of a polymer electrolyte composite material with addition of clay. FIG. 1A is a graph showing a change in interlayer space ratio in an MMT region and FIG. 1B in a PEO region.

도 2는 클레이의 첨가에 따른 고분자 전해질 복합재료의 DSC 측정 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the DSC measurement results of the polymer electrolyte composite material with the addition of clay.

도 3a, 3b는 상온에서 클레이 첨가에 따른 고분자 전해질 복합재료의 임피던스 저항을 측정하기 위한 교류 전위의 주파수 변화에 따른 임피던스 저항 변화를 나타내는 그래프이다.3A and 3B are graphs showing a change in impedance resistance according to a frequency change of an AC potential for measuring the impedance resistance of a polymer electrolyte composite material according to the addition of clay at room temperature.

도 4는 다양한 온도 범위에서의 고분자 전해질 복합재료의 이온전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a change in ion conductivity of a polymer electrolyte composite material at various temperature ranges.

본 발명은 클레이를 포함하는 리튬 이온전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 이온 전지용 고분자 전해질의 전기적, 기계적 물성의 향상을 위하여, 고분자 화합물에 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 도입하여 기존의 고분자가 가 지고 있던 결정성 영역 감소와 리튬이온의 이동통로를 제공하고 이온전도도를 향상시키는 리튬 고분자 전지의 고분자 복합재료에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion battery containing clay, and more particularly, to improve the electrical and mechanical properties of a polymer electrolyte for a lithium ion battery, by introducing a clay in which a cation is substituted with lithium ions to a polymer compound, The present invention relates to a polymer composite material of a lithium polymer battery, which reduces the crystalline region, provides a migration path for lithium ions, and improves ion conductivity.

최근 환경보호와 공해문제가 심각해짐에 따라 이의 해결을 위하여 세계적으로 대체 에너지 개발이 이루어지고 있다. 이러한 대체 에너지 개발의 한 분야인 이차전지는 전기 자동차나 전지 및 전력 저장시스템 등의 대용량 전력 저장전지와 휴대전화, 캠코더, 노트북 그리고 PDA 등의 휴대 전자기기의 소형의 고성능 에너지원으로 사용되고 있다. 이차전지로서의 리튬 고분자 전지는 리튬 이온 전지의 단점인 전지의 안정성, 전해질의 누출 문제의 대안이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 전극과 전해질간의 접착력 향상을 꾀할 수 있으므로 에너지 밀도의 향상을 꾀할 수 있다.Recently, due to the serious environmental protection and pollution problem, alternative energy development is being done to solve this problem. The secondary battery, which is one of such alternative energy developments, is used as a small-scale, high-performance energy source for large-capacity power storage batteries such as electric vehicles, batteries and power storage systems, and portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, laptops, and PDAs. Lithium polymer battery as a secondary battery can be an alternative to the problems of the stability of the battery, the electrolyte leakage, which is a disadvantage of the lithium ion battery. In addition, since the adhesion between the electrode and the electrolyte can be improved, the energy density can be improved.

리튬 고분자 전지에 사용되는 고체 고분자 전해질은 겔형 고체 고분자 전해질과 본질형 고체 전해질로 구분된다. 겔형 고분자 고체 전해질은 다량의 유기 액체 전해질을 고분자에 함침시켜 겔화하여 얻어지는 고분자 전해질을 말하며, 본질형 고체 전해질은 고분자 내에 존재하는 극성분자가 알칼리 금속 양이온에 배위 결합하여 착체를 형성하여, 고분자 내에서 염이 해리된 상태로 고분자 속을 이동하여 전기 전도성을 띠는 것을 말한다. 본질형 고체 전해질는 주로 PEO계 전해질을 많이 사용한다. The solid polymer electrolyte used in the lithium polymer battery is classified into a gel solid polymer electrolyte and an intrinsic solid electrolyte. Gel-type polymer solid electrolyte refers to a polymer electrolyte obtained by gelling a polymer by impregnating a large amount of organic liquid electrolyte, and an intrinsic solid electrolyte forms a complex by coordinating a polar molecule present in the polymer to an alkali metal cation to form a complex. It refers to the electrical conductivity by moving the polymer in the dissociated state. Intrinsic solid electrolytes mainly use PEO-based electrolytes.

PEO계 고분자 전해질은 높은 결정성으로 인하여 상온에서의 전도도가 10-8 S/cm의 매우 낮은 이온전도도를 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 액 상의 가소제 및 TiO2, Al2O3, SiO2 그리고 활성 실리카와 같은 충전제를 사용한다. 이러한 방법 중 가소제를 첨가하는 방법은 고분자 전해질의 이온전도도의 향상을 가져오나, 전해질의 기계적 물성 저하와 양극과 반응하는 문제점이 있다. PEO-based polymer electrolytes have very low ionic conductivity of 10 -8 S / cm at room temperature due to high crystallinity. To solve this problem, liquid plasticizers and fillers such as TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 and activated silica are used. Among these methods, the method of adding a plasticizer results in the improvement of the ionic conductivity of the polymer electrolyte, but there is a problem in that the mechanical properties of the electrolyte are reduced and react with the positive electrode.

반면에 충전제를 첨가하는 방법은 이온전도도, 기계적 물성 그리고 양극/음극 계면 접착력 등이 향상되는 효과를 가진다. 그의 일례로서, 한국공개특허 제2001-25311호 및 미국등록특허 제5965299호에서는 고분자 전해질의 전기적, 기계적 물성의 향상을 위하여 가소제의 첨가 및 무기 세라믹 입자 또는 표면을 개질한 무기 세라믹 입자들을 충전제로 사용하는 방법에 관해 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 상온에서 전해질의 누액의 염려가 없는 장점이 있으나, 상온에서 고분자 전해질의 이온전도도가 낮아 이를 사용하여 전자기기의 소형화를 도모하기 어려웠다.On the other hand, the method of adding the filler has an effect of improving ion conductivity, mechanical properties, and adhesion between the anode and cathode interfaces. As an example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-25311 and US Patent No. 5965299 use plasticizers and inorganic ceramic particles or surface-modified inorganic ceramic particles as fillers to improve electrical and mechanical properties of polymer electrolytes. It discloses how to. However, the above method has an advantage that there is no fear of leakage of electrolyte at room temperature, but the ion conductivity of the polymer electrolyte is low at room temperature, making it difficult to miniaturize electronic devices.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 리튬 이온전지의 고분자 전해질에 층상구조를 가지며 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 도입하여 기존의 고분자가 가지고 있던 결정성 영역을 감소시키고 리튬이온의 이동통로를 제공하여 이온전도도의 향상시켜 고분자 전해질의 전기적, 기계적 물성을 향상시키는 특성을 갖는 리튬이온 전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to introduce a crystalline region of a conventional polymer by introducing clay having a layered structure in a polymer electrolyte of a lithium ion battery and having a cation substituted with lithium ions. It is to provide a lithium ion battery having the characteristics of improving the electrical and mechanical properties of the polymer electrolyte by reducing and improving the ion conductivity by providing a mobile passage of lithium ions.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 층상구조를 가지며 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In order to achieve the technical object of the present invention, the present invention provides a lithium secondary battery having a layered structure and including a clay in which a cation is substituted with lithium ions.

상기 클레이는 바람직하게는 피로필라이트-탈크(pyrophylite-talc), 몬트모릴로나이트 (montmorilonite, MMT), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 라포나이트(laponite), 버미큘리트(vermiculit), 일라이트(illite), 미카(mica) 및 브리틀 미카(brittle mica)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 사용하며, 보다 바람직하게는 몬트모릴로나이트를 사용하는 것이 효율이 높다.The clay is preferably pyrophylite-talc, montmorilonite (MMT), hectorite, saponite, laponite, vermiculit ), Illite, mica and brittle mica are used, and more preferably, montmorillonite is used.

상기 층상구조의 층간 간격은 바람직하게는 5 ~ 30 Å 정도이며, 상기 리튬이온은 바람직하게는 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 리튬염으로부터 유래되는 것을 사용한다.The interlayer spacing of the layered structure is preferably about 5 to 30 m 3, and the lithium ion is preferably lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triflate (LiCF 3 SO 3 ), or lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). And those derived from any one or more lithium salts selected from the group consisting of lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) and lithium trifluoromethanesulfonylimide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ).

본 발명의 리튬 이온전지의 고분자 전해질은 고분자 화합물 100 중량부, 가소제 10 ~ 100 중량부, 상기 기재의 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이 2 ~ 50 중량부 및 유기용매를 포함한다.The polymer electrolyte of the lithium ion battery of the present invention includes 100 parts by weight of a polymer compound, 10 to 100 parts by weight of a plasticizer, 2 to 50 parts by weight of clay in which the cation of the substrate is replaced with lithium ions, and an organic solvent.

상기 고분자 화합물은 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및 글리시돌로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 관능기를 포함하는 것이 바람직하다.The high molecular compound preferably comprises at least one functional group selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and glycidol.

상기 가소제는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 , 비닐렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸카보네이트 , 감마부티로락톤, 설포레인, 메틸 아세테이트 및 메틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.The plasticizer is selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, gamma butyrolactone, sulfolane, methyl acetate and methyl propionate It is preferable that it is any one or more.

상기 유기용매는 바람직하게는 고분자 화합물 100 중량부에 대하여 50 ~ 400 중량부를 혼합하며, 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드 및 N-메틸피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용하는 것이 좋다.The organic solvent is preferably 50 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound, and from the group consisting of ethanol, methanol, isopropyl alcohol, acetone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and N-methylpyrrolidone It is better to use one or more selected.

이하에서는 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 층상구조를 가지며 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 포함하는 리튬 이온전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion battery having a layered structure and including clay in which a cation is substituted with lithium ions.

일반적으로 리튬 이온전지의 고분자 전해질 복합재료는 폴리에틸렌 옥사이드 등의 관능기를 포함하는 고분자 화합물과, 리튬염, 가소제 및 주로 실리카로 구성되는 충전제를 유기용매에 적정비율로 혼합하여 제조된다. 그러나 종래의 리튬 이온전지의 고분자 전해질 복합재료는 전해액의 누출과 폭발 위험성에 대해 안정성을 가지나, 상온에의 이온전도도 및 리튬이온 운반율이 낮아, 상기 리튬 이온전지를 전자기기에 적용하는 경우 전자기기의 소량화, 경량화, 박형화를 추구하는데 한계 가 있었다.In general, a polymer electrolyte composite material of a lithium ion battery is prepared by mixing a high molecular compound including a functional group such as polyethylene oxide, a filler composed mainly of a lithium salt, a plasticizer and silica in an organic solvent in an appropriate ratio. However, the polymer electrolyte composite material of the conventional lithium ion battery has stability against the leakage and explosion risk of the electrolyte, but the ion conductivity at room temperature and the lithium ion transport rate are low, and thus the lithium ion battery is applied to the electronic device. There was a limit in pursuing the miniaturization, light weight, and thinning of.

한편, 클레이는 무기물의 층상구조 층간에 관능기가 도입된 층간화합물의 일종으로 이러한 클레이는 실리케이트 층상 구조의 점토 광물로 실리카 테트라히드랄 시트와 알루미나 옥타히드랄 시트의 조합으로 이루어져 있으며, 채취 장소 및 내부의 음전하량의 정도에 따라 일라이트 (illite), 버미큘리트 (vermiculite), 마이카 (mica) 그리고 스멕타이트 (smectite) 등으로 분류된다. 클레이 중 스멕타이트 (smectite)는 전형적인 층상 실리케이트로 사면체와 팔면체구조에 양이온이 치환(cationic substitution)되어 전하의 균형을 이루고 있으며, 이 때 층간에 삽입된 양이온을 교환이온(exchangeable ion)이라 하며 상기 치환된 양이온의 분자층은 규칙적인 층상 구조를 가지며, 상기 층간에 양이온이 삽입되어 클레이의 성질을 변화시킨다.On the other hand, clay is a kind of interlayer compound in which functional groups are introduced between layers of inorganic structures. These clays are silica minerals of silicate layer structure, and are composed of a combination of silica tetrahydral sheet and alumina octahydral sheet. According to the degree of the negative charge of the (illite), vermiculite (vermiculite), mica (mica) and smectite (mica). Among the clay, smectite is a typical layered silicate, which has a cationic substitution on the tetrahedral and octahedral structures to balance the charges, and the cations inserted between the layers are called exchangeable ions. The molecular layer of cations has a regular layered structure, and cations are inserted between the layers to change the properties of the clay.

본 발명은 상기 클레이의 양이온 치환능력에 주목하여 안출된 것으로, 리튬이온 전지에서 고분자 전해질의 충전제로써 양이온이 리튬이온 치환된 클레이를 사용하여 상술한 종래의 리튬 이온전지의 고분자 전해질 복합재료가 갖는 문제점을 극복하였다. 보다 구체적으로 고분자 화합물인 폴리에틸렌옥사이드가 클레이의 층간에 함입됨에 따라 폴리에틸렌옥사이드의 결정화도가 감소되는 것과 동시에 비정질 영역이 확대되고, 상기 비정질 영역의 확대는 리튬이온의 이온통로를 제공하여 결과적으로 이온전도도를 향상시켜 고분자 전해질 복합재료의 전기적, 기계적 물성 이 향상된다(도 1 내지 도 4 참조).The present invention has been devised in view of the cation substitution ability of the clay, a problem that the polymer electrolyte composite material of the conventional lithium ion battery described above using a clay in which a cation is substituted with a lithium ion as a filler of a polymer electrolyte in a lithium ion battery. Overcome it. More specifically, as the high molecular compound polyethylene oxide is embedded in the layers of the clay, the crystallinity of the polyethylene oxide is reduced and the amorphous region is expanded, and the enlargement of the amorphous region provides an ion channel for lithium ions and consequently increases ion conductivity. By improving the electrical and mechanical properties of the polymer electrolyte composite material (see FIGS. 1 to 4).

본 발명에서 사용되는 클레이는 양이온 치환능이 있는 것이면 그 제한이 없으나, 바람직하게는 피로필라이트-탈크(pyrophylite-talc), 몬트모릴로나이트 (montmorilonite, MMT), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 라포나이트(laponite), 버미큘리트(vermiculit), 일라이트(illite), 미카(mica) 및 브리틀 미카(brittle mica)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 사용하며, 보다 바람직하게는 클레이의 층간 양이온이 나트륨 이온으로 채워진 몬트모릴로나이트를 사용한다. 상기 몬트모릴로나이트는 두께 10 Å와 길이 2800 Å를 가지는 실리케이트 층을 가지고 있으며 높은 종횡비와 플레이트상의 모폴로지를 가지고 있어 양이온 치환능이 우수하다.The clay used in the present invention is not limited as long as it has a cation substitution ability, preferably pyrophylite-talc, montmorilonite (MMT), hectorite, saponite ( saponite, laponite, vermiculit, illite, mica and brittle mica are used, more preferably Uses montmorillonite in which the interlayer cations of clay are filled with sodium ions. The montmorillonite has a silicate layer having a thickness of 10 mm 3 and a length of 2800 mm 3, and has a high aspect ratio and a plate-like morphology, so that the cation substitution ability is excellent.

상기에서 클레이의 층간 양이온을 리튬 양이온으로 치환하는 방법은 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 불순물이 제거된 클레이와 리튬염을 혼합하여 1 ~ 4일 동안 교반한 후 원심분리를 실시하고, 원심분리 후 분리된 여액에 질산은 수용액을 가하여 최종적으로 층간 양이온이 리튬 이온으로 치환된 클레이를 얻는다.The method of replacing the interlayer cations of clay with lithium cations is not particularly limited, but preferably, after mixing the clay and the lithium salt from which impurities are removed, stirring for 1 to 4 days and then performing centrifugation and centrifugation. To the separated filtrate, an aqueous solution of silver nitrate was added to obtain clay in which the interlayer cation was finally replaced with lithium ions.

상기 클레이의 층간간격은 특별한 제한이 없으나 바람직하게는 층상구조의 층간 간격은 5 ~ 30 Å인 것이 좋다. 만일 클레이의 층간간격이 5Å 미만인 경우에는 통로가 좁아 이온전달이 어렵고, 30Å을 초과하는 경우에는 통로의 크기가 너무 커져 다른 물질이 이동할 우려가 있으므로 바람직하지 않다.The layer spacing of the clay is not particularly limited, but preferably, the interlayer spacing of the layered structure is 5 to 30 mm 3. If the interlayer spacing of the clay is less than 5 mm 3, the passage is narrow and ion transmission is difficult. If it exceeds 30 mm, the size of the passage is too large and other materials may move, which is not preferable.

한편 상기 리튬염은 클레이에 리튬 양이온을 제공할 수 있는 것이면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 또는 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 리튬염으로부터 유래하는 것을 사용하는 것이 비용 및 효율측면에서 좋다.Meanwhile, the lithium salt is not particularly limited as long as it can provide lithium cations to clay, preferably lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triflate (LiCF 3 SO 3 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), It is cost and efficient to use those derived from any one or more lithium salts selected from the group consisting of lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) or lithium trifluoromethanesulfonylimide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ) Good on the side

본 발명의 고분자 전해질은 높은 이온 전도도를 가지며, 전기적, 기계적 물성이 뛰어나, 휴대전자기기의 소형화, 장시간 연속사용을 목표로 하는 부품의 경량화 및 소비전력을 경감하는데 대단히 유용하다.The polymer electrolyte of the present invention has high ionic conductivity, excellent electrical and mechanical properties, and is extremely useful for reducing the weight and power consumption of components aiming at miniaturization of portable electronic devices and long-term continuous use.

본 발명의 리튬 이온전지의 고분자 전해질은 고분자 화합물 100 중량부, 가소제 10 ~ 100 중량부 및 상기 기재의 층간 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이 2 ~ 50 중량부 및 유기용매를 포함한다.The polymer electrolyte of the lithium ion battery of the present invention includes 100 parts by weight of the polymer compound, 10 to 100 parts by weight of the plasticizer, and 2 to 50 parts by weight of clay in which the interlayer cation of the substrate is replaced with lithium ions and an organic solvent.

상기 고분자 화합물은 일반적으로 리튬 이온전지에 사용되는 고분자 화합물이면 그 종류에 제한이 없으나, 바람직하게는 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및 글리시돌로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 관능기를 포함하는 화합물을 사용하는 것이 반응성이 좋다. The polymer compound is not particularly limited as long as it is a polymer compound used in a lithium ion battery, but preferably includes any one or more functional groups selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and glycidol. Using the compound is more reactive.

상기 가소제는 일반적으로 리튬 이온전지에 사용되는 고분자 화합물이면 그 종류에 제한이 없으나, 바람직하게는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 , 비닐렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카본네이트, 에틸메틸카보네이트 , 감마부티로락톤, 설포레인, 메틸 아세테이트 및 메틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 사용하는 것이 좋다. 한편 상기 가소제는 고분자 화합물 100 중량부에 대해 10 ~ 100 중량부를 첨가한다. 만일 10 중량부 이하로 첨가하면 결정화도의 감소효율이 현저하게 낮아지고 100 중량부를 초과하면 가소제의 비율이 지나치게 높아져 기계적 강도가 감소하고 비용이 상승하는 문제가 있다.The plasticizer is generally a high molecular compound used in a lithium ion battery, but there is no limitation in the kind, preferably ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, It is preferred to use any one or more compounds selected from the group consisting of gammabutyrolactone, sulfolane, methyl acetate and methyl propionate. Meanwhile, the plasticizer adds 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound. If the amount is less than 10 parts by weight, the efficiency of reducing the crystallinity is significantly lowered. If it exceeds 100 parts by weight, the ratio of the plasticizer is too high, resulting in a decrease in mechanical strength and an increase in cost.

상기 기재의 층간 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이는 고분자 전해질 복합재료에 있어서 충전제의 역할을 수행하며, 고분자 화합물 100 중량부에 대하여 2 ~ 50 중량부를 첨가하며 바람직하게는 2 ~ 35 중량부, 더욱 바람직하게는 2 ~ 25 중량부를 첨가한다. 만일 2중량부 미만을 첨가하면 첨가의 유의미성이 없으며, 50 중량부를 초과하면 충전제간의 응집 현상에 의해 이온 전달이 어렵게 된다.Clay in which the interlayer cation of the substrate is substituted with lithium ions plays a role of a filler in the polymer electrolyte composite material, and adds 2 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer compound, preferably 2 to 35 parts by weight, more Preferably 2 to 25 parts by weight is added. If less than 2 parts by weight is added, there is no significance of the addition, 50 When it exceeds the weight part, ion transfer becomes difficult by the aggregation phenomenon between fillers.

상기 유기용매는 고분자 전해질을 용해할 수 있는 것이면 어떤 것이든 그 제한이 없으나, 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 디메틸포름 아마이드, 디메틸설폭사이드 및 N-메틸피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용하며, 첨가되는 유기용매의 양은 고분자 화합물 100 중량부에 대하여 50 ~ 400 중량부인 것이 바람직하다. 만일 50 중량부 미만이 면 고분자 전해질의 완전한 용해가 어렵고, 400 중량부를 초과하면 용액농도가 너무 낮아서 필름제조가 어렵다.The organic solvent is not limited as long as it can dissolve the polymer electrolyte, but is preferably a group consisting of ethanol, methanol, isopropyl alcohol, acetone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and N-methylpyrrolidone Any one or more selected from among those used, and the amount of the organic solvent added is preferably 50 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound. If less than 50 parts by weight, it is difficult to completely dissolve the polymer electrolyte, and if it exceeds 400 parts by weight, the solution concentration is too low, making the film difficult.

상기 본 발명의 클레이가 포함된 리튬 이온전지의 고분자 전해질의 제조방법은 당업자간에 통상적으로 제조하는 방법이면 족하나, 바람직하게는 고분자 화합물 100 중량부, 가소제 10 ~ 100 중량부 및 상기 기재의 층간 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이 2 ~ 50 중량부를 유기용매 50 ~ 400 중량부에 혼합한 후 교반하여 전해질 슬러지를 제조하고, 상기와 같이 제조된 전해질 슬러리를 유리용기에 도포 후 40℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조하여 전해질 필름을 제조한다.The method for producing a polymer electrolyte of a lithium ion battery including the clay of the present invention may be any method commonly prepared by those skilled in the art, but preferably 100 parts by weight of the polymer compound, 10 to 100 parts by weight of the plasticizer and the interlayer cation of the substrate. 2 to 50 parts by weight of the clay substituted with lithium ions are mixed with 50 to 400 parts by weight of an organic solvent, followed by stirring to prepare an electrolyte sludge. The electrolyte slurry prepared as described above is applied to a glass container, followed by a vacuum oven at 40 ° C. Drying for 24 hours produces an electrolyte film.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위는 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples. The following examples are merely to illustrate the invention, the scope of the invention is not limited to the following examples.

<합성예> 충전제의 제조Synthesis Example Preparation of Filler

충전제로 사용될 몬트모릴로나이트(Southern Clay Products사, 양이온 교환능 1.54 meq/g) 층간에는 나트륨이온이 삽입되어 있으므로 이를 리튬으로 치환하기 위해 리튬클로라이드(LiCl, Aldrich사)를 사용하였다. 몬트모릴로나이트에 잔존하는 불순물의 제거를 위하여 20 ~ 40 g의 몬트모릴로나이트를 1L증류수를 이용하여 현탁액을 제조하였으며, 이를 24 시간 동안 교반시킨 후 원심분리를 시행하였다. 불순물이 제거된 몬트모릴로나이트에 20~40 g의 리튬클로라이드 용액과 800 ml의 증류수를 가한 후 나트륨이 리튬으로 완전히 치환될 수 있도록 2일 동안 충분히 교반시킨 후 이를 원심 분리하여 양이온이 리튬 이온으로 치환된 몬트모릴로나이트를 얻었다. 원심분리 후 분리된 여액에 0.1N AgNO3수용액을 가하여 여과액이 흰색 침전물을 생성하지 않을 때까지 세척 및 원심분리의 과정을 거친 후, 잔존하는 리튬클로라이드를 제거하고 열풍식 건조 오븐에서 100℃에서 24시간 동안 건조시켜 리튬-몬트모릴로나이트(Li-MMT)를 얻었다.Since sodium ions were intercalated between montmorillonite (Southern Clay Products, cation exchange capacity 1.54 meq / g) to be used as a filler, lithium chloride (LiCl, Aldrich) was used to replace it with lithium. In order to remove impurities remaining in montmorillonite, a suspension was prepared by using 1 L distilled water of 20 to 40 g of montmorillonite, which was stirred for 24 hours and then centrifuged. 20 to 40 g of lithium chloride solution and 800 ml of distilled water were added to the montmorillonite from which impurities were removed, and the mixture was stirred for 2 days so that sodium could be completely replaced with lithium. Substituted montmorillonite was obtained. After centrifugation, 0.1N AgNO 3 aqueous solution was added to the filtrate, and the filtrate was washed and centrifuged until no white precipitate was formed. Drying for 24 hours yielded lithium-montmorillonite (Li-MMT).

<실시예 1><Example 1>

50℃에서 24시간 동안 건조한 폴리에틸렌옥사이드 1 g, 에틸렌카보네이트 0.5 g 및 아세토니트릴 6 ml를 혼합한 후 상기 혼합용액에 합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 2 중량부를 첨가하여 24시간 동안 교반한 후 이를 유리용기에 캐스팅(casting)하여 필름 형태로 제조하여 40℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조하여 전해질 필름(SPE)을 제조하였다. After mixing 1 g of dried polyethylene oxide, 0.5 g of ethylene carbonate and 6 ml of acetonitrile at 24 ° C. for 24 hours, 2 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added to the mixed solution, followed by stirring for 24 hours. After casting this in a glass container (cast) was prepared in the form of a film and dried for 24 hours in a vacuum oven at 40 ℃ to prepare an electrolyte film (SPE).

<실시예 2><Example 2>

합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 5 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added based on polyethylene oxide.

<실시예 3><Example 3>

합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 10 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added based on polyethylene oxide.

<실시예 4><Example 4>

합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 15 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 15 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added based on polyethylene oxide.

<실시예 5>Example 5

합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 20 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 20 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added based on polyethylene oxide.

<실시예 6><Example 6>

합성예에서 제조된 충전제를 폴리에틸렌옥사이드에 대하여 25 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 25 parts by weight of the filler prepared in Synthesis Example was added based on polyethylene oxide.

<비교예 1>Comparative Example 1

50℃에서 24시간 동안 건조한 폴리에틸렌옥사이드 1 g을 아세토니트릴 6 ml와 혼합하여 24시간 동안 교반한 후 이를 유리용기에 캐스팅(casting)하여 필름 형태로 제조하고 40℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조하여 전해질 필름(SPE)를 제 조하였다. 1 g of polyethylene oxide dried at 50 ° C. for 24 hours was mixed with 6 ml of acetonitrile and stirred for 24 hours, then cast into a glass container to prepare a film, and dried in a vacuum oven at 40 ° C. for 24 hours. An electrolyte film (SPE) was prepared.

<비교예 2>Comparative Example 2

가소제인 에틸렌카보네이트 0.5g과 PEO 1g을 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 전해질 필름을 제조하였다.An electrolyte film was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.5 g of ethylene carbonate, which was a plasticizer, and 1 g of PEO were added.

<실험예>Experimental Example

상기 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 전해질 필름에 대한 물성평가를 하기와 같은 방법으로 실시한 후 그 결과를 표 1 및 도 1 ~ 4에 나타내었다.The physical properties of the electrolyte films prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were performed in the following manners, and the results are shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4.

(1) 구조 및 표면 결정화도(1) structure and surface crystallinity

폴리에틸렌옥사이드에 에틸렌카르보네이트와 클레이를 첨가에 따른 고분자 나노복합재료의 구조 분석은 X-선 회절분석 (XRD)을 통하여 시행하였다. 시차주사열량계(DSC, Perkin Elmer DSC6)를 통해 에틸렌카보네이트와 클레이의 첨가가 PEO의 결정화도에 미치는 영향을 살펴보았으며, DSC는 상온에서 125℃까지 N2 분위기하에서 5℃/min의 승온속도로 시행하였다. DSC 결과는 고분자 전해질의 용융점 변화를 나타낸 것이며, 이러한 용융점의 변화는 곧 폴리에틸렌옥사이드의 결정화 영역의 감소를 의미한다. 폴리에틸렌옥사이드의 결정화 영역의 감소는 결정화도 (χ)를 통해 확인할 수 있으며 상기 결정화도는 수학식 1과 같은 방법으로 계산된다.Structural analysis of polymer nanocomposites with the addition of ethylene carbonate and clay to polyethylene oxide was carried out through X-ray diffraction analysis (XRD). The differential scanning calorimeter (DSC, Perkin Elmer DSC6) was used to investigate the effect of ethylene carbonate and clay addition on the crystallinity of PEO. DSC was carried out at room temperature up to 125 ℃ at 5 ℃ / min in N 2 atmosphere. It was. DSC results show a change in the melting point of the polymer electrolyte, which means a decrease in the crystallization region of the polyethylene oxide. Reduction of the crystallization region of the polyethylene oxide can be confirmed through the crystallinity ( χ ) and the crystallinity is calculated in the same manner as in Equation (1).

Figure 112005053164514-pat00001
Figure 112005053164514-pat00001

상기 폴리에틸렌옥사이드의 H f o T m 은 각각 189 J/g과 65℃이며, LiClO4와 MCM-41의 첨가에 따른 H f 는 DSC 측정을 통해 구하였다. And H f o and T m is 189 J / g and 65 ℃ each of said polyethylene oxide, H f with the addition of LiClO 4 and the MCM-41 was determined through a DSC measurement.

(2) 교류 임피던스(2) AC impedance

제조된 전해질 필름의 이온전도도를 측정하기 위하여 교류 임피던스를 측정하였다. 상기 교류 임피던스 측정은 두 개의 스테인레스 스틸 전극에 전해질 필름을 샌드위치 형태로 제조하여 10 Hz~10 kHz의 주파수 범위, 25~80℃의 온도범위에서 주파수반응분석기 (frequency response analyzer, FRA)가 연결된 AUTOLAB 30 (potentiostat/galvanostat) (Eco Chemie, Netherlands)를 이용하여 측정하였다. AC impedance was measured to measure the ion conductivity of the prepared electrolyte film. The AC impedance measurement is made by sandwiching an electrolyte film on two stainless steel electrodes in the form of a sandwich, the frequency response analyzer (FRA) connected to the frequency response analyzer (FRA) in the frequency range of 10 Hz ~ 10 kHz, temperature range of 25 ~ 80 ℃ It was measured using (potentiostat / galvanostat) (Eco Chemie, Netherlands).

(3) 벌크상 저항(R b ) 및 이온 전도도 (σ)(3) Bulk phase resistance ( R b ) and ion conductivity (σ)

벌크상의 저항 (R b )은 FRA 소프트웨어를 이용하여 등가회로분석(equivalent circuit analysis)을 통해 측정한다. 한편 이온 전도도는 벌크상 저항을 상기 벌크상 저항에 대하여, 이를 필름 디멘젼을 고려하여 하기 수학식 2를 통해 이온 전도 도(σ)를 구할 수 있다. Bulk resistance ( R b ) is measured by equivalent circuit analysis using FRA software. On the other hand, the ionic conductivity can be obtained by calculating the bulk resistance in relation to the bulk resistance and the film dimension thereof through Equation 2 below.

Figure 112005053164514-pat00002
Figure 112005053164514-pat00002

상기, t는 고분자 전해질의 두께 그리고 A는 고분자 전해질의 면적을 의미한다.Where t is the thickness of the polymer electrolyte and A is the area of the polymer electrolyte.

용융점(Tm, ℃)Melting Point (Tm, ℃) 결정화도 (χ, %)Crystallinity (χ,%) 실시예 1Example 1 52.9052.90 51.9851.98 실시예 2Example 2 52.7452.74 49.6749.67 실시예 3Example 3 54.1254.12 48.0948.09 실시예 4Example 4 52.2452.24 47.7447.74 실시예 5Example 5 52.4952.49 37.7337.73 실시예 6Example 6 54.8054.80 38.7438.74 비교예 1Comparative Example 1 53.5053.50 52.7652.76 비교예 2Comparative Example 2 53.1553.15 53.9653.96

표 1 및 도 1 ~ 4를 통하여 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 충전제로 첨가한 고분자 전해질은 XRD의 결과를 통하여 층간 공간이 존재함을 확인할 수 있었다. 이는 층상구조를 가지는 클레이에 고분자 사슬이 합입됨에 따라 나타나는 현상으로 충전제의 함량이 증가함에 따라 낮은 층간 공간율을 보였다. 이를 통해 상기 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이를 충전제로 사용한 고분자 전해질의 경우는 나노복합재료의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다. 또한, XRD에서 2θ = 15 ~ 30°의 영역에서 PEO의 특유의 피크를 관찰할 수 있다. 이러한 PEO 특성 피크들은 클레이를 첨가함에 따라 강도(intensity)가 감소하는, 다시말해 결정화도가 감소하는 경향을 관찰할 수 있었다. 상기 결정화도의 감소는 DSC의 결과를 통해서도 관찰이 가능하며, 이는 고분자에 열을 가하면 용융현상이 발생하며 용융영역에서 고분자의 결정성영역이 비정질 영역으로의 변화가 발생하기 때문이다. 이러한 영역의 변화로 인해 용융점 이하에서부터 흡열반응이 발생하는 것을 알 수 있으며, DSC 측정결과 용융점에서 흡열피크는 클레이를 첨가할수록 용융점에서의 흡열피크가 약해지며 낮은 온도 쪽으로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다. 상기 결정화도의 감소는 클레이의 층간 사이로 고분자 사슬이 합입됨에 따라 PEO의 결정성장을 감소시키기 때문으로 상기 클레이 첨가에 따른 전기적 물성의 변화를 살펴본 결과, 클레이를 첨가함에 따라 이온전도도가 향상됨을 관찰할 수 있었으며, 이는 결정화도가 고분자 내에서의 클레이의 분산도의 영향을 받는 것으로 판단된다. 또한, 온도가 상승함에 따라 이온전도도가 상승함을 관찰할 수 있었는데, 이는 이온의 전도는 비정질영역에서 발생하며 용융점 이하에서의 이온전도도는 고분자 전해질의 결정화도의 영향을 받기 때문에 클레이의 함량이 증가할수록 이온 전도도가 상승하는 것이다. Table 1 and Figures 1 to 4 it was confirmed that the interlayer space is present through the XRD results of the polymer electrolyte in which the cation is substituted with a lithium ion as a filler filler. This phenomenon occurs as polymer chains are incorporated into the clay having a layered structure. As the filler content increases, the interlayer space ratio is low. Through this, it was confirmed that the production of the nanocomposite material in the case of the polymer electrolyte using the clay in which the cation was substituted with lithium ions as a filler. Further, in the region of 2 θ = 15 ~ 30 ° in the XRD can be observed a unique peak of PEO. These PEO characteristic peaks were observed to have a tendency to decrease the intensity (ie, crystallinity) with the addition of clay. The decrease in crystallinity can also be observed through DSC results, because melting occurs when heat is applied to the polymer, and the crystalline region of the polymer changes from the melting region to the amorphous region. It can be seen that the endothermic reaction occurs from below the melting point due to the change of the area. As a result of DSC measurement, the endothermic peak at the melting point becomes weaker and the endothermic peak at the melting point becomes weaker and moves toward the lower temperature as the clay is added. The decrease in crystallinity decreases the crystal growth of PEO as the polymer chains are incorporated between the layers of clay, and as a result of examining the change in electrical properties according to the addition of clay, it can be observed that the ion conductivity is improved as clay is added. The crystallinity is believed to be influenced by the degree of dispersion of the clay in the polymer. In addition, it was observed that the ionic conductivity increases with increasing temperature, which means that the conduction of ions occurs in the amorphous region and the ionic conductivity below the melting point is affected by the crystallinity of the polymer electrolyte. The ionic conductivity is rising.

본 발명은 클레이의 양이온 교환반응을 이용하여 리튬으로 치환된 클레이를 충전제로 사용하는 고분자 전해질 복합재료를 제조함으로써 결정화도를 감소시켜 상온에서 이온전도도를 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the ionic conductivity at room temperature by reducing the crystallinity by manufacturing a polymer electrolyte composite material using a clay substituted with lithium as a filler using a cation exchange reaction of clay.

상기 이온전도도의 향상은 리튬 이온전지의 기계적 전기적 물성을 향상시킴과 동시에 고분자 전해질의 효율을 극대화시켜, 휴대전자기기의 소형화, 장시간 연속사용을 목표로 하는 부품의 경량화 및 소비전력을 경감하여 화학공업상 대단히 유용한 발명이다.The improvement of the ion conductivity improves the mechanical and electrical properties of the lithium ion battery and maximizes the efficiency of the polymer electrolyte, thereby reducing the weight and power consumption of components aimed at miniaturization of portable electronic devices and long-term continuous use. It is a very useful invention.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. .

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 고분자 화합물 100 중량부, 가소제 10 ~ 100 중량부, 층간 간격이 5 ~ 30 Å인 층상구조를 가지며 층간 양이온이 리튬이온으로 치환된 클레이 20 ~ 25 중량부 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.A polymer comprising 100 parts by weight of a polymer compound, 10 to 100 parts by weight of a plasticizer, a layered structure having an interlayer spacing of 5 to 30 mm, 20 to 25 parts by weight of clay in which an interlayer cation is substituted with lithium ions, and an organic solvent. A lithium ion battery containing an electrolyte composite material. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 고분자 화합물은 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및 글리시돌로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.The polymer compound is a lithium ion battery comprising a polymer electrolyte composite material characterized in that it comprises at least one functional group selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and glycidol. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 가소제는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 , 비닐렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카본네이트, 에틸메틸카보네이트 , 감마부티로락톤, 설포레인, 메틸 아세테이트 및 메틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.The plasticizer is selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, gamma butyrolactone, sulfolane, methyl acetate and methyl propionate Lithium ion battery comprising a polymer electrolyte composite material, characterized in that any one or more. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유기용매는 고분자 화합물 100 중량부에 대하여 50 ~ 400 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 상기 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.The organic solvent is a lithium ion battery comprising the polymer electrolyte composite material, characterized in that 50 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드 및 N-메틸피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.The organic solvent is lithium containing the polymer electrolyte composite material, characterized in that any one or more selected from the group consisting of ethanol, methanol, isopropyl alcohol, acetone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and N-methylpyrrolidone Ion battery. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 클레이는 피로필라이트-탈크(pyrophylite-talc), 몬트모릴로나이트 (montmorilonite, MMT), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 라포나이트(laponite), 버미큘리트(vermiculit), 일라이트(illite), 미카(mica) 및 브리틀 미카(brittle mica)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이고, 상기 리튬이온은 리튬퍼클로레이트 (LiClO4), 리튬트리플레이트 (LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트 (LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 리튬염으로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 상기 고분자 전해질 복합재료를 포함하는 리튬이온전지.The clay is pyrophylite-talc, montmorilonite (MMT), hectorite, saponite, laponite, vermiculit, work One selected from the group consisting of illite, mica and brittle mica, and the lithium ion is lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium triflate (LiCF 3 SO 3 ), lithium hexa Derived from at least one lithium salt selected from the group consisting of fluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) and lithium trifluoromethanesulfonylimide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ) A lithium ion battery comprising the polymer electrolyte composite material.
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