KR101389732B1 - Polymer electrolyte for lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

리튬 이차전지용 고분자 전해질, 및 상기 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.It relates to a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery comprising the polymer electrolyte.

Description

리튬 이차전지용 고분자 전해질{POLYMER ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY}Polymer electrolyte for lithium secondary battery {POLYMER ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY}

본원은, 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 및 상기 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
The present application relates to a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the polymer electrolyte.

급증하는 에너지 소비에 대응하고 환경친화적인 소비 형태로 변화시키기 위해 대체 에너지 및 대체 전력원, 즉 전기화학적인 에너지 생산법에 초점을 두고 많은 연구들이 진행되고 있다. 전기화학 에너지의 저장 및 변환법에는 이차전지, 연료전지, 캐패시터가 있으며, 현재 가장 우수한 방전 성능을 가지는 것으로 알려져 있는 리튬 이차전지에 관한 많은 연구가 진행되고 있다.In order to cope with the rapidly increasing energy consumption and to change to an environment-friendly form of consumption, a lot of research is being focused on alternative energy and alternative power sources, namely electrochemical energy production methods. The storage and conversion of electrochemical energy includes secondary batteries, fuel cells, and capacitors, and many studies on lithium secondary batteries, which are known to have the best discharge performance, are being conducted.

이차전지는 반도체, 디스플레이와 더불어 국내 전자정보기기산업을 이끌어 나갈 3대 핵심 전략제품으로 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, 캠코더, MP3, PDA 등 21세기 인류의 생활과 밀접한 미래형 모바일 IT 제품들의 성능을 좌우함은 물론 전기자동차의 동력원으로 그 중요성을 더하고 있다.Rechargeable batteries are the three key strategic products that will lead the domestic electronic information equipment industry along with semiconductors and displays. They determine the performance of future mobile IT products closely related to the 21st century human life such as mobile phones, laptops, computers, camcorders, MP3s, and PDAs. Of course, the importance of electric vehicles is increasing.

그 중에서 특히 리튬 고분자 전지는 높은 에너지 밀도와 방전 전압으로 인해 가장 많이 연구되고 있으며, 현재 핸드폰 및 캠코더 등에 상용화되고 있다. Among them, lithium polymer batteries are the most studied due to high energy density and discharge voltage, and are currently commercialized in mobile phones and camcorders.

현재에는 리튬 고분자 전지에 사용되는 전해질로서 폴리에틸렌 옥사이드[poly(ethylene oxide), PEO]계 고분자 전해질이 상용화 가능성이 가장 높은 고분자 전해질 중의 하나로 알려져 있다. 그러나 PEO를 사용하는 고분자 전해질의 경우, 60℃ 이상의 고온에서는 10-4 S/cm의 비교적 높은 이온 전도도를 나타내지만 상온에서는 이온 전도도가 10-8 S/cm까지 낮아지는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 PEO가 가지는 상온에서의 높은 결정성 (χ= ~ 80%)에 기인한다. 전해질 내에서의 이온의 이동은 고분자의 분절운동에 의해서 일어나며, 결정 영역에서는 그러한 움직임이 제한되게 된다. 따라서 고분자 전해질의 결정성을 억제시켜 비교적 낮은 온도와 상온에서도 높은 이온 전도도와 기계적 강도를 가지는 고분자 전해질을 개발하고자 연구가 이루어지고 있다. Currently, as an electrolyte used in lithium polymer batteries, a polyethylene oxide [poly (ethylene oxide), PEO] -based polymer electrolyte is known as one of the highest commercially available polymer electrolytes. However, the polymer electrolyte using PEO has a relatively high ionic conductivity of 10 −4 S / cm at a high temperature of 60 ° C. or higher, but has a problem of decreasing the ionic conductivity to 10 −8 S / cm at room temperature. This problem is due to the high crystallinity (χ = ˜80%) of PEO. The movement of ions in the electrolyte is caused by the segmental motion of the polymer, which is limited in the crystal region. Therefore, research has been conducted to develop a polymer electrolyte having high ionic conductivity and mechanical strength even at a relatively low temperature and room temperature by suppressing crystallinity of the polymer electrolyte.

기존 리튬 이차전지용 고체 고분자 전해질은 상온에서의 이온 전도도 확보를 위해 고분자 매트릭스인 PEO의 결정성 제어를 목적으로 여러 첨가제를 도입하였다. 예를 들어, 대한민국등록특허 제10-0722834호는 "고분자 전해질 복합재료의 제조방법 및 그로 제조된 고체 고분자 전해질 복합재료를 구비한 리튬 고분자 전지"에 대하여 개시하고 있다. 그러나 대부분의 경우, 첨가제의 도입시 결정성은 제어되나 동시에 기계적 물성이 약화되는 문제가 발생한다. 뿐만 아니라, 이 첨가제들 자체의 크기가 PEO 사슬의 이동성(chain mobility)에 영향을 미치므로 상온 및 저온에서의 이온 전도에 있어 매우 중요한 요소인 유리전이온도 (Tg)의 증가를 야기하는 단점을 안고 있다.
Conventional solid polymer electrolytes for lithium secondary batteries have introduced various additives for the purpose of controlling the crystallinity of the polymer matrix PEO to secure ion conductivity at room temperature. For example, Korean Patent No. 10-0722834 discloses a "method of manufacturing a polymer electrolyte composite material and a lithium polymer battery having a solid polymer electrolyte composite material prepared therefrom". However, in most cases, the crystallinity is controlled when the additive is introduced, but at the same time, there is a problem that the mechanical properties are weakened. In addition, the size of these additives themselves affects the chain mobility of the PEO chain, which leads to an increase in the glass transition temperature (T g ), which is a very important factor in ion conduction at room temperature and low temperature. Holding it.

본원은, 고분자 매트릭스, 리튬염, 및 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산을 포함하는 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 및 상기 고분자 전해질, 캐소드(cathode), 및 애노드(anode)를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.
The present application provides a polymer electrolyte for a lithium secondary battery including a polymer matrix, a lithium salt, and a polyhedral silsesquioxane having a cage structure, and a lithium secondary battery including the polymer electrolyte, a cathode, and an anode. I would like to.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 고분자 매트릭스, 리튬염, 및 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산 (polyhedral silsesquioxane)을 포함하는, 리튬 이차전지용 고분자 전해질을 제공할 수 있다.A first aspect of the present application can provide a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, including a polymer matrix, a lithium salt, and a polyhedral silsesquioxane having a cage structure.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 캐소드(cathode), 및 애노드(anode)를 포함하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.
According to a second aspect of the present disclosure, a lithium secondary battery including a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, a cathode, and an anode according to the first aspect of the present disclosure may be provided.

본원에 따르면, 리튬 이차전지의 고분자 전해질에 케이지 구조를 가지는 다면체 실세스퀴옥산을 나노복합 첨가제로 도입함으로써 결정성 제어를 통하여 향상된 이온 전도도를 가짐과 동시에 전해질의 물성 보완을 통하여 높은 기계적 강도를 가지는 고체 고분자 전해질을 수득할 수 있다. 또한, 기존의 리튬 이온 전지에 사용되어온 액체 전해질 및 겔형 고분자 전해질의 안정성 문제를 해결할 수 있는, 성능이 향상된 고체 고분자 전해질을 제공할 수 있다.According to the present invention, a polyhedral silsesquioxane having a cage structure as a nanocomposite additive in a polymer electrolyte of a lithium secondary battery has improved ionic conductivity through crystallinity control and high mechanical strength through supplementation of properties of the electrolyte. Solid polymer electrolytes can be obtained. In addition, it is possible to provide a solid polymer electrolyte with improved performance, which can solve the stability problems of the liquid electrolyte and the gel polymer electrolyte used in the conventional lithium ion battery.

또한, 본원의 고분자 전해질은 강한 기계적 강도를 가지므로, 두께를 줄여도 그 성능을 유지할 수 있어 결과적으로 리튬 이차전지의 박막화 및 저가화를 실현할 수 있다.In addition, since the polymer electrolyte of the present application has a strong mechanical strength, the performance can be maintained even if the thickness is reduced, and as a result, it is possible to realize thinning and low cost of a lithium secondary battery.

아울러, 본원의 고분자 전해질은 상온에서 높은 이온 전도도와 기계적 물성을 동시에 가지므로, 향후 안정성이 보장된 고용량의 리튬 고분자 이차전지의 상용화에 기여할 수 있다.
In addition, since the polymer electrolyte of the present application has high ionic conductivity and mechanical properties at room temperature at the same time, it may contribute to the commercialization of a high capacity lithium polymer secondary battery having a future stability.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 고분자 전해질의 시차주사열량계(differential scanning calorimeter, DSC) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the results of differential scanning calorimeter (DSC) analysis of a polymer electrolyte according to an embodiment of the present application.
Figure 2 is a graph showing the ionic conductivity at room temperature of the polymer electrolyte according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로서 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used herein are intended to be taken as a reference to either the numerical value or to the numerical value when the manufacturing and material tolerance inherent in the stated meaning is presented, Accurate or absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure. Also, throughout the present specification, the phrase " step "or" step "does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
Throughout the present specification, the term " combination thereof " included in the expression of the machine form means one or more combinations or combinations selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the machine form, Quot; and " the "

본원의 제 1 측면은, 고분자 매트릭스, 리튬염, 및 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산(polyhedral silsesquioxane)을 포함하는, 리튬 이차전지용 고분자 전해질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 매트릭스는 고분자 내에 산소, 질소, 또는 황과 같은 극성 원소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 고분자 매트릭스는, 폴리에틸렌옥사이드[poly(ethylene oxide); PEO], 폴리프로필렌옥사이드[poly(propylene oxide); PPO], 폴리아크릴로나이트릴[poly(acrylonitrile); PAN], 폴리비닐클로라이드[poly(vinyl chloride); PVC], 폴리비닐리덴플루오라이드[poly(vinylidene fluoride); PVDF], 폴리메틸메타크릴레이트[poly(methyl methacrylate); PMMA], 폴리실록세인[polysiloxane], 폴리포스파젠[polyphosphazene], 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 함유하는 고분자 매트릭스를 기반으로 그래프팅, 크로스링킹, 또는 블렌딩을 이용하여 제조된 다양한 형태 및/또는 종류의 공중합체(copolymer)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A first aspect of the present application can provide a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, including a polymer matrix, a lithium salt, and a polyhedral silsesquioxane having a cage structure. For example, the polymer matrix may include, but is not limited to, a polar element such as oxygen, nitrogen, or sulfur in the polymer. For example, the polymer matrix, polyethylene (poly (ethylene oxide)); PEO, poly (propylene oxide); PPO], polyacrylonitrile (poly (acrylonitrile)); PAN], poly (vinyl chloride); PVC], polyvinylidene fluoride (poly); PVDF], poly (methyl methacrylate); Various forms prepared using grafting, crosslinking, or blending based on a polymer matrix containing one selected from the group consisting of PMMA, polysiloxane, polyphosphazene, and combinations thereof And / or a copolymer of the kind, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌옥사이드[poly(ethylene oxide); PEO], 폴리프로필렌옥사이드[poly(propylene oxide); PPO], 폴리아크릴로나이트릴[poly(acrylonitrile); PAN], 폴리비닐클로라이드[poly(vinyl chloride); PVC], 폴리비닐리덴플루오라이드[poly(vinylidene fluoride); PVDF], 폴리메틸메타크릴레이트[poly(methyl methacrylate); PMMA], 폴리실록세인[polysiloxane], 폴리포스파젠[polyphosphazene], 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to one embodiment of the present application, the polymer matrix is polyethylene oxide [poly (ethylene oxide); PEO, poly (propylene oxide); PPO], polyacrylonitrile (poly (acrylonitrile)); PAN], poly (vinyl chloride); PVC], polyvinylidene fluoride (poly); PVDF], poly (methyl methacrylate); PMMA], polysiloxane (polysiloxane), polyphosphazene (polyphosphazene), and may contain one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산은, 케이지 구조의 다면체 소중합체 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the polyhedral silsesquioxane of the cage structure may include, but is not limited to, a polyhedral oligomeric silsesquioxane of the cage structure.

상기 리튬 이차전지용 고체 고분자 전해질의 이온전도는 고분자 매트릭스에 포함된 고분자의 무정형 영역에서 일어난다. 따라서 고체 고분자 전해질의 이온 전도도 상승을 위해서는 결정성 고분자의 사슬 간 상호작용을 저해하여 그 결정성을 낮추어야 하고, 이를 위해서 첨가제가 도입될 수 있다. 그러나 기존의 첨가제가 도입되는 시스템에서는, 첨가제가 도입됨에 따라 고분자의 결정성이 제어되어 이온 전도도의 상승을 가져오나 동시에 기계적 물성의 큰 감소를 야기하게 되는 문제점을 안고 있다. 이에 이러한 단점을 완화하기 위해 중앙의 실세스퀴옥산 케이지 구조를 통해서 전해질의 물성을 보완하는 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산을 첨가제로서 도입하는 경우, 결정성 제어를 통한 이온 전도도 향상과 동시에 기계적 물성이 보완된 고체 고분자 전해질을 구현할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Ionic conduction of the solid polymer electrolyte for a lithium secondary battery occurs in an amorphous region of the polymer included in the polymer matrix. Therefore, in order to increase the ionic conductivity of the solid polymer electrolyte, it is necessary to lower the crystallinity by inhibiting the interaction between the chains of the crystalline polymer, and for this, an additive may be introduced. However, in the existing additive system, as the additive is introduced, the crystallinity of the polymer is controlled to increase the ionic conductivity, but at the same time, there is a problem that causes a large decrease in the mechanical properties. In order to alleviate these drawbacks, a polyhedral silsesquioxane with a cage structure that complements the properties of the electrolyte through the central silsesquioxane cage structure is added as an additive. The complementary solid polymer electrolyte may be implemented, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산은 작용기로서 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)을 함유하는 PEG-다면체 실세스퀴옥산(polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the polyhedral silsesquioxane of the cage structure may include PEG-polyhedral silsesquioxane (polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane) containing polyethylene glycol (PEG) as a functional group. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에틸렌글리콜은 약 1 개 내지 약 11 개의 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 반복단위를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the polyethylene glycol may include about 1 to about 11 ethylene oxide repeating units, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 폴리에틸렌글리콜은 약 1 개 내지 약 11 개, 약 3 개 내지 약 11 개, 약 5 개 내지 약 11 개, 약 7 개 내지 약 11 개, 약 9 개 내지 약 11 개, 약 1 개 내지 약 11 개, 약 1 개 내지 약 9 개, 약 1 개 내지 약 7 개, 약 1 개 내지 약 5 개, 또는 약 1 개 내지 약 3 개의 에틸렌 옥사이드 반복단위를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the polyethylene glycol is about 1 to about 11, about 3 to about 11, about 5 to about 11, about 7 to about 11, about 9 to about 11, about 1 But may include from about 11 to about 11, about 1 to about 9, about 1 to about 7, about 1 to about 5, or about 1 to about 3 ethylene oxide repeat units, It is not limited.

상기 폴리에틸렌글리콜에 포함된 에틸렌옥사이드(ethylene oxide, EO)는 리튬염과 전해질 내에서 배위결합을 통해 착체를 형성하여 이온전도의 역할을 수행하는데, 이에 따라 상기 에틸렌옥사이드의 반복단위체가 증가한다는 것은 더 많은 이온전도 부위를 공급한다는 것을 의미하며, 동시에 상기 리튬염의 해리가 증가됨으로 인해 더 많은 리튬 자유 이온을 이동시킬 수 있다. 아울러, 유리전이온도가 낮은 폴리에틸렌글리콜의 에틸렌 옥사이드 반복단위체가 존재함에 따라 고분자 전해질의 유리전이온도가 떨어지게 되어 결과적으로 고분자의 움직임이 활발해지게 된다. 예를 들어, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 상기와 같은 효과들로 인해 상기 리튬 이차전지용 고분자 전해질의 이온 전도도의 상승을 야기하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Ethylene oxide (EO) contained in the polyethylene glycol forms a complex through a coordinating bond in a lithium salt and an electrolyte to perform a role of ionic conduction. Accordingly, the repeating unit of the ethylene oxide is increased. It means to supply a large number of ion conducting sites, and at the same time it is possible to move more lithium free ions due to the increased dissociation of the lithium salt. In addition, the presence of ethylene oxide repeating units of polyethylene glycol having a low glass transition temperature decreases the glass transition temperature of the polymer electrolyte, resulting in the active polymer movement. For example, the polyethylene glycol may cause an increase in the ionic conductivity of the polymer electrolyte for lithium secondary battery due to the above effects, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에틸렌글리콜은 상기 다면체 실세스퀴옥산에 함유된 규소 원자에 연결되어 있는 것으로서, 1 개 내지 8 개의 규소 원자 각각에 연결되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 폴리에틸렌글리콜은 8 개의 규소 원자를 포함하는 상기 다면체 실세스퀴옥산의 1 개의 규소 원자, 2 개의 규소 원자, 3 개의 규소 원자, 4 개의 규소 원자, 5 개의 규소 원자, 6 개의 규소 원자, 7 개의 규소 원자, 또는 8 개의 규소 원자 각각에 연결되어 있는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the polyethylene glycol is connected to the silicon atoms contained in the polyhedral silsesquioxane, and may be connected to each of 1 to 8 silicon atoms, but is not limited thereto. . For example, the polyethylene glycol is one silicon atom, two silicon atoms, three silicon atoms, four silicon atoms, five silicon atoms, six silicon atoms of the polyhedral silsesquioxane containing eight silicon atoms. It may include, but is not limited to, those linked to each of atoms, seven silicon atoms, or eight silicon atoms.

예를 들어, 고분자 매트릭스와 리튬염으로 구성되는 고체 고분자 전해질에 도입될 수 있는 첨가제 PEG-다면체 실세스퀴옥산은 1 방향 내지 8 방향에 위치한 폴리에틸렌글리콜(PEG) 작용기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리에틸렌글리콜은 폴리에틸렌 옥사이드 및 리튬염과 함께 겔 타입 고분자 전해질에 가소제로서 도입되었을 때, 1 x 10-3 S/cm라는 높은 전도도를 나타낸다. 따라서, PEG-다면체 실세스퀴옥산은 고분자 매트릭스에 첨가됨으로써 상기 고분자 매트릭스의 결정성을 감소시키는 동시에 최대 8 방향으로 달려있는 작용기인 폴리에틸렌글리콜이 전해질 상에서 고분자 매트릭스인 폴리에틸렌 옥사이드 등과 마찬가지로 염을 해리할 수 있는 능력을 가지므로 고분자 매트릭스의 부족한 리튬염 해리 능력을 보완할 수 있다. 염 해리가 증가한다는 것은 전해질 내에 해리된 리튬 자유이온의 밀도가 증가된다는 것을 의미하므로, 결과적으로 고체 고분자 전해질의 이온 전도도가 향상되는 것이다.For example, the additive PEG-polyhedral silsesquioxane that can be introduced into a solid polymer electrolyte composed of a polymer matrix and a lithium salt may include a polyethylene glycol (PEG) functional group located in 1 to 8 directions, but It is not limited. Polyethyleneglycol exhibits a high conductivity of 1 x 10 -3 S / cm when introduced as a plasticizer into the gel type polymer electrolyte together with polyethylene oxide and lithium salt. Therefore, PEG-polyhedral silsesquioxane is added to the polymer matrix to reduce the crystallinity of the polymer matrix and at the same time, polyethyleneglycol, which is a functional group that runs in up to 8 directions, can dissociate salts like polyethylene oxide, which is the polymer matrix, on the electrolyte. This ability to compensate for the lack of dissociation of lithium salts in the polymer matrix. Increased salt dissociation means that the density of dissociated lithium free ions in the electrolyte is increased, resulting in improved ionic conductivity of the solid polymer electrolyte.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 PEG-다면체 실세스퀴옥산은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the PEG-polyhedral silsesquioxane may include, but is not limited to, one represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112012068596944-pat00001

Figure 112012068596944-pat00001

상기 화학식 1 중 R은 CH2CH2(OCH2CH2)mOCH3이며, m = 1 내지 11 임.R in Formula 1 is CH 2 CH 2 (OCH 2 CH 2 ) m OCH 3 , m = 1 to 11.

상기 화학식 1의 PEG-다면체 실세스퀴옥산의 경우, 중앙의 케이지 구조를 바탕으로, 8 방향에 위치한 8 개의 규소 원자에 작용기가 연결되어 있다. 8 개의 작용기에는 전해질 시스템에 가소제로 많이 활용되는 폴리에틸렌글리콜이 각각 포함되어 있어, 고분자 매트릭스의 부족한 염 해리 능력을 보완해주는 동시에 첨가제로서 고분자 매트릭스의 결정성을 제어할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 PEG-다면체 실세스퀴옥산은 나노 크기의 첨가제로 도입량이 증가함에 따라 유리전이온도를 낮춰주게 되어 분자의 움직임을 활발하게 하며, 동시에 중앙의 안정한 케이지 구조로 인해 결정성 제어로 인해 떨어질 수 있는 기계적 강도를 보완할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the case of PEG-polyhedral silsesquioxane of Chemical Formula 1, a functional group is connected to eight silicon atoms located in eight directions based on a central cage structure. The eight functional groups each include polyethylene glycol, which is widely used as a plasticizer in the electrolyte system, to compensate for the insufficient salt dissociation ability of the polymer matrix and to control the crystallinity of the polymer matrix as an additive, but is not limited thereto. For example, the PEG-polyhedral silsesquioxane is a nano-sized additive that lowers the glass transition temperature as the introduction amount increases, thereby activating the movement of molecules, and at the same time, the crystal structure is controlled by the stable cage structure. It can compensate for the mechanical strength that may fall due to, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다면체 실세스퀴옥산의 함량은, 상기 고분자 전해질의 전체 중량을 기준으로 약 5 wt% 내지 약 50 wt% 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 다면체 실세스퀴옥산은, 상기 고분자 전해질의 전체 중량을 기준으로 약 5 wt% 내지 약 50 wt%, 약 10 wt% 내지 약 50 wt%, 약 20 wt% 내지 약 50 wt%, 약 30 wt% 내지 약 50 wt%, 약 40 wt% 내지 약 50 wt%, 약 5 wt% 내지 약 40 wt%, 약 5 wt% 내지 약 30 wt%, 약 5 wt% 내지 약 20 wt%, 또는 약 5 wt% 내지 약 10 wt% 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the content of the polyhedral silsesquioxane may be about 5 wt% to about 50 wt% based on the total weight of the polymer electrolyte, but is not limited thereto. For example, the polyhedral silsesquioxane is about 5 wt% to about 50 wt%, about 10 wt% to about 50 wt%, about 20 wt% to about 50 wt%, based on the total weight of the polymer electrolyte. , About 30 wt% to about 50 wt%, about 40 wt% to about 50 wt%, about 5 wt% to about 40 wt%, about 5 wt% to about 30 wt%, about 5 wt% to about 20 wt% Or about 5 wt% to about 10 wt%, but is not limited thereto.

예를 들어, PEG-다면체 실세스퀴옥산이 첨가제로 도입되는 양이 증가할수록 고분자 매트릭스에 포함된 고분자의 유리전이온도 (Tg)는 고분자와 리튬염만으로 구성된 전해질의 Tg에 비해 낮아지게 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기존의 고체 고분자 전해질 시스템에 도입되는 첨가제들은 그 자체의 크기로 인해 결정성 제어에는 효과가 있으나, 고분자 사슬의 이동성을 떨어뜨려 유리전이온도가 증가하게 되는 문제를 안고 있었다. 그러나 첨가제 PEG-다면체 실세스퀴옥산은 나노크기의 첨가제로서 유리전이온도를 낮아지게 하여 저온 및 상온에서 분자 움직임을 활발하게 하며, 결과적으로 고분자 매트릭스와 리튬염으로만 구성된 전해질에 비해 상온에서의 이온 전도도 향상을 가져올 수 있다.For example, as the amount of PEG-polyhedral silsesquioxane introduced as an additive increases, the glass transition temperature (T g ) of the polymer contained in the polymer matrix is lower than that of T g of an electrolyte composed of only the polymer and lithium salt. May be, but is not limited thereto. Existing additives introduced into the conventional solid polymer electrolyte system have an effect of controlling crystallinity due to their size, but have a problem that the glass transition temperature is increased by decreasing the mobility of the polymer chain. However, the additive PEG-polyhedral silsesquioxane is a nano-sized additive, which lowers the glass transition temperature to activate molecular movement at low temperature and room temperature. As a result, the ion at room temperature is higher than the electrolyte composed of polymer matrix and lithium salt only. It can bring about improved conductivity.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌 옥사이드[poly(ethylene oxide), PEO]를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the polymer matrix may include polyethylene oxide [poly (ethylene oxide), PEO], but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에틸렌 옥사이드에 포함된 에틸렌 옥사이드와 상기 리튬염에 포함된 리튬의 몰비가 약 4:1 내지 약 60:1인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 폴리에틸렌 옥사이드에 포함된 에틸렌 옥사이드와 상기 리튬염에 포함된 리튬의 몰비가 약 4:1 내지 약 60:1, 약 4:1 내지 약 50:1, 약 4:1 내지 약 40:1, 약 4:1 내지 약 30:1, 약 4:1 내지 약 24:1, 약 4:1 내지 약 20:1, 약 4:1 내지 약 16:1, 약 4:1 내지 약 12:1, 약 4:1 내지 약 8:1, 약 4:1 내지 약 24:1, 약 4:1 내지 약 20:1, 약 4:1 내지 약 16:1, 약 4:1 내지 약 12:1, 약 4:1 내지 약 8:1,약 8:1 내지 약 60:1, 약 12:1 내지 약 60:1, 약 16:1 내지 약 60:1, 약 20:1 내지 약 60:1, 약 30:1 내지 약 60:1, 약 40:1 내지 약 60:1, 약 50:1 내지 약 60:1, 또는 약 10:1 내지 약 14:1인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the molar ratio of ethylene oxide included in the polyethylene oxide and lithium included in the lithium salt may be about 4: 1 to about 60: 1, but is not limited thereto. For example, the molar ratio of ethylene oxide included in the polyethylene oxide and lithium included in the lithium salt is about 4: 1 to about 60: 1, about 4: 1 to about 50: 1, about 4: 1 to about 40 : 1, about 4: 1 to about 30: 1, about 4: 1 to about 24: 1, about 4: 1 to about 20: 1, about 4: 1 to about 16: 1, about 4: 1 to about 12 : 1, about 4: 1 to about 8: 1, about 4: 1 to about 24: 1, about 4: 1 to about 20: 1, about 4: 1 to about 16: 1, about 4: 1 to about 12 : 1, about 4: 1 to about 8: 1, about 8: 1 to about 60: 1, about 12: 1 to about 60: 1, about 16: 1 to about 60: 1, about 20: 1 to about 60 : 1, about 30: 1 to about 60: 1, about 40: 1 to about 60: 1, about 50: 1 to about 60: 1, or about 10: 1 to about 14: 1, but not limited thereto. It doesn't happen.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6, lithium hexafluorophosphate), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4, lithium tetrafluoroborate), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4, lithium perchlorate), 리튬 클로라이드(LiCl, lithium chloride), 리튬 트리플레이트(lithium triflate), 리튬 비스(옥살레이토)보레이트[LiBOB, lithium bis(oxalato)borate], 리튬 비스(노나플루오로술포닐)메탄 [lithium bis(nonafluorobutylsulfonyl)Methane], 리튬 디플루오로 비스옥살레이토 포스페이트(lithium difluoro bisoxalato phosphate), 리튬 디플로로(옥살레이트)보레이트(LiDFOB, lithium difluoro(oxalate)borate), 리튬 비스(펜타플루오로에틸술포닐)아미드 [LiBETI, lithium bis(pentafluoroethylsulfonyl)amide], 리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 [LiTFSI, lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide] 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to one embodiment of the present invention, the lithium salt is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 , lithium hexafluorophosphate), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 , lithium tetrafluoroborate), lithium perchlorate (LiClO 4 , lithium perchlorate), lithium chloride (LiCl, lithium chloride), lithium triflate, lithium bis (oxalato) borate [LiBOB, lithium bis (oxalato) borate], lithium bis (nonnafluorobutylsulfonyl) methane ], Lithium difluoro bisoxalato phosphate, lithium difluoro (oxalate) borate (LiDFOB, lithium difluoro (oxalate) borate), lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) amide [LiBETI , lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) amide], lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide [LiTFSI, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide] and combinations thereof It may include one selected from the group, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 캐소드(cathode), 및 애노드(anode)을 포함하는, 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.The second aspect of the present disclosure may provide a lithium secondary battery, including a polymer electrolyte for a lithium secondary battery, a cathode, and an anode according to the first aspect of the present disclosure.

예를 들어, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 캐소드(cathode), 및 애노드(anode)를 포함하는 리튬 이차전지는 안정성이 강화된 고용량 리튬 고분자 이차전지를 포함할 수 있으며, 박막화, 저가화된 리튬 고분자 이차전지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the lithium secondary battery including the polymer electrolyte for lithium secondary battery, the cathode, and the anode according to the first aspect of the present application may include a high capacity lithium polymer secondary battery having enhanced stability. It may be a thin film, low-cost lithium polymer secondary battery, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 캐소드는 LiMn2O4, LiNi2O4, LiTi2O4, LiTiS2, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, Li2MnO3, LiFePO4, LiFePO4, LiFePO4F, LiMnPO4, LiCoPO4, LiNiPO4, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the cathode is LiMn 2 O 4 , LiNi 2 O 4 , LiTi 2 O 4 , LiTiS 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li 2 MnO 3 , LiFePO 4, LiFePO 4 , LiFePO 4 F, LiMnPO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , and may include a compound selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 애노드는 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 저온 소성 탄소, 소성된 코크스, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물, 리튬 게르마늄 산화물, 리튬 타이타네이트 산화물, 실리콘, 실리카, 리튬 실리사이드, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 리튬 타이타네이트 산화물은 Li4Ti5O12일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 리튬 실리사이드는 Li12Si7일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
In one embodiment of the present application, the anode is graphite (graphene), graphene (graphene), low temperature calcined carbon, calcined coke, vanadium oxide, lithium vanadium oxide, lithium germanium oxide, lithium titanate oxide, silicon, silica , Lithium silicide, and combinations thereof may be included, but is not limited thereto. For example, the lithium titanate oxide may be Li 4 Ti 5 O 12 , but is not limited thereto. For example, lithium silicide may be Li 12 Si 7 , but is not limited thereto.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

[[ 실시예Example ]]

PEGPEG -다면체 Polyhedron 실세스퀴옥산이Silsesquioxane 첨가된 고분자 전해질 제조 Preparation of Added Polymer Electrolyte

본 실시예에서는 PEG-다면체 실세스퀴옥산(polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane)이 첨가된 고체 고분자 전해질을 제조하였다. 제조에 필요한 시약은 Aldrich와 Hybrid Plastic사에서 구입하여 사용하였다. 무수 아세토니트릴 (99.8%, Aldrich)를 용매로 사용하였고, 분자량 1,000,000의 폴리에틸렌옥사이드(PEO, Aldrich)와 리튬염으로서 리튬 헥사플루오로포스페이트[lithium hexafluorophosphate, LiPF6, (Aldrich)]를 사용하였다. 또한 첨가제로서 PEG-다면체 실세스퀴옥산(Hybrid Plastics)를 사용하여 박막 형태의 고체 고분자 전해질을 제조하였다.In this embodiment, a solid polymer electrolyte to which PEG-polyhedral silsesquioxane (polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane) was added was prepared. Reagents for the preparation were purchased from Aldrich and Hybrid Plastic. Anhydrous acetonitrile (99.8%, Aldrich) was used as a solvent, polyethylene oxide (PEO, Aldrich) having a molecular weight of 1,000,000 and lithium hexafluorophosphate (lithium hexafluorophosphate, LiPF 6 , (Aldrich)) were used. In addition, a solid polymer electrolyte in the form of a thin film was prepared using PEG-polyhedral silsesquioxane (Hybrid Plastics) as an additive.

고분자 매트릭스인 PEO에 첨가제로 PEG-다면체 실세스퀴옥산을 전체 중량의 5 wt%, 10 wt%, 20 wt%, 및 50 wt%로 맞춰 첨가하였다. 이어서 PEO-리튬염 착체 형성을 위해 리튬염인 LiPF6의 양을 [EO]/[Li]의 비율을 12/1에 맞춰 첨가하고 이들을 유기용매인 아세토니트릴에서 해리시켰다. 리튬염의 완전한 해리와 PEO와의 안정적인 착체 형성 및 PEG-다면체 실세스퀴옥산의 고른 분산을 위해서 50 ℃의 항온조(oil-bath)에서 마그네틱 바를 이용하여 상기 용액을 충분히 (최대 24 시간) 교반하여 균일한 용액을 만들었다. 이 때, 중간 중간에 초음파 처리를 하여 첨가제인 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 뭉치지 않고 전체적으로 고르게 잘 분산될 수 있도록 하였다. 이러한 과정에 의하여 얻어진 균일 용액을 테플론 페트리디쉬(teflon petridish)에 담아 용액 주형법(solution casting)을 이용하여 전해질 막을 형성 하였다. 이후 상온에서 수분과의 접촉을 완전히 차단하기 위해 고순도 질소 하의 글러브박스(glove box)에서 전해질 막을 3 일 내지 4 일간 건조시키며 용매인 아세토니트릴을 충분히 제거하여 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 첨가된 고분자 전해질을 수득하였다.
PEG-polyhedral silsesquioxane was added as an additive to the polymer matrix PEO at 5 wt%, 10 wt%, 20 wt%, and 50 wt% of the total weight. Then, to form a PEO-lithium salt complex, the amount of LiPF 6 , which is a lithium salt, was added at a ratio of [EO] / [Li] of 12/1 and these were dissociated in an organic solvent, acetonitrile. For complete dissociation of lithium salts and stable complex formation with PEO and even dispersion of PEG-polyhedral silsesquioxanes, the solution is stirred uniformly (up to 24 hours) using a magnetic bar in an oil-bath at 50 ° C. A solution was made. At this time, sonication was performed in the middle so that the PEG-polyhedral silsesquioxane additive was uniformly well dispersed throughout. The homogeneous solution obtained by this process was put in Teflon petridish to form an electrolyte membrane using a solution casting method. After that, the electrolyte membrane was dried for 3 to 4 days in a glove box under high purity nitrogen to completely block contact with moisture at room temperature, and the polymer with PEG-polyhedral silsesquioxane was added by sufficiently removing the solvent acetonitrile. An electrolyte was obtained.

고분자 전해질의 유리전이온도와 결정화도 측정Measurement of glass transition temperature and crystallinity of polymer electrolyte

본 실시예에서는 PEO와 리튬염 (LiPF6)에 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 전체 중량 대비 0, 5, 10, 20, 50 wt% 첨가된 고체 고분자 전해질과 순수 PEO만이 포함된 고체 고분자 전해질의 유리전이온도와 결정화도를 측정하였다. 도 1은 상기 고체 고분자 전해질들을 시차주사열량계(differential scanning calorimeters, DSC)로 분석하여 그 결과를 그래프로 나타낸 것이고, 표 1은 상기 도 1의 결과를 수치화하여 나타낸 것이다. 도 1 및 표 1에 나타난 결과에 따르면, 첨가제로 도입되는 PEG-다면체 실세스퀴옥산의 양이 증가할수록 PEO의 결정성이 감소되어 용융온도와 용융구간에서의 피크 면적이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.In this embodiment, the solid polymer electrolyte containing only 0, 5, 10, 20, 50 wt% of PEG-polyhedral silsesquioxane to the total weight of PEO and lithium salt (LiPF 6 ) and the solid polymer electrolyte containing pure PEO Glass transition temperature and crystallinity were measured. 1 is a graph showing the results of analyzing the solid polymer electrolytes with differential scanning calorimeters (DSC), and Table 1 shows the numerical results of FIG. 1. According to the results shown in FIG. 1 and Table 1, as the amount of PEG-polyhedral silsesquioxane introduced as an additive was increased, the crystallinity of PEO was decreased, so that the peak area at the melting temperature and the melting section decreased. .

[표 1][Table 1]

Figure 112012068596944-pat00002

Figure 112012068596944-pat00002

PEGPEG -다면체 Polyhedron 실세스퀴옥산의Silsesquioxane 함량에 따른 고분자 전해질의 이온 전도도 변화 측정 Measurement of Ionic Conductivity of Polymer Electrolyte According to Contents

본 실시예에서는 PEO와 리튬염 (LiPF6)에 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 첨가된 고체 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도를 측정하였다. 표 2는 리튬염(LiPF6)에 전체 중량 대비 0, 5, 10, 20, 50 wt% 의 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 첨가된 고체 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도를 측정한 것을 수치화하여 나타낸 것이다. 상기 고체 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도는 AC 임피던스 분석기 (AC impedance analyzer, Solatron Frequency Response Analyzer 1252A coupled with SI 1287 Electrochemical Interface)를 이용한 교류 임피던스 법에 의하여 측정되었다. 상기 이온 전도도 측정을 위하여 스테인리스(stainless steel) 재질의 전극을 사용하였으며, 시료를 직경 1 cm의 원형으로 취하여 셀 내부의 전극 사이에 삽입한 후 넓은 주파수 영역대에서 측정하였다. 측정된 교류 임피던스 스펙트럼(Cole-Cole plot)으로부터 전해질의 벌크 저항을 얻은 후 다음과 같은 식을 사용하여 이온 전도도를 계산하였다:In this example, the ionic conductivity at room temperature of the solid polymer electrolyte to which PEG-polyhedral silsesquioxane was added to PEO and lithium salt (LiPF 6 ) was measured. Table 2 quantifies the ionic conductivity at room temperature of the solid polymer electrolyte to which lithium salt (LiPF 6 ) is added 0, 5, 10, 20, 50 wt% of PEG-polyhedral silsesquioxane to the total weight. It is shown. Ionic conductivity at room temperature of the solid polymer electrolyte was measured by an AC impedance method using an AC impedance analyzer (Solatron Frequency Response Analyzer 1252A coupled with SI 1287 Electrochemical Interface). Stainless steel (stainless steel) electrode was used to measure the ion conductivity, and the sample was taken in a circular shape having a diameter of 1 cm and inserted between the electrodes in the cell and measured in a wide frequency range. After obtaining the bulk resistance of the electrolyte from the measured AC-Cole plot, the ionic conductivity was calculated using the following equation:

R=ρL/A, ρ=RA/L, 그리고 σ=1/ρR = ρL / A, ρ = RA / L, and σ = 1 / ρ

상기 식에서, ρ, R, A, L, 및 σ는 각각 비저항, 측정된 저항, 샘플의 단면적, 전극간 거리, 및 이온 전도도를 의미하는 것이다.In the above formula, ρ, R, A, L, and sigma mean specific resistivity, measured resistance, cross-sectional area of sample, distance between electrodes, and ion conductivity, respectively.

[표 2][Table 2]

Figure 112012068596944-pat00003
Figure 112012068596944-pat00003

상기 표 2에 따르면, PEG-다면체 실세스퀴옥산을 함유하지 않은 고분자 전해질의 경우 이온 전도도가 3.5 x 10-7 S/cm인 것에 비하여, PEG-다면체 실세스퀴옥산을 함유하는 고분자 전해질의 경우 도입되는 PEG-다면체 실세스퀴옥산의 양이 증가함에 따라 이온 전도도가 증가하고, PEG-다면체 실세스퀴옥산이 50 wt% 첨가된 경우 이온 전도도가 4.0 x 10-6 S/cm까지 증가된 것이 관찰되었다.
According to Table 2, in the case of the polymer electrolyte containing no PEG-polyhedral silsesquioxane, the polymer electrolyte containing PEG-polyhedral silsesquioxane was 3.5 x 10 -7 S / cm. As the amount of PEG-polyhedral silsesquioxane introduced increases, the ionic conductivity increases, and when 50 wt% of PEG-polyhedral silsesquioxane is added, the ionic conductivity increases to 4.0 x 10 -6 S / cm. Was observed.

리튬염의Lithium salt 종류에 따른 고분자 전해질의 이온 전도도 변화 측정 Measurement of Ionic Conductivity of Polymer Electrolyte According to Kinds

본 실시예에서는 PEO와 LiPF6을 대신하는 리튬염인 LiTFSI 또는 LiClO4를 포함하는 고체 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도를 측정하였다. 도 2는 LiTFSI, LiPF6, 및 LiClO4각각이 포함된 고분자 전해질의 상온에서의 이온 전도도를 그래프로 나타낸 것이다. 도 2에 나타난 바에 따르면, LiPF6를 대신하여 LiTFSI를 사용한 경우, 상온에서의 이온 전도도는 최대 4.3 x 10-5 S/cm으로 나타났다.
In this example, the ionic conductivity at room temperature of the solid polymer electrolyte containing LiTFSI or LiClO 4 , which is a lithium salt instead of PEO and LiPF 6 , was measured. 2 is a graph showing ionic conductivity at room temperature of a polymer electrolyte including LiTFSI, LiPF 6 , and LiClO 4, respectively. As shown in Figure 2, when using LiTFSI instead of LiPF 6 , the ionic conductivity at room temperature was up to 4.3 x 10 -5 S / cm.

고분자 전해질의 기계적 강도 측정Mechanical strength measurement of polymer electrolyte

본 실시예에서는 PEO와 리튬염 (LiPF6)에 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 전체 중량 대비 0, 5, 10, 20, 50 wt% 첨가된 고체 고분자 전해질의 기계적 강도 확인을 위하여 만능시험기 (Universal Testing Machine, UTM)을 이용하여 인장시험을 실시하였다. 시험을 위하여 ASTM (American Society for Testing and Materials)의 규격에 맞추어 시편을 제작하였고, 상기 시편에 힘을 가하여 상기 힘에 따라 발생하는 변형 또는 파단을 이용하여 인장변형율(tensile strain)과 인장강도(tensile stress)를 측정하였다. 이에 따라 수득되는, 탄성 변형이 일어나는 항복점에서의 한계응력인 항복강도(yield stress)와 변형율인 항복신율(yield strain)을 상기 고체 고분자 전해질의 종류에 따라 표 3에 수치화하여 나타내었다. 하기 표 3에 나타난 바에 따르면, PEG-다면체 실세스퀴옥산이 도입된 고분자 전해질의 경우 케이지 구조의 물성 보완 결과로 PEG-다면체 실세스퀴옥산이 도입되지 않은 고분자 전해질보다 항복강도(yield stress)가 최소 1.6 배 내지 최대 2.8배 가량 증가하였고, 동시에 항복신율(yield stain)도 2 배 내지 3 배 가량 크게 증가하는 것으로 나타났다.In this embodiment, the universal testing machine (Universal) to confirm the mechanical strength of the solid polymer electrolyte in which 0, 5, 10, 20, 50 wt% of PEG-polyhedral silsesquioxane is added to the total weight of PEO and lithium salt (LiPF 6 ). Tensile tests were conducted using a testing machine (UTM). For the test, specimens were manufactured according to the standards of the American Society for Testing and Materials (ASTM), and tensile strain and tensile strength were applied by applying deformation or fracture caused by the force by applying a force to the specimen. stress) was measured. Yield stress, the yield stress (yield stress) and yield strain (yield strain), the strain at the yield point at which the elastic deformation is obtained is numerically shown in Table 3 according to the type of the solid polymer electrolyte. As shown in Table 3, in the case of the polymer electrolyte in which PEG-polyhedral silsesquioxane is introduced, yield stress is higher than that of the polymer electrolyte in which PEG-polyhedral silsesquioxane is not introduced as a result of supplementing properties of the cage structure. At least 1.6 times to maximum 2.8 times increased, while yield stain (yield stain) was also shown to increase significantly by 2 to 3 times.

[표 3][Table 3]

Figure 112012068596944-pat00004

Figure 112012068596944-pat00004

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (12)

고분자 매트릭스, 리튬염, 및 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산 (polyhedral silsesquioxane)을 포함하는 리튬 이차전지용 고분자 전해질로서,
상기 케이지 구조의 다면체 실세스퀴옥산은 하기 화학식 1로 표시되며 작용기로서 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)을 함유하는 PEG-다면체 실세스퀴옥산 (polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane)을 포함하는 것이며,
상기 PEG-다면체 실세스퀴옥산의 함량은 상기 고분자 전해질의 전체 중량을 기준으로 0 wt% 초과 내지 20 wt% 이하인 것인,
리튬 이차전지용 고분자 전해질:
[화학식 1]
Figure 112013116988270-pat00008

상기 화학식 1 중 R은 CH2CH2(OCH2CH2)mOCH3이며, m = 1 내지 11 임.
A polymer electrolyte for a lithium secondary battery comprising a polymer matrix, a lithium salt, and a polyhedral silsesquioxane having a cage structure,
The polyhedral silsesquioxane of the cage structure is represented by the following formula (1) and includes a PEG-polyhedral silsesquioxane (polyethylene glycol-polyhedral silsesquioxane) containing a polyethylene glycol (PEG) as a functional group,
The PEG-polyhedral silsesquioxane content is more than 0 wt% to 20 wt% based on the total weight of the polymer electrolyte.
Polymer electrolyte for lithium secondary battery:
[Chemical Formula 1]
Figure 112013116988270-pat00008

R in Formula 1 is CH 2 CH 2 (OCH 2 CH 2 ) m OCH 3 , m = 1 to 11.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 폴리에틸렌글리콜은 1 개 내지 11 개의 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 반복단위를 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 1,
The polyethylene glycol is one to 11 ethylene oxide (ethylene oxide) comprising a repeating unit, a polymer electrolyte for a lithium secondary battery.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리에틸렌글리콜은 상기 다면체 실세스퀴옥산에 함유된 1 개 내지 8 개의 규소 원자 각각에 연결되어 있는 것인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 1,
The polyethylene glycol is connected to each of 1 to 8 silicon atoms contained in the polyhedral silsesquioxane, polymer electrolyte for lithium secondary battery.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 다면체 실세스퀴옥산의 함량은, 상기 고분자 전해질의 전체 중량을 기준으로 5 wt% 내지 20 wt% 이하인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 1,
The polyhedral silsesquioxane content is 5 wt% to 20 wt% or less, based on the total weight of the polymer electrolyte.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌옥사이드[poly(ethylene oxide); PEO], 폴리프로필렌옥사이드[poly(propylene oxide); PPO], 폴리아크릴로나이트릴[poly(acrylonitrile); PAN], 폴리비닐클로라이드[poly(vinyl chloride); PVC], 폴리비닐리덴플루오라이드[poly(vinylidene fluoride); PVDF], 폴리메틸메타크릴레이트[poly(methyl methacrylate); PMMA], 폴리실록세인[polysiloxane], 폴리포스파젠[polyphosphazene], 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 함유하는 것인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 1,
The polymer matrix is polyethylene (poly (ethylene oxide)); PEO, poly (propylene oxide); PPO], polyacrylonitrile (poly (acrylonitrile)); PAN], poly (vinyl chloride); PVC], polyvinylidene fluoride (poly); PVDF], poly (methyl methacrylate); PMMA], polysiloxane [polysiloxane], polyphosphazene [polyphosphazene], and containing a selected from the group consisting of a combination, a polymer electrolyte for a lithium secondary battery.
제 7 항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 옥사이드에 포함된 에틸렌 옥사이드와 상기 리튬염에 포함된 리튬의 몰비가 4:1 내지 60:1인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 7, wherein
Mole ratio of ethylene oxide contained in the polyethylene oxide and lithium contained in the lithium salt is 4: 1 to 60: 1, the polymer electrolyte for a lithium secondary battery.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 클로라이드(LiCl), 리튬 트리플레이트(LiTf), 리튬 헥사플루오로알세네이트(LiAsF6), 리튬 설파이드(Li2S), 리튬 설페이트(Li2SO4), 리튬 포스페이트(Li3PO4), 리튬 시트레이트(Li3C6H5O7), 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB), 리튬 비스(노나플루오로술포닐)메탄, 리튬 디플루오로 비스옥살레이토 포스페이트(LiF4OP), 리튬 디플로로(옥살레이트)보레이트(LiDFOB), 리튬 비스(펜타플루오로에틸술포닐)아미드 (LiBETI), 리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(LiTFSI), 리튬 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메타이드[LiC(SO2CF3)3] 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 고분자 전해질.
The method of claim 1,
The lithium salt is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium chloride (LiCl), lithium triflate (LiTf), lithium hexafluoroalsenate (LiAsF 6 ), lithium sulfide (Li 2 S), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium citrate (Li 3 C 6 H 5 O 7 ), lithium bis (oxalato ) Borate (LiBOB), lithium bis (nonnafluorosulfonyl) methane, lithium difluoro bisoxalato phosphate (LiF 4 OP), lithium difluoro (oxalate) borate (LiDFOB), lithium bis (pentafluoro Ethylsulfonyl) amide (LiBETI), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI), lithium tris (trifluoromethanesulfonyl) methide [LiC (SO 2 CF 3 ) 3 ] and their Polymer electrolyte for lithium secondary batteries, including those selected from the group consisting of combinations .
제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 및 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 리튬 이차전지용 고분자 전해질, 캐소드(cathode), 및 애노드(anode)를 포함하는, 리튬 이차전지.
A lithium secondary battery comprising the polymer electrolyte for a rechargeable lithium battery according to any one of claims 1, 3, 4, and 9, a cathode, and an anode.
제 10 항에 있어서,
상기 캐소드는 LiMn2O4, LiNi2O4, LiTi2O4, LiTiS2, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, Li2MnO3, LiFePO4, LiFePO4, LiFePO4F, LiMnPO4, LiCoPO4, LiNiPO4, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것인, 리튬 이차전지.
11. The method of claim 10,
The cathode is LiMn 2 O 4 , LiNi 2 O 4 , LiTi 2 O 4 , LiTiS 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li 2 MnO 3 , LiFePO 4, LiFePO 4 , A lithium secondary battery comprising a compound selected from the group consisting of LiFePO 4 F, LiMnPO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , and combinations thereof.
제 10 항에 있어서,
상기 애노드는 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 저온 소성 탄소, 소성된 코크스, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물, 리튬 게르마늄 산화물, 리튬 타이타네이트 산화물, 실리콘, 실리카, 리튬 실리사이드, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 리튬 이차전지.
11. The method of claim 10,
The anode is graphite, graphene, low temperature calcined carbon, calcined coke, vanadium oxide, lithium vanadium oxide, lithium germanium oxide, lithium titanate oxide, silicon, silica, lithium silicide, and combinations thereof What is selected from the group consisting of, the lithium secondary battery.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9786950B2 (en) 2014-09-05 2017-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic-inorganic silicon structure-containing block copolymer, electrolyte including the same, and lithium battery including the electrolyte
US10056645B2 (en) 2014-07-14 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte, lithium battery and lithium metal battery including the same, and method of preparing the electrolyte
WO2023106851A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for preparing polymer solid electrolyte and polymer solid electrolyte prepared thereby

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6390902B2 (en) * 2014-10-10 2018-09-19 トヨタ自動車株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102466670B1 (en) 2015-05-29 2022-11-14 삼성전자주식회사 Electrolyte for lithium battery, and negative electrode and lithium battery including the same
CN107403902B (en) * 2017-07-14 2020-07-07 常州第六元素材料科技股份有限公司 High-conductivity lithium iron phosphate powder and preparation method thereof
KR102346844B1 (en) 2018-07-25 2022-01-03 주식회사 엘지에너지솔루션 Polymer electrolyte and manufacturing method thereof
KR102135218B1 (en) * 2018-08-09 2020-07-17 건국대학교 글로컬산학협력단 Electrolyte for aqueous rechargeable lithium ion battery, and aqueous rechargeable lithium ion battery comprising the same
CN115093708B (en) * 2022-02-22 2023-08-25 清华大学 Polysiloxane elastomer with high transparent conductive performance and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019385A (en) * 2002-11-15 2003-03-06 한국과학기술연구원 A composite polymer electrolyte, a lithium secondary battery comprising the composite polymer electrolyte and their fabrication methods
JP2006092810A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Aisin Seiki Co Ltd Electrolyte material, electrolyte film, catalyst paste, film electrode junction and fuel cell
KR101028970B1 (en) * 2011-01-19 2011-04-12 한국씰텍주식회사 Solid polymer electrolyte and producing method the same, lithium secondary battery by using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019385A (en) * 2002-11-15 2003-03-06 한국과학기술연구원 A composite polymer electrolyte, a lithium secondary battery comprising the composite polymer electrolyte and their fabrication methods
JP2006092810A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Aisin Seiki Co Ltd Electrolyte material, electrolyte film, catalyst paste, film electrode junction and fuel cell
KR101028970B1 (en) * 2011-01-19 2011-04-12 한국씰텍주식회사 Solid polymer electrolyte and producing method the same, lithium secondary battery by using the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10056645B2 (en) 2014-07-14 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte, lithium battery and lithium metal battery including the same, and method of preparing the electrolyte
US9786950B2 (en) 2014-09-05 2017-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic-inorganic silicon structure-containing block copolymer, electrolyte including the same, and lithium battery including the electrolyte
WO2023106851A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for preparing polymer solid electrolyte and polymer solid electrolyte prepared thereby

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