KR101165823B1 - 전기 전도도 및 투과율이 우수한 전해질 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기 전도도 및 투과율이 우수한 전해질 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자 및 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 수용액과 용매를 혼합하는 단계; 상기 혼합 용액을 기재상에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅을 건조하여 고체전해질을 얻는 단계를 포함하는 고체전해질의 제조방법과 상기 제조방법으로 제조된 고체전해질에 관한 것으로서, 간단한 공정을 통하여 전기전도도 및 투과율이 향상된 고체 전해질을 제조할 수 있으며, 상기 고체 전해질을 이용한 캐패시터의 성능은 종래의 캐패시터에 비해 개선되었다.

Description

전기 전도도 및 투과율이 우수한 전해질 및 이의 제조방법{An electrolyte having good electric conductivity and transmittance and method for preparation thereof}
본 발명은 전기 전도도 및 투과율이 우수한 전해질 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전해질의 역할은 캐패시터, 전기변색소자의 라인 패터닝 (line patterning)등에 있어 가장 중요한 부분 중의 하나로서, 과거에는 액체전해질이 사용되었지만 휴대가 불편하고 물리적성질의 단점이 있어 현재에는 고체 또는 고분자 전해질이 사용되고 있다.
고분자 전해질은 전기화학적 측면에서 다음과 같은 기본여건을 충족하여야 한다. 화학적으로 안정하여야 하며 넓은 온도범위에서 높은 전기전도도를 가져야 하고, 넓은 전위영역에서 전기화학적으로 안정해야 한다. 또한 안정성이 높으면서 독성이 없어야 한다.
지금까지 고체전해질로 사용되고 있는 전자전도성을 가진 도전성 고분자로서, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜유도체 등이 알려져 있다. 그러나 폴리피롤 등의 도전성고분자를 고체전해질로 사용한 종래의 캐패시터에서는 내습부하에 의해 캐패시터 특성이 크게 변동되는 문제점이 있다.
최근에 독일의 바이엘(Bayer)사에서는 싸이오펜의 구조에 에틸렌다이옥시그룹을 링의 형태로 갖고 있는 3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜을 중합하여 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)(이하 PEDOT라 칭함)을 제조하였다. 상기 물질은 기존의 전도성 고분자 보다 투과율(transmittance)이 높다는 장점이 있으나, 상기 PEDOT 자체만으로는 필름 자체의 기계적 강도를 기대하기가 어려우며 또한 가공이 쉽지 않고, 특히 바이엘사에서 시판되고 있는 Baytron P는 열적 대기 안정성이 우수하나, 전기전도도가 0.1S/cm로서 전기전도도가 매우 낮은 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)(PEDOT)을 대체할 수 있는 물질을 연구하던 중, 화학식 1 내지 화학식 2로 고체 전해질을 제조할 경우, 전기 전도도 및 투과율이 현저히 상승함을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 전기전도도 및 투과율이 향상된 고체 전해질 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질의 수용액과 용매를 혼합하는 단계;
상기 혼합 용액을 기재상에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅을 건조하여 고체전해질을 얻는 단계를 포함하는 고체전해질의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112010077003002-pat00001
상기 R은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 사이클로알킬이다.
[화학식 2]
Figure 112010077003002-pat00002
상기 n은 1 내지 4의 정수이다.
바람직하게는, 상기 용매는 유기용매, 알코올 및 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유기용매는 디메틸술폭시드 (DMSO), N,N' -디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 테트라히드로푸란(THF), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 클로로포름, 디클로로메탄, 자일렌 및 벤젠으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 1-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, t -부틸알코올, 1-펜틸알콜, 1-헥실알코올, 벤질알코올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 라우릴 알코올 및 올레일알코올로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 산은 포름산, 아세트산, 카프릭 산, 황산, 염산, 질산 및 트리플루오로아세트산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 용매를 혼합하는 단계는 전도성 고분자, 계면활성제, 커플링제 및 기능성 폴리머로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 혼합할 수 있다.
여기서, 상기 전도성 고분자는 예를 들면 폴리피롤 또는 폴리아닐린일 수 있다.
나아가, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자 및 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질 및 용매를 함유하는 고체전해질을 제공한다.
바람직하게는, 상기 용매는 유기용매, 알코올 및 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유기용매는 디메틸술폭시드 (DMSO), N,N' -디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 테트라히드로푸란(THF), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 클로로포름, 디클로로메탄, 자일렌 및 벤젠으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 1-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, t -부틸알코올, 1-펜틸알콜, 1-헥실알코올, 벤질알코올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 라우릴 알코올 및 올레일알코올로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 산은 포름산, 아세트산, 카프릭 산, 황산, 염산, 질산 및 트리플루오로아세트산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 고체전해질에 있어서, 상기 용매를 혼합하는 단계는 전도성 고분자, 계면활성제, 커플링제 및 기능성 폴리머로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 혼합할 수 있다.
여기서, 상기 전도성 고분자는 예를 들면 폴리피롤 또는 폴리아닐린일 수 있다.
또한 본 발명은 본원발명의 고체전해질을 함유하는 커패시터를 제공한다.
본 발명에 사용되는 전해질 용액의 제조시에 첨가되는 유기 용매의 양이 너무 적을 경우에는 본 발명에서 목적으로 하는 높은 전기전도도를 가지는 고체 전해질 및 높은 정전용량 및 낮은 손실값을 가지는 고체 캐패시터를 얻을 수 없다. 즉, 유기 용매가 첨가되지 않은 경우와 비교하여 그 효과에 있어서 큰 차이를 보이지 않는다. 한편, 전해질 용액의 제조시에 첨가되는 유기 용매의 양이 너무 많은 경우에는, 전해질 용액 을 기재 상에 코팅 및 건조하여 고체 전해질을 제조할 때 유기용매의 대부분의 양이 그 과정에서 증발되어 고체 전해질 코팅층으로부터 제거되므로 너무 많은 유기 용매를 첨가하는 것은 경제적이지 않을 뿐만 아니라 너무 많은 유기 용매가 첨가되는 경우에는 수층과 유기층의 층분리가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기의 전해질 용액의 제조시에 첨가되는 유기 용매는 PEDOT와 상호작용할 수 있어 고체 전해질에 소량이나마 잔류할 수 있고 또한 첨가되는 양에 따라 물과 층분리가 극심하지 않아서 상기의 전해질 용액에 의하여 코팅층을 형성할 수 있다면 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 사용되는 유기용매로는 극성 비양성자성(aprotic) 용매가 가장 바람직하다. 그러한 극성 비양성자성 용매의 예로는 디메틸술폭시드(DMSO), N,N' -디메틸포름아미드(DMF), 테트라히드로푸란(THF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 클로로포름, 디클로로메탄 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 유기용매로는 알코올과 같은 극성 양성자성(protic) 용매를 사용할 수 있다. 그러한 용매의 예로는 메틸알코올, 에틸알코올, 1-부탄올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, t -부틸알코올, 벤질알코올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 라우릴 알코올, 올레일알코올, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 그리고 본 발명에서 사용되는 유기 용매는 비극성 용매를 포함할 수 있다. 그러한 용매의 예로는 자일렌, 벤젠 등을 들 수 있다.
상기와 같은 방법에 의하여 제조된 본 발명의 고체 전해질은 전기전도도가 매우 높다. 즉, 동일한 실험 조건 하에서 바이엘사의 Baytron P 수현탁액을 사용하여 제조된 고체 전해질의 전기전도도는 0.1 S/cm 였던 것과 비교하여, 본 발명의 고체 전해질의 전기전도도는 대략 0.3 S/cm 정도로서 3배 가량 향상되었음을 확인하였다. 본 발명의 고체 전해질의 전기전도도가 높은 이유는 유기 용매가 첨가됨으로써 전해질 용액에서 유기용매가 고분자를 용해시키는 용매화 효과를 일으켜서, 고체 전해질 코팅층의 형성시에 고분자의 규칙적인 배열의 형성에 기여하고, 또한, 고체 전해질에 잔류되는 소량의 유기용매가 고분자의 규칙적인 배열의 형성 및 유지에 기여하기 때문인 것으로 추측된다.
한편, 상기에서 전해질 용액에 혼합되는 유기 용매 대신에 유기 또는 무기 산을 혼합할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 유기 또는 무기 산의 예로는 포름산, 아세트산, 황산, 질산, 염산, 트리플루오로아세트산 등을 들 수 있다. 유기 또는 무기 산은 본 발명에 있어서 상기의 유기 용매와 대등한 역할을 하는 것이다.
한편, 상기의 전해질 용액에는 전도성 고분자, 계면활성제, 커플링제 또는 기능성 폴리머가 첨가될 수 있다.
본 발명에서 상기의 전해질 용액에 첨가되는 계면활성제는 수소결합을 할 수 있고 고리(ring) 또는 알킬 체인(alkyl chain)을 갖는 양쪽이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 음이온 계면활성제를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 양쪽이온성 계면활성제의 예로는 N-라우릴-β-아세트 산(N-lauryl-β-acetic acid), N-라우릴-β-아미노프로피온 산(N-lauryl-β-aminopropionic acid), N-라우릴-β-아미노부티르 산(N-lauryl-β-aminobutyric acid) 등을 들 수 있고, 비이온성 계면활성제의 예로는 소르비탄 모노올레이트(Sorbitan monooleate), POE 소르비탄 모노올레이트, N,N'-디메틸포름아미드 디사이클로헥실 아세탈(N,N'-Dimethyl formamide dicyclohexyl acetal) 등을 들 수 있으며, 음이온 계면활성제의 예로는 디-알킬 설포숙시네이트(di-alkyl sulfosuccinate), 알킬-α-설포카보네이트(alkyl-α-sulfocarbonate), 알킬 포스페이트(alkyl phosphate), 페트롤륨 설포네이트(petroleum sulfonate) 등을 들 수 있다. 본 발명의 고체 전해질을 고체 캐패시터에 적용하였을 경우에, 이러한 계면활성제는 긴 알킬 사슬 또는 고리의 비극성 부분과 양성자의 극성 부분을 가지고 있어 비극성 부분이 비극성인 폴리머 주사슬과 구조적 친화성을 형성함과 동시에 산화탄탈륨 소자와 수소결합을 할 수 있다. 즉, 고체 캐패시터의 형성시에 본 발명의 고체 전해질은 산화탄탈륨소자와의 향상된 친화성에 의하여 산화탄탈륨 소자 속으로 침투성이 증가된다. 따라서, 이러한 계면활성제의 첨가에 의하여 본 발명의 고체 전해질의 전기전도도가 향상될 수 있으며, 또한, 본 발명의 고체 캐패시터의 정전용량이 향상될 수 있고 손실값이 감소할 수 있다. 이러한 계면활성제는 수용액 또는 수 현탁액 중의 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 100 중량부에 대하여 1~100 중량부의 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 첨가되는 계면활성제의 양이 너무 적은 경우에는 상기와 같은 계면활성제에 의한 이점을 충분히 얻을 수 없고, 첨가되는 계면활성제의 양이 너무 많으면 고체 전해질의 성능이 충분히 발휘되기 어렵다.
본 발명에서 전해질 용액에 혼합되는 커플링제는 실란 화합물 또는 실록산 화합물로서, 폴리머 주사슬과 라디칼 반응 또는 화학적 작용을 하여 폴리머 주사슬 간을 결합시킨다. 또한, 커플링제는 커플링제간의 커플링 현상을 일으킬 수 있으며, 커플링제의 규소는 고체 캐패시터에서 산화탄탈륨의 산소와 공유결합에 의 하여 화학적 상호작용을 형성한다. 이러한 커플링제의 작용에 의하여 본 발명의 고체 전해질의 전기전도도가 향상될 수 있으며, 또한 본 발명의 고체 캐패시터에서 고체 전해질과 산화탄탈륨간의 친화성이 향상되어 전해질이 산화탄탈륨 소자 속으로의 침투성을 증가시킴으로써 본 발명의 고체 캐패시터의 정전용량을 향상시키고 손실값을 감소시킬 수 있다. 이러한 커플링제의 예로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디에톡시메틸실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시)실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 커플링제는 수용액 또는 수 현탁액 중의 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 100 중량부에 대하여 1~100 중량부의 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 첨가되는 커플링제의 양이 너무 적은 경우에는 상기와 같은 커플
링제에 의한 이점을 충분히 얻을 수 없고, 첨가되는 커플링제의 양이 너무 많으면 고체 전해질의 성능이 충분히 발휘되기 어렵다.
본 발명에서 상기의 전해질 용액에 첨가되는 기능성 폴리머는 경도 및 강도면에서 주 폴리머로 사용하는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)의 기능을 강화하는 역할을 한다. 이러한 기능성 폴리머의 예로는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리바이닐부티랄(PVB), 폴리바이닐아세테이트, 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체(ABS), 나일론(Nylon6?66), 폴리우레탄, 에폭시, 아크릴 수지, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌-말레익 무수물 공중합체, 폴리스티렌 술폰산, 폴리에틸렌 이민, 폴리비닐 피리딘, 폴리디에틸아미노 에틸아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 알키드(alkyds), 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐 메틸 에테르, 카복시 메틸 셀룰로스(CMC), 메틸 셀룰로스(MC), 에틸 셀룰로스(EC), 하이드록시 에틸 셀룰로스(HEC), 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트(CAP), 스테아릴 셀룰로스, 수용성 아크릴, 우레탄, 에폭시수지 등을 들 수 있다. 이러한 기능성 폴리머는 수용액 또는 수 현탁액 중의 화학식 1 및 2의 100 중량부에 대하여 1~100 중량부의 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 첨가되는 기능성 폴리머의 양이 너무 적은 경우에는 상기와 같은 기능성 폴리머에 의한 이점을 충분히 얻을 수 없고, 첨가되는 기능성 폴리머의 양이 너무 많으면 고체 전해질의 성능이 충분히 발휘되기 어렵다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체 전해질 및 이의 제조방법은 간단한 공정을 통하여 전기전도도 및 투과율이 향상된 고체 전해질을 제조할 수 있으며, 상기 고체 전해질을 이용한 캐패시터의 성능은 종래의 캐패시터에 비해 개선되었다.
도 1은 실시예 1에서 제조된 고체 전해질 막의 전기전도도 그래프이다.
도 2는 비교예 1에서 제조된 고체 전해질 막의 전기전도도 그래프이다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1. 유기용매 및 화학식 1 또는 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자를 이용한 고체전해질의 제조
실시예 1-1.
화학식 1의 R이 -C6H13 인 고분자의 수현탁액 10g을 500ml 비커에 넣고 자석 젓개로 저어주었다. 디메틸설폭시드(DMSO), N,N'-디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 및 에틸렌글리콜(EG) 각각을 상기 비커에 첨가한 후 자석 젓개로 잘 저어 혼합하였다. 혼합된 용액을 초음파 세척기에 1시간 이상 넣어두어 완전한 혼합 용액을 제조하였다. 상기 혼합용액을 용액캐스팅 방법에 의해 유리판 위에서 코팅 및 건조하여 고체 전해질 막을 제조하였다.
실시예 1-2.
고분자로서 화학식 1의 R이 사이클로헥실인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
실시예 1-3.
고분자로서 화학식 2의 n이 2인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
비교예 1. 유기용매 및 PEDOT 를 이용한 고체전해질의 제조
고분자로서 PEDOT 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
상기에서 제조된 고체 전해질막들의 전기전도도를 측정한 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1이 PEDOT 를 사용한 경우에 비해 저항이 작고 전기 전도도가 3배 이상 우수하였다(비교예 1). 또한, 투과율을 측정한 결과, 실시예 1(도 1)이 비교예 1(도 2)보다 투과율이 현저히 우수함을 확인하였다.
유기용매의 종류 전기전도도(S/cm)
DMSO DMF NMP EG DMSO DMF NMP EG
실시예 1-1 1.75 1.64 1.55 1.54
실시예 1-2 1.85 1.73 1.66 1.57
실시예 1-3 1.80 1.79 1.77 1.65
비교예 1 0.50 0.50 0.50 0.50
실시예 2. 알코올 용매 및 화학식 1 또는 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자를 이용한 고체전해질의 제조
실시예 2-1.
용매로서 메탄올, 에탄올, 부탄올 및 t-부탄올 각각을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 전해질막을 제조하였다.
실시예 2-2.
고분자로서 화학식 1의 R이 사이클로헥실인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
실시예 2-3.
고분자로서 화학식 2의 n이 2인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
비교예 2. 알코올 용매 및 PEDOT 를 이용한 고체전해질의 제조
고분자로서 PEDOT 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
상기에서 제조된 고체 전해질막들의 전기전도도를 측정한 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2가 PEDOT 를 사용한 경우에 비해 저항이 작고 전기 전도도가 약 3배 우수하였다(비교예 2). 또한, 투과율을 측정한 결과, 실시예 2가 비교예 2보다 투과율이 현저히 우수함을 확인하였다.
알콜용매의 종류 전기전도도(S/cm)
메탄올 에탄올 부탄올 t-부탄올 메탄올 에탄올 부탄올 t-부탄올
실시예 2-1 1.55 1.64 1.85 1.54
실시예 2-2 1.54 1.63 1.76 1.57
실시예 2-3 1.51 1.69 1.87 1.55
비교예 2 0.50 0.50 0.50 0.50
실시예 3. 산 용매 및 화학식 1 또는 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자를 이용한 고체전해질의 제조
실시예 3-1.
용매로서 포름산, 아세트산, 1몰 황산, 및 1몰 염산 각각을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 전해질막을 제조하였다.
실시예 3-2.
고분자로서 화학식 1의 R이 사이클로헥실인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
실시예 3-3.
고분자로서 화학식 2의 n이 2인 고분자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
비교예 3. 알코올 용매 및 PEDOT 를 이용한 고체전해질의 제조
고분자로서 PEDOT 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법으로 고체 전해질 막을 제조하였다.
상기에서 제조된 고체 전해질막들의 전기전도도를 측정한 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3이 PEDOT 를 사용한 경우에 비해 저항이 작고 전기 전도도가 약 3배 우수하였다(비교예 3). 또한, 투과율을 측정한 결과, 실시예 3이 비교예 3보다 투과율이 현저히 우수함을 확인하였다.
유기산 용매의 종류 전기전도도(S/cm)
포름산 아세트산 1몰 염산 1몰 황산 포름산 아세트산 1몰 염산 1몰 황산
실시예 3-1 1.75 1.62 1.55 1.77
실시예 3-2 1.74 1.60 1.66 1.84
실시예 3-3 1.71 1.68 1.57 1.75
비교예 3 0.50 0.50 0.50 0.50

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자의 수용액에 용매를 혼합하는 단계;
    상기 단계에서 혼합된 용액을 기재상에 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅을 건조하여 고체전해질을 얻는 단계를 포함하는 고체전해질의 제조방법.

    [화학식 1]
    Figure 112012009278317-pat00003

    상기 R은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 사이클로알킬이다.

    [화학식 2]
    Figure 112012009278317-pat00004

    상기 n은 1 내지 4의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 유기용매, 알코올 및 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유기용매는 디메틸술폭시드 (DMSO), N,N' -디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 테트라히드로푸란(THF), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 클로로포름, 디클로로메탄, 자일렌 및 벤젠으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 1-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, t -부틸알코올, 1-펜틸알콜, 1-헥실알코올, 벤질알코올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 라우릴 알코올 및 올레일알코올로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 산은 포름산, 아세트산, 카프릭 산, 황산, 염산, 질산 및 트리플루오로아세트산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용매를 혼합하는 단계는 전도성 고분자, 계면활성제, 커플링제 및 기능성 폴리머로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤 또는 폴리아닐린인 것을 것을 특징으로 하는 고체전해질의 제조방법.
  8. 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 갖는 고분자로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질 및 용매를 함유하는 고체전해질.

    [화학식 1]
    Figure 112010077003002-pat00005

    상기 R은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 사이클로알킬이다.

    [화학식 2]
    Figure 112010077003002-pat00006

    상기 n은 1 내지 4의 정수이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 용매는 유기용매, 알코올 및 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유기용매는 디메틸술폭시드 (DMSO), N,N' -디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 테트라히드로푸란(THF), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 클로로포름, 디클로로메탄, 자일렌 및 벤젠으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 1-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, t -부틸알코올, 1-펜틸알콜, 1-헥실알코올, 벤질알코올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 라우릴 알코올 및 올레일알코올로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 산은 포름산, 아세트산, 카프릭 산, 황산, 염산, 질산 및 트리플루오로아세트산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  13. 제8항에 있어서,
    전도성 고분자, 계면활성제, 커플링제 및 기능성 폴리머로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤 또는 폴리아닐린인 것을 것을 특징으로 하는 고체전해질.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 고체전해질을 함유하는 커패시터.
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