KR102136547B1 - An electrolyte composition, an electrolyte film, and an electrochromic device - Google Patents
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Abstract
본 출원은 조성물, 겔 폴리머 전해질 및 전기변색소자에 관한 것이다. 본 출원의 전해질 조성물은, 소정의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함함으로써, 겔 폴리머 전해질과 전기변색소자에 우수한 메모리 효과를 제공한다.The present application relates to a composition, a gel polymer electrolyte and an electrochromic device. The electrolyte composition of the present application, by including a polymer formed from a predetermined monomer, provides an excellent memory effect to the gel polymer electrolyte and the electrochromic device.
Description
본 출원은 전해질 조성물, 전해질 필름, 및 전기변색소자에 관한 것이다.The present application relates to an electrolyte composition, an electrolyte film, and an electrochromic device.
전기변색이란 전기화학적 산화 또는 환원 반응에 의하여 전기변색물질의 광학적 성질이 변하는 현상을 말하며, 상기 현상을 이용한 소자를 전기변색소자라 한다. 일반적으로, 전기변색소자는 전해질, 전극, 및 전기변색층을 포함한다.Electrochromic refers to a phenomenon in which the optical properties of an electrochromic material are changed by an electrochemical oxidation or reduction reaction, and a device using the phenomenon is called an electrochromic device. In general, an electrochromic device includes an electrolyte, an electrode, and an electrochromic layer.
전기변색층에 사용되는 전해질은, 크게 액상 및 고상 전해질로 나누어 볼 수 있다. 액상 전해질은 이온전도도가 높지만, 중력에 의해 전해액이 아래쪽으로 이동하면서 전해액이 누출되거나 분극현상이 발생하고, 이로 인해 소자의 구동 특성이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제는 대면적 소자 제조시에 두드러진다. 상기와 같은 액상 전해질 사용의 문제를 고려하여, 폴리머 필름, 즉 고상의 겔 폴리머 전해질이 사용되고 있다. 그러나 겔 폴리머 전해질은, 액상 전해질 대비 이온 전도도가 낮은 문제가 있다. 또한, 겔 폴리머 전해질에는 구동 전압하에서도 분해되지 않을 정도의 내구성과 내열성, 그리고 높은 투과도와 낮은 헤이즈가 요구된다. 특히, 겔 폴리머 전해질을 스마트 윈도우나 자동차 썬루프용 전기변색소자에 사용할 경우에는, 전압을 인가하지 않더라도 착색과 탈색 상태가 상당 시간 동안 유지되는 메모리 특성이 고려되어야 한다.The electrolyte used in the electrochromic layer can be divided into liquid and solid electrolytes. The liquid electrolyte has a high ionic conductivity, but there is a problem in that the electrolytic solution leaks or polarizes as the electrolyte moves downward due to gravity, thereby deteriorating the driving characteristics of the device. This problem is prominent when manufacturing large-area devices. Considering the problem of using the liquid electrolyte as described above, a polymer film, that is, a solid gel polymer electrolyte is used. However, the gel polymer electrolyte has a problem that the ion conductivity is lower than that of the liquid electrolyte. In addition, the gel polymer electrolyte requires durability, heat resistance, high permeability, and low haze so as not to decompose even under a driving voltage. In particular, when a gel polymer electrolyte is used in an electrochromic device for a smart window or an automobile sunroof, memory characteristics in which coloring and decoloring states are maintained for a considerable time should be considered even when no voltage is applied.
본 출원의 일 목적은, 전기변색소자에 우수한 메모리 특성을 부여할 수 있는 겔 폴리머 전해질용 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present application is to provide a composition for a gel polymer electrolyte capable of imparting excellent memory characteristics to an electrochromic device.
본 출원의 다른 목적은, 높은 투과도 및 낮은 헤이즈를 갖는 겔 폴리머 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자를 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a gel polymer electrolyte having high transmittance and low haze and an electrochromic device comprising the same.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.The above and other other objects of the present application can be solved by the present application described in detail below.
본 출원에 관한 일례예서, 본 출원은 전해질 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 전해질 조성물은, (A) 소정의 화합물을 중합단위로서 포함하는 중합체, (B) 광 경화성 단량체, (C) 1가 금속염, 및 (D) 개시제를 포함할 수 있다.As an example of this application, this application relates to an electrolyte composition. The electrolyte composition of the present application may include (A) a polymer containing a predetermined compound as a polymerization unit, (B) a photocurable monomer, (C) a monovalent metal salt, and (D) an initiator.
상기 (A) 중합체는 폴리카보네이트 디올 유래 중합단위, 디이소시아네이트 화합물 유래 중합단위, 및 히드록시기 함유 알킬 (메타)아크릴레이트 유래 중합단위를 포함할 수 있다. 본 출원에서 「중합단위」란, 하나 인상인 소정의 단량체가 중합되어 형성된 중합체 또는 중합 반응물의 주쇄 또는 측쇄 등에, 상기 소정의 단량체가 중합되어 포함되어 있는 상태를 의미할 수 있다. 상기 중합체(A)는, 겔 폴리머 전해질에 고온 내구성, 내열성, 및 투명성을 부여할 수 있고, 전기변색소자의 메모리 효과를 개선할 수 있다.The polymer (A) may include a polycarbonate diol-derived polymerization unit, a diisocyanate compound-derived polymerization unit, and a hydroxy group-containing alkyl (meth)acrylate-derived polymerization unit. In the present application, the term "polymerization unit" may mean a state in which the predetermined monomer is polymerized and contained in a main chain or a side chain of a polymer or a polymerization reaction product formed by polymerization of a predetermined monomer that is one impression. The polymer (A) can impart high temperature durability, heat resistance, and transparency to the gel polymer electrolyte, and improve the memory effect of the electrochromic device.
하나의 예시에서, 상기 (A) 중합체가 포함하는 폴리카보네이트 디올 유래 중합단위는, 카보네이트 화합물과 서로 다른 2종의 디올 화합물 간 반응물로부터 유래할 수 있다. In one example, the polymerized unit derived from the polycarbonate diol included in the polymer (A) may be derived from a reactant between a carbonate compound and two different diol compounds.
카보네이트 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 디알킬카보네이트, 디아릴카보네이트, 또는 알킬렌카보네이트 등이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디부틸카보네이트, 디페닐카보네이트, 또는 에틸렌카보네이트 등이 카보네이트 화합물로서 사용될 수 있으나, 이들 화합물에 특별히 제한되는 것은 아니다.The type of carbonate compound is not particularly limited. For example, dialkyl carbonate, diaryl carbonate, or alkylene carbonate can be used. More specifically, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, diphenyl carbonate, or ethylene carbonate may be used as a carbonate compound, but is not particularly limited to these compounds.
상기 카보네이트 화합물과 반응하는 2종의 디올 화합물은, 탄소수가 서로 상이한 알킬렌기를 각각 포함할 수 있다. 구체적으로, 2종의 디올 화합물은 하기 화학식 1의 화합물 및 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.The two diol compounds reacting with the carbonate compound may each include alkylene groups having different carbon numbers. Specifically, the two diol compounds may be a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2 below.
[화학식 1][Formula 1]
HO-R1-OHHO-R 1 -OH
[화학식 2][Formula 2]
HO-R2-OHHO-R 2 -OH
단, 화학식 1에서 R1은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기이고, 화학식 2에서 R2는 탄소수 6 내지 12의 알킬렌기이다.However, in Formula 1, R 1 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and in
화학식 1의 디올로는 예를 들어, 1,4-부탄디올이 사용될 수 있고, 화학식 2의 디올로는 1,6-헥산 디올 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the diol of Formula 1, for example, 1,4-butanediol may be used, and as the diol of Formula 2, 1,6-hexane diol may be used, but is not limited thereto.
하나의 예시에서, 상기 폴리카보네이트 디올 유래 중합단위는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.In one example, the polymerization unit derived from the polycarbonate diol may be represented by the following formula (3).
[화학식 3][Formula 3]
단, 상기 화학식 3에서, n 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 50일 수 있고, R1은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기이고, R2는 탄소수 6 내지 12의 알킬렌기일 수 있다.However, in Chemical Formula 3, n and m may each independently be 10 to 50, R 1 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and R 2 may be an alkylene group having 6 to 12 carbon atoms.
하나의 예시에서, 상기 (A) 중합체는 화학식 3의 양 말단에 디이소시아네이트 화합물 유래의 중합단위를 각각 포함할 수 있다. 특별히 제한되지 않으나, 디이소시아네이트 화합물로는 지방족, 지환족 또는 방향족의 각종 공지된 이소시아네이트 화합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트 및 다이머산의 카르복실기를 이소시아네이트기로 전화한 다이머디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트; 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-시클로헥산디이소시아네이트, 1-메틸-2,6-시클로헥산디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 및 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산 등의 지환족 디이소시아네이트; 또는 자일릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 4,4'-디벤질디이소시아네이트, 디알킬디페닐메탄디이소시아네이트, 테트라알킬디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트 및 m-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트 등이 본 출원에서 사용될 수 있다.In one example, the polymer (A) may include polymerized units derived from a diisocyanate compound at both ends of Formula 3. Although not particularly limited, diisocyanate compounds include various known isocyanate compounds of aliphatic, cycloaliphatic or aromatic. More specifically, the carboxyl groups of tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and dimer acid are converted to isocyanate groups. Aliphatic diisocyanates such as one dimer diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1-methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate Alicyclic diisocyanates such as isocyanate and 1,3-bis(isocyanatemethyl)cyclohexane; Or xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-di Phenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl diisocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene di Aromatic diisocyanates such as isocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylenediisocyanate, phenylenediisocyanate, and m-tetramethylxylylenediisocyanate can be used in this application.
하나의 예시에서, 상기 (A) 중합체는 히드록시기 함유 알킬 (메타)아크릴레이트 유래의 중합단위가 갖는 탄소 간 이중 결합을 양 말단에 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 (A) 중합체는, 화학식 3으로 표시되는 단위의 양 말단에, 디이소시아네이트 화합물과 히드록시기 함유 알킬 (메타) 아크릴레이트의 반응물, 즉 우레탄 아크릴레이트 유래의 중합단위가 결합된 구조를 가질 수 있다. 상기 탄소 간 이중 결합은 광 경화에 사용될 수 있다. 히드록시기 함유 알킬(메타)아크릴레이트로의 일례로는 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타아크릴레이트, 또는 히드록시 부틸 아크릴레이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 (A) 중합체는, 디에틸카보네이트, 부탄디올, 및 헥산디올 간 반응물로부터 얻어지는 화학식 3으로 표시되는 단위의 양 말단에, 이소포론디이소시아네이트와 히드록시에틸메타크릴레이트로부터 얻어지는 우레탄 아크릴레이트 유래의 중합단위가 결합된 구조를 가질 수 있다. 이러한 중합체(A)는 하기 화학식 4와 같은 구조를 가질 수 있다.In one example, the polymer (A) may include a double bond between carbons of a polymerization unit derived from a hydroxy group-containing alkyl (meth)acrylate at both ends. In this case, the polymer (A) has a structure in which a reactant of a diisocyanate compound and a hydroxy group-containing alkyl (meth) acrylate, that is, a polymerization unit derived from urethane acrylate, is bonded to both ends of the unit represented by the formula (3). Can. The carbon-to-carbon double bond can be used for light curing. As an example of a hydroxy group-containing alkyl (meth)acrylate, hydroxy ethyl acrylate, hydroxy ethyl methacrylate, or hydroxy butyl acrylate may be used, but is not limited thereto. For example, the polymer (A) is a urethane acrylic obtained from isophorone diisocyanate and hydroxyethyl methacrylate at both ends of the unit represented by Formula 3 obtained from a reactant between diethyl carbonate, butanediol, and hexanediol. The rate-derived polymerization unit may have a combined structure. The polymer (A) may have a structure as shown in Formula 4 below.
[화학식 4][Formula 4]
단, 상기 화학식 4에서, n 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 50일 수 있다.However, in Chemical Formula 4, n and m may be independently 10 to 50, respectively.
하나의 예시에서, 상기 (A) 중합체는 50,000 이하의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 올리고머일 수 있다. 분자량이 이보다 높으면 소기의 목적을 달성하기 어려울 수 있고, 또한 유동성이 저하되어 공정성이 좋지 못하다. 구체적으로, 상기 (A) 중합체는 1,000 이상, 3,000 이상, 5,000 이상 또는 10,000 이상의 분자량을 가질 수 있고, 그리고 50,000 이하 또는 45,000 이하의 분자량을 가질 수 있다. 본 출원에서 중량평균 분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다.In one example, the polymer (A) may be an oligomer having a weight average molecular weight (M w ) of 50,000 or less. If the molecular weight is higher than this, it may be difficult to achieve the desired purpose, and the fluidity is lowered, and the processability is poor. Specifically, the polymer (A) may have a molecular weight of 1,000 or more, 3,000 or more, 5,000 or more, or 10,000 or more, and may have a molecular weight of 50,000 or less or 45,000 or less. In the present application, the weight average molecular weight may mean a converted value for standard polystyrene measured by GPC (Gel Permeation Chromatograph).
일반적으로 올리고머는 경화성 단량체만으로 얻을 수 없는 기계적인 물성 등을 보강하기 위해서 사용되는데, 겔 폴리머 전해질에 요구되는 다양한 물성을 만족시키는 올리고머를 적용하는 것은 쉽지 않다. 그러나, 상기 구성의 (A) 중합체는 그 자체로서 투명성이 우수할뿐 아니라 유기용매에 대한 상용성이 높기 때문에 유기용매와 상분리되지 않고, 따라서 높은 투광성과 낮은 헤이즈를 갖는 전해질 필름을 제공할 수 있다. 또한, 상기 (A) 중합체를 포함하는 전해질 필름은, 하기 설명되는 바와 같이, 전기변색소자 구동에 필요한 이온전도도를 가질 뿐 아니라, 우수한 메모리 효과를 소자에 제공할 수 있다.In general, oligomers are used to reinforce mechanical properties and the like that cannot be obtained by using only curable monomers. It is not easy to apply oligomers satisfying various properties required for gel polymer electrolytes. However, the polymer (A) of the above-mentioned structure is not only excellent in transparency in itself, but also has high compatibility with an organic solvent, and thus does not phase-separate with an organic solvent, and thus can provide an electrolyte film having high light transmittance and low haze. . In addition, the electrolyte film containing the polymer (A), as described below, not only has the ionic conductivity required to drive the electrochromic device, but can also provide an excellent memory effect to the device.
광 경화성 단량체(B)는 전해질 조성물의 경화시, 겔 폴리머 전해질의 매트릭스를 형성할 수 있는 물질이다. 본 출원에서, 광 경화성 단량체로는 히드록시기 또는 카르복실기를 갖는 단관능 단량체; 또는 다관능 아크릴레이트 단량체가 사용될 수 있다. The photocurable monomer (B) is a material capable of forming a matrix of a gel polymer electrolyte upon curing of the electrolyte composition. In the present application, as the photo-curable monomer, a monofunctional monomer having a hydroxy group or a carboxyl group; Or a polyfunctional acrylate monomer can be used.
광 경화성 단관능 단량체의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 단관능 단량체로는, 비닐 아세테이트 또는 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트와 같은 히드록시기 함유 단량체가 사용될 수 있고, 또는 (메트)아크릴산, 이타콘산, 또는 말레산과 같은 카복실기 함유 단량체가 사용될 수 있다. The type of the photocurable monofunctional monomer is not particularly limited. For example, as the monofunctional monomer, a hydroxy group-containing monomer such as vinyl acetate or hydroxyalkyl (meth)acrylate may be used, or a carboxyl group-containing monomer such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, or maleic acid may be used. Can.
광 경화성 다관능 아크릴레이트의 종류 역시 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 헥산디올디아크릴레이트(hexandiol diacrylate, HDDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(tripropyleneglycoldiacrylate, TPGDA), 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(ethyleneglycoldiacrylate, EGDA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(trimethylolpropane ethoxylated triacrylate, TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(glycerol propoxylated triacrylate, GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate, PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate, DPHA) 등이 광 경화성 다관능 단량체로서 사용될 수 있다. The type of the photo-curable polyfunctional acrylate is also not particularly limited. For example, hexanediol diacrylate (HDDA), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), ethylene glycol diacrylate (EGDA), trimethylolpropane triacrylate (trimethylolpropane triacrylate, TMPTA) ), trimethylolpropane ethoxylated triacrylate (TMPEOTA), glycerol propoxylated triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETA), or dipentaerythrate Ditolerythritol hexaacrylate (DPHA) and the like can be used as the photocurable polyfunctional monomer.
상기 (C) 1가 금속염은 Li+, Na+, K+, Rb+, 또는 Cs+를 제공할 수 있는 화합물을 의미할 수 있다. 이러한 알칼리 금속염은, 전기변색을 위한 반응에 관여할 수 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, Li+이 전기변색반응에 사용되는 경우라면, 상기 1가 금속염(C)으로는 LiPF6, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiTFSI, LiBF4, LiSbF6, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiCo0 . 2Ni0 . 56Mn0 . 27O2, LiCoO2, LiSO3CF3 또는 LiClO4와 같은 리튬염이 사용될 수 있다.The (C) monovalent metal salt may mean a compound capable of providing Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + . These alkali metal salts may be involved in the reaction for electrochromic. Although not particularly limited, for example, when Li + is used in the electrochromic reaction, the monovalent metal salt (C) includes LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiTFSI, LiBF 4 , LiSbF 6 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCo 0 . 2 Ni 0 . 56 Mn 0 . Lithium salts such as 27 O 2 , LiCoO 2 , LiSO 3 CF 3 or LiClO 4 can be used.
상기 (D) 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어서, Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등의 시판 제품이 사용될 수 있다.The type of the (D) initiator is not particularly limited. For example, commercial products such as Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F can be used.
하나의 예시에서, 상기 조성물은 유기 용매(E)를 더 포함할 수 있다. 유기 용매의 종류는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, 카보네이트계 용매일 수 있다. 카보네이트계 용매는 유전율이 높아, 1가 금속염으로부터 유래된 이온의 이온전도도를 높일 수 있다. 카보네이트계 용매로는, 예를 들어서, EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate) 또는 EMC(ethylmethyl carbonate) 등이 사용될 수 있다.In one example, the composition may further include an organic solvent (E). The type of the organic solvent is not particularly limited, but may be, for example, a carbonate-based solvent. The carbonate-based solvent has a high dielectric constant and can increase the ion conductivity of ions derived from monovalent metal salts. As the carbonate-based solvent, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or ethylmethyl carbonate (EMC) may be used.
특별히 제한되지는 않으나, 상기 조성물은 상기 (C) 1가 금속염과 상기 (E) 유기용매를 합한 10 내지 70 중량부, 및 상기 (A) 중합체 30 내지 90 중량부를 포함할 수 있다. 본 출원에서 「중량부」란, 비교되는 성분 간 중량 비율을 의미할 수 있다.Although not particularly limited, the composition may include 10 to 70 parts by weight of the (C) monovalent metal salt and the (E) organic solvent, and 30 to 90 parts by weight of the (A) polymer. In the present application, "part by weight" may mean a weight ratio between components to be compared.
또 하나의 예시에서, 상기 조성물은 상기 (A) 중합체, 상기 (C) 1가 금속염, 및 상기 (E) 유기용매를 합한 100 중량부 대비, 0.1 내지 5 중량부의 (B) 광 경화성 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 (A) 중합체, 상기 (C) 1가 금속염, 및 상기 (E) 유기용매를 합한 100 중량부 대비, 0.01 내지 1 중량부의 (D) 개시제를 포함할 수 있다.In another example, the composition includes 0.1 to 5 parts by weight of the (B) photocurable monomer, compared to 100 parts by weight of the (A) polymer, (C) the monovalent metal salt, and (E) the organic solvent. can do. In addition, the composition may include 0.01 to 1 part by weight of the (D) initiator, compared to 100 parts by weight of the (A) polymer, (C) the monovalent metal salt, and (E) the organic solvent.
하나의 예시에서, 상기 전해질 조성물은, 하기 실시예에서 설명되는 방법에 의해 측정된 경화 전 점도가 10,000 cps 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 점도의 하한은 100 cps 이상, 500 cps 이상, 1,000 cps 이상, 또는 2,000 cps 이상일 수 있고, 그리고 상기 점도의 상한은 8,000 cps 이하, 6,000 cps 이하 또는 4,000 cps 이하일 수 있다. 상기 범위의 점도를 갖는 경우, 경화 후에도 우수한 접착력을 갖질 수 있다. 따라서, 소자 제작시 인접하는 층구성과 합지하는 경우에도 별도 접착제의 사용을 생략할 수 있다. 또한, 상기 범위의 점도를 갖는 경우 코팅 공정성이 우수하므로, R2R을 이용한 대면적 양산 공정에도 유리하다.In one example, the electrolyte composition may have a viscosity before curing of 10,000 cps or less measured by the method described in Examples below. For example, the lower limit of the viscosity may be 100 cps or more, 500 cps or more, 1,000 cps or more, or 2,000 cps or more, and the upper limit of the viscosity may be 8,000 cps or less, 6,000 cps or less, or 4,000 cps or less. When having a viscosity in the above range, it may have excellent adhesion even after curing. Therefore, the use of a separate adhesive may be omitted even in the case of laminating with an adjacent layer structure during device fabrication. In addition, since it has excellent coating processability when it has a viscosity in the above range, it is also advantageous for a large-area mass production process using R2R.
본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 전해질 필름에 관한 것이다. 본 출원의 전해질 필름은 상기 설명된 조성물의 경화물을 포함하는 겔 폴리머 전해질(GPE, gel polymer electrolyte)일 수 있다. 상기 조성물을 경화하기 위한 조건은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 200 nm 내지 500 nm 파장의 광을 수초 내지 수분 간 조사하여 경화가 이루어질 수 있다.In another example related to the present application, the present application relates to an electrolyte film. The electrolyte film of the present application may be a gel polymer electrolyte (GPE) comprising a cured product of the composition described above. The conditions for curing the composition are not particularly limited, and for example, curing may be performed by irradiating light having a wavelength of 200 nm to 500 nm for several seconds to several minutes.
하나의 예시에서, 상기 전해질 필름은 10 내지 300 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위를 갖는 전해질 필름은, 우수한 공정성 및 내열성을 가질 수 있다. In one example, the electrolyte film may have a thickness in the range of 10 to 300 μm. The electrolyte film having the above range may have excellent processability and heat resistance.
또 하나의 예시에서, 상기 전해질 필름의 광 투과율은 약 75% 이상, 80% 이상, 또는 85 % 이상일 수 있다. 또한 헤이즈는 2% 이하일 수 있다. 상기 수치 범위의 투과율 및/또는 헤이즈를 갖는 경우, 높은 투명성을 구현할 수 있다. 투과율과 관련하여 광이라 함은, 약 380 nm 내지 780 nm 파장의 광, 구체적으로는 550 nm 파장의 광을 의미할 수 있고, 상기 투과율은 UV-Vis spectrometer(Linshang 社의 LS162 Transmission meter)를 사용하여 측정될 수 있다.In another example, the light transmittance of the electrolyte film may be about 75% or more, 80% or more, or 85% or more. In addition, haze may be 2% or less. In the case of having a transmittance and/or haze in the above numerical range, high transparency can be achieved. Light in relation to transmittance may mean light having a wavelength of about 380 nm to 780 nm, specifically light having a wavelength of 550 nm, and the transmittance may be a UV-Vis spectrometer (LS162 Transmission meter of Linshang). Can be measured.
또 하나의 예시에서, 상기 전해질 필름은 0.5 MPa 이상의 모듈러스를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전해질 필름의 모듈러스 값은 0.7 MPa 이상, 0.9 MPa 이상, 1.1 MPa 이상, 1.3 MPa 이상, 1.5 MPa 이상, 또는 1.7 MPa 이상일 수 있다. 특별히 제한되지 않지만, 상기 모듈러스 값의 상한은 5 MPa일 수 있다. 이때, 상기 모듈러스는 25℃ 상온 및 0.1 mm/s 인장속도에서 측정된 것일 수 있다.In another example, the electrolyte film may have a modulus of 0.5 MPa or more. Specifically, the modulus value of the electrolyte film may be 0.7 MPa or more, 0.9 MPa or more, 1.1 MPa or more, 1.3 MPa or more, 1.5 MPa or more, or 1.7 MPa or more. Although not particularly limited, the upper limit of the modulus value may be 5 MPa. At this time, the modulus may be measured at 25 ℃ room temperature and 0.1 mm / s tensile speed.
본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 전기변색소자에 관한 것이다. 상기 전기변색소자는 전해질 필름, 전극층 및 전기변색층을 포함한다. 전해질 필름으로는, 상기 언급된 것과 동일한 구성의 필름이 사용될 수 있다.In another example of the present application, the present application relates to an electrochromic device. The electrochromic device includes an electrolyte film, an electrode layer, and an electrochromic layer. As the electrolyte film, a film having the same configuration as mentioned above can be used.
전극층의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 전극층은 투명 도전성 화합물, 메탈메쉬, 또는 OMO(oxide/metal/oxide)를 포함할 수 있다. The type of the electrode layer is not particularly limited. For example, the electrode layer may include a transparent conductive compound, a metal mesh, or OMO (oxide/metal/oxide).
하나의 예시에서, 전극층에 사용되는 투명 도전성 화합물로는, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3(indium oxide), IGO(indium galium oxide), FTO(Fluor doped Tin Oxide), AZO(Aluminium doped Zinc Oxide), GZO(Galium doped Zinc Oxide), ATO(Antimony doped Tin Oxide), IZO(Indium doped Zinc Oxide), NTO(Niobium doped Titanium Oxide), ZnO(zink oxide), 또는 CTO (Cesium Tungsten Oxide) 등을 예로 들 수 있다. 그러나, 상기 나열된 물질로 투명 도전성 화합물의 재료가 제한되는 것은 아니다.In one example, the transparent conductive compound used in the electrode layer, ITO (Indium Tin Oxide), In 2 O 3 (indium oxide), IGO (indium galium oxide), FTO (Fluor doped Tin Oxide), AZO (Aluminium doped) Zinc Oxide (Zinc Oxide), GZO (Galium doped Zinc Oxide), ATO (Antimony doped Tin Oxide), IZO (Indium doped Zinc Oxide), NTO (Niobium doped Titanium Oxide), ZnO (zink oxide), or CTO (Cesium Tungsten Oxide) For example. However, the material of the transparent conductive compound is not limited to the materials listed above.
하나의 예시에서, 전극층에 사용되는 메탈메쉬는 Ag, Cu, Al, Mg, Au, Pt, W, Mo, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 포함하고, 격자 형태를 가질 수 있다. 그러나, 메탈메쉬에 사용가능한 재료가 상기 나열된 금속 재료로 제한되는 것은 아니다.In one example, the metal mesh used in the electrode layer includes Ag, Cu, Al, Mg, Au, Pt, W, Mo, Ti, Ni or alloys thereof, and may have a lattice shape. However, the materials usable for the metal mesh are not limited to the metal materials listed above.
하나의 예시에서, 전극층은 OMO(oxide/metal/oxide)를 포함할 수 있다. 상기 OMO는 ITO로 대표되는 투명 도전성 산화물 대비 좀 더 낮은 면저항을 갖기 때문에, 전기변색소자의 변색 속도를 단축하는 등 전기변색소자의 전기적 특성을 개선할 수 있다.In one example, the electrode layer may include OMO (oxide/metal/oxide). Since the OMO has a lower surface resistance than the transparent conductive oxide represented by ITO, it is possible to improve the electrical properties of the electrochromic device, such as shortening the discoloration rate of the electrochromic device.
상기 OMO는 상부층, 하부층, 및 상기 2개 층 사이에 위치하는 금속층을 포함할 수 있다. 본 출원에서 상부층이란, OMO를 구성하는 층 중에서 전해질층으로부터 상대적으로 더 멀리 위치한 층을 의미할 수 있다.The OMO may include an upper layer, a lower layer, and a metal layer positioned between the two layers. In the present application, the upper layer may mean a layer positioned relatively farther from the electrolyte layer among the layers constituting the OMO.
하나의 예시에서, 상기 OMO 전극의 상부층 및 하부층은 Sb, Ba, Ga, Ge, Hf, In, La, Se, Si, Ta, Se, Ti, V, Y, Zn, Zr 또는 이들 합금의 산화물(oxide)을 포함할 수 있다. 상기 상부층 및 하부층이 포함하는 각 금속산화물의 종류는 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 OMO 전극에 포함되는 금속층은 저저항 금속재료를 포함할 수 있다. 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, Ag, Cu, Zn, Au, Pd, 및 이들의 합금 중에서 하나 이상이 금속층에 포함될 수 있다. In one example, the upper and lower layers of the OMO electrode are Sb, Ba, Ga, Ge, Hf, In, La, Se, Si, Ta, Se, Ti, V, Y, Zn, Zr or oxides of these alloys ( oxide). The types of metal oxides included in the upper layer and the lower layer may be the same or different. In addition, the metal layer included in the OMO electrode may include a low-resistance metal material. Although not particularly limited, for example, one or more of Ag, Cu, Zn, Au, Pd, and alloys thereof may be included in the metal layer.
하나의 예시에서, 전기변색소자는 복수의 전극층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색소자는 제1 전극층, 전기변색층, 전해질 필름, 및 및 제2 전극층을 순차로 포함할 수 있다.In one example, the electrochromic device may include a plurality of electrode layers. For example, the electrochromic device may sequentially include a first electrode layer, an electrochromic layer, an electrolyte film, and a second electrode layer.
전기변색층은, 전기변색물질, 즉 전기변색 가능한 금속산화물(metal oxide)을 포함할 수 있다. The electrochromic layer may include an electrochromic material, that is, an electrochromic metal oxide.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은, 환원반응시 착색(coloration)이 일어나는 환원성 무기 변색물질을 포함할 수 있다. 사용 가능한 환원성 무기 변색물질의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, WO3, MoO3, Nb2O5, Ta2O5 또는 TiO2 등과 같이, Ti, Nb, Mo, Ta 또는 W의 산화물이 전기변색층에 사용될 수 있다.In one example, the electrochromic layer may include a reducing inorganic discoloration material in which coloration occurs during a reduction reaction. The type of the reducing inorganic discolorant that can be used is not particularly limited, for example, oxides of Ti, Nb, Mo, Ta or W, such as WO 3 , MoO 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 or TiO 2, etc. It can be used for this electrochromic layer.
또 하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 물질이 산화될 때 착색이 이루어지는 산화성 변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, LiNiOx, IrO2, NiO, V2O5, LixCoO2 , Rh2O3 또는 CrO3 등과 같이, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 또는 Ir 의 산화물; 및 프러시안 블루(prussian blue) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In another example, the electrochromic layer may include an oxidative color change material that is colored when the material is oxidized. Oxides of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, or Ir, such as, for example, LiNiOx, IrO 2 , NiO, V 2 O 5 , LixCoO 2 , Rh 2 O 3 or CrO 3 ; And it may include one or more selected from prussian blue (prussian blue).
하나의 예시에서, 본 출원의 전기변색소자는 이온저장층을 추가로 포함할 수 있다. 이온저장층은 전기변색물질의 변색을 위한 가역적 산화·환원 반응시, 상기 전기변색층과의 전하 균형(charge balance)을 맞추기 위해 형성된 층을 의미할 수 있다. 이온저장층은 상기 제2 전극층과 전해질층 사이에 위치할 수 있다.In one example, the electrochromic device of the present application may further include an ion storage layer. The ion storage layer may mean a layer formed in order to balance charge with the electrochromic layer during a reversible oxidation/reduction reaction for discoloration of an electrochromic material. The ion storage layer may be located between the second electrode layer and the electrolyte layer.
상기 이온저장층은, 상기 전기변색층에 사용되는 전기변색물질과는 발색 특성이 상이한 전기변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색층이 환원성 전기변색물질을 포함하는 경우, 이온저장층은 산화성 전기변색물질을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대의 경우도 가능하다.The ion storage layer may include an electrochromic material having different color development characteristics from the electrochromic material used in the electrochromic layer. For example, when the electrochromic layer includes a reducing electrochromic material, the ion storage layer may include an oxidative electrochromic material. Also, the reverse is also possible.
하나의 예시에서, 상기 전기변색소자는 투광성 기재를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기재의 광 투과율은, 예를 들어 75% 이상일 수 있다. 투광성 기재의 재료는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 수지 또는 유리가 사용될 수 있다. 상기 기재는 도 1에서와 같이 소자의 외측면에 위치할 수 있다.In one example, the electrochromic device may further include a transparent substrate. The light transmittance of the substrate may be, for example, 75% or more. The material of the translucent base is not particularly limited, and a known resin or glass can be used. The substrate may be located on the outer surface of the device as shown in FIG. 1.
본 출원은, 스마트 윈도우, 자동차 선루프 또는 유리 등에 사용되는 전기변색소자에 대하여, 우수한 메모리 효과를 제공할 수 있다. 그 결과, 전압 소모량을 줄이고, 소자의 장기 구동 내구성을 개선할 수 있다.This application can provide an excellent memory effect for an electrochromic device used in a smart window, automobile sunroof, or glass. As a result, it is possible to reduce the voltage consumption and improve the long-term driving durability of the device.
도 1은, 본 출원의 일례에 따른 전기변색소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는, 전원 off 후 광 투과율 변화를 통해 실시예 소자와 비교예 소자의 메모리 효과를 비교 도시한 것이다.
도 3은, 탈색된 상태로 전원이 off 된 실시예와 비교예 소자를 전원 off 24 시간 후 촬영한 이미지이다.
도 4는, 실시예와 비교예 각각에 사용된 GPE 대한 NMR 분석 결과이다.
도 5는, 실시예와 비교예 각각에 사용된 GPE에 대한 모듈러스 측정 결과이다.1 schematically shows a cross-section of an electrochromic device according to an example of the present application.
FIG. 2 shows a memory effect of an example device and a comparative example device through a change in light transmittance after power off.
FIG. 3 is an image taken 24 hours after power-off of the Example and Comparative Example elements in which the power was turned off in a discolored state.
4 is a result of NMR analysis of GPE used in each of Examples and Comparative Examples.
5 is a modulus measurement result for the GPE used in each of the Examples and Comparative Examples.
이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.
<측정 방법><Measurement method>
* 중합체(A)의 분자량: 중량평균분자량(Mw)은 GPC를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였으며, 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하였다. * Molecular weight of polymer (A): The weight average molecular weight (Mw) was measured under the following conditions using GPC, and standard polystyrene of the Agilent system was used for the preparation of the calibration curve.
<조건><condition>
측정기: Agilent GPC (Agilent 1200 series, U.S.)Meter: Agilent GPC (Agilent 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결Column: 2 PL Mixed B connections
컬럼 온도: 40℃Column temperature: 40℃
용리액: THF(Tetrahydrofuran)Eluent: THF (Tetrahydrofuran)
유속: 1.0 mL/minFlow rate: 1.0 mL/min
농도: ~ 1 mg/mL (100μL injection)Concentration: ~ 1 mg/mL (100μL injection)
* 조성물의 점도: Brookfield Viscometer (LV type, #63 spindle)를 이용하여, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 조성물의 경화 전 점도를 측정하였다. * Viscosity of the composition: Using a Brookfield Viscometer (LV type, #63 spindle), the viscosity before curing of the composition prepared according to Examples and Comparative Examples was measured.
* 이온전도도: EIS(Electrochemical impedance spectroscopy)를 이용하여 이온전도도 측정하였다. 구체적으로, 필름 형태의 GPE를 포함하는 코인셀을 원형의 SUS판 사이에 끼우고 지그를 연결하고, Nyquist plot을 이용하여 이온전도도를 측정하였다. * Ion conductivity: Ionic conductivity was measured using EIS (Electrochemical impedance spectroscopy). Specifically, a coin cell containing GPE in the form of a film was sandwiched between circular SUS plates, the jigs were connected, and ion conductivity was measured using a Nyquist plot.
* GPE의 광투과율 ( % ) 및 헤이즈 ( % ): 실시예 및 비교예에 따라 제조된 조성물을 경화한 후, UV-Vis spectrometer(Linshang 社의 LS162 Transmission meter)를 이용하여 550 nm 파장에 대한 광투과율과 헤이즈를 측정하였다. * GPE Light transmittance ( % ) and haze ( % ): After curing the composition prepared according to Examples and Comparative Examples, light transmittance and haze for a wavelength of 550 nm using a UV-Vis spectrometer (LS162 Transmission meter from Linshang) Was measured.
* 메모리 효과의 측정: ± 2V 전압(구동전압)을 각각 100초간 번갈아 인가하면서, 소자를 착색 및 탈색 시켰다. 100 사이클 경과 후 처음 착색된 소자의 전원을 off 시키고, off 직후의 투과율과 48시간 경과 후의 투과율 변화를 관찰하였다. 마찬가지로, 100 사이클 경과 후 처음 착색된 소자를 탈색 시키고, 탈색된 소자의 전원을 off 시킨 후, off 직후의 투과율과 48시간 경과 후의 투과율 변화를 관찰하였다. * Measurement of memory effect: The device was colored and bleached while applying ± 2V voltage (driving voltage) alternately for 100 seconds each. After 100 cycles, the power of the first colored device was turned off, and the transmittance immediately after off and the change in transmittance after 48 hours were observed. Similarly, after 100 cycles, the first colored element was decolored, and after the power of the decolored element was turned off, the transmittance immediately after off and the change in transmittance after 48 hours were observed.
* 하드 세그먼트 : TD NMR 장비를 이용하여 측정하였다. 그 결과는 도 4와 같다. 구체적으로, 도 4는 NMR을 이용한 FID 실험 결과를 도시한 것으로, x축은 NMR에서 시그널 리시버가 열려있는 시간을 의미한다. 그리고, y축은 그 시간 동안의 시그널 변화로서, 시그널을 100으로 노멀라이즈하여 측정된 값이다. * Hard segment : Measured using TD NMR equipment. The results are shown in FIG. 4. Specifically, Figure 4 shows the results of the FID experiment using NMR, the x-axis means the time the signal receiver is open in the NMR. In addition, the y-axis is a signal change during that time, and is a value measured by normalizing the signal to 100.
* 모듈러스 ( Mpa ): 실시예 및 비교예에 따라 제조된 조성물을 경화한 후, Zwick roell 社의 universal testing machine를 이용하여 GPE의 모듈러스를 측정하였다. * Modulus ( Mpa ): After curing the composition prepared according to Examples and Comparative Examples, the modulus of GPE was measured using a universal testing machine from Zwick roell.
실시예Example 1 One
중합체(A)의 제조: 디에틸카보네이트, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 이소포론디이소시아네이트, 및 히드록시에틸메타크릴레이트를 단량체로 하여, 상기 화학식 4에 상응하는 중합체(A)를 얻었다. 제조된 중합체의 중량평균 분자량(Mw)은 15,000 이었다. Preparation of polymer (A): Polymer corresponding to formula (4 ) (A) using diethyl carbonate, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, isophorone diisocyanate, and hydroxyethyl methacrylate as monomers ). The weight average molecular weight (M w ) of the prepared polymer was 15,000.
조성물 및 GPE의 제조: 중합체(A), 2M의 LiClO4 를 포함하는 유기용매(PC), 아크릴산, 및 광 개시제(Ciba 社, Irgacure 819)를 10 : 10 : 0.3 : 0.033의 함량(g) 비율로 혼합하여 조성물을 제조하였다. 상기 조성물을 PET 기재 상에 도포하고, 약 400 nm 파장의 광을 1분 가량 조사하여, 150 ㎛ 두께의 전해질 필름을 얻었다. 재단된 전해질 필름의 크기는 5 cm X 5 cm 이다. 조성물 및 GPE의 구성 및 특성은 하기 표 1과 같다. Preparation of composition and GPE : Content (g) ratio of 10:10:0.3:0.033 of polymer (A), organic solvent (PC) containing 2M of LiClO 4 , acrylic acid, and photoinitiator (Ciba Corporation, Irgacure 819) It was mixed to prepare a composition. The composition was applied on a PET substrate and irradiated with light having a wavelength of about 400 nm for about 1 minute to obtain an electrolyte film having a thickness of 150 μm. The size of the cut electrolyte film is 5
전기변색소자의 제조: ITO 전극(150 ohm/m2), 350 nm 두께의 WO3 박막, 실시예 1의 GPE, 450 nm 두께의 프러시안블루(PB) 박막, 및 ITO 전극(150 ohm/m2)이 순차로 합지된 전기변색소자를 제조하였다. 제조된 소자의 메모리 특성 측정 결과는 표 2 및 도 2와 같다. Preparation of electrochromic device: ITO electrode (150 ohm/m 2 ), 350 nm thick WO 3 thin film, GPE of Example 1, 450 nm thick Prussian Blue (PB) thin film, and ITO electrode (150 ohm/m 2 ) An electrochromic device laminated in this order was manufactured. The measurement results of the memory characteristics of the fabricated device are shown in Table 2 and FIG. 2.
실시예Example 2 2
조성물에 포함되는 구성과 점도를 하기 표 1과 같이 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 조성물, GPE 및 소자를 제조하였다.A composition, a GPE, and a device were prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition and viscosity included in the composition were changed as shown in Table 1 below.
비교예Comparative example 1 One
중합체 (A) 대신 중합체(B)를 사용한 것과, GPE 용 전해질 조성물의 점도를 하기 표 1과 같이 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 조성물, GPE 및 소자를 제조하였다.A composition, a GPE, and a device were prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer (B) was used instead of the polymer (A) and the viscosity of the electrolyte composition for GPE was changed as shown in Table 1 below.
중합체(B)의 제조: 프로필렌 글리콜과 이소시아네이트를 합성하여, PPG based urethane diacrylate (중량평균 분자량 15,000)를 제조하였다. Preparation of polymer (B): PPG based urethane diacrylate (weight average molecular weight 15,000) was prepared by synthesizing propylene glycol and isocyanate.
비교예Comparative example 2 2
중합체 (A) 대신 중합체(C)를 사용한 것과, GPE용 전해질 조성물의 점도를 하기 표 1과 같이 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 조성물, GPE 및 소자를 제조하였다.The composition, GPE, and device were prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer (C) was used instead of the polymer (A), and the viscosity of the electrolyte composition for GPE was changed as shown in Table 1 below.
중합체(C)의 제조: INDI(isononane diisocyanate, isomer 존재)와 DEPD (2,4-diethylpentane-1,5-diol)를 반응시켜 얻어진 우레탄계 중합물(c1)을 제조하였다. 또한, AdA(Adipic acid)와 DEPD를 반응시켜 얻어진 에스테르계 중합물(c2)을 제조하였다. 이후, 중합물(c1) 및 중합물(c2) 함께 반응시켜 얻어진 중합물을, INDI 및 HBA(hydroxybutyl acrylate)와 중합하였다. 중합체(C)의 중량평균 분자량은 15,000 이었다. Preparation of polymer (C): A urethane-based polymer (c1) obtained by reacting INDI (isononane diisocyanate, isomer) and DEPD (2,4-diethylpentane-1,5-diol) was prepared. In addition, an ester-based polymer (c2) obtained by reacting AdA (Adipic acid) with DEPD was prepared. Thereafter, the polymer obtained by reacting the polymer (c1) and the polymer (c2) together was polymerized with INDI and HBA (hydroxybutyl acrylate). The weight average molecular weight of the polymer (C) was 15,000.
[표 1] [Table 1]
[표 2] [Table 2]
표 2 및 도 2 내지 3으로부터, 본원 실시예에 따라 제조된 전기변색소자의 메모리 효과가 비교예의 소자 대비 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 이는, 실시예의 경우 전압 off 후 리튬이온의 이동이 비교예 대비 억제되기 때문인 것으로 생각된다. 이는 중합체(A)가 갖는 물질 자체의 특성 외에도, 중합체(A)로부터 형성되는 GPE의 큰 모듈러스와도 관계된 것으로 생각된다. 즉, 전압 off 후 리튬이온은 GPE 내 가교된 체인을 따라 호핑(hopping)하면서 이동하는데, 모듈러스가 큰 본 출원의 GPE는 리지드(rigid)한 성질을 가지므로, GPE뿐 아니라 리튬이온의 이동성(mobility)이 억제되면서 메모리 효과가 개선되는 것으로 생각된다.It can be seen from Table 2 and FIGS. 2 to 3 that the memory effect of the electrochromic device manufactured according to the present embodiment is superior to that of the comparative example. This is considered to be because, in the case of Examples, the movement of lithium ions after voltage off is suppressed compared to Comparative Examples. It is believed that in addition to the properties of the material itself of the polymer (A), it is also related to the large modulus of the GPE formed from the polymer (A). That is, after voltage off, lithium ions move while hopping along a crosslinked chain in the GPE. Since the GPE of the present application having a large modulus has a rigid property, mobility of lithium ions as well as GPE is mobility. ) Is suppressed, it is thought that the memory effect is improved.
한편, 도 4의 결과는 T2 relaxation에 관련된 정보를 포함하는데, 분자가 리지드(rigid)할수록, 즉 하드세그먼트가 많을 수록 T2 relaxation 이 빨라져 시그널 감소가 빠르게 일어나게 된다. 도 4에서, 실시예의 시그널 감소가 비교예 대비 빠르다는 점이 확인되는데, 이는 리지드한 성질에 관한 상기 분석과 일치한다. 또한, 분자가 리지드 하여 하드세그먼트가 많을수록 모듈러스의 값이 높아지는데, 도 5를 보면 인장강도 테스트에서 실시예의 모듈러스 값이 더 크다는 것이 재확인된다.On the other hand, the result of FIG. 4 includes information related to T2 relaxation. The more rigid a molecule is, that is, the more hard segments, the faster the T2 relaxation and the faster the signal decrease. In Fig. 4, it is confirmed that the signal reduction of the example is faster than that of the comparative example, which is consistent with the above analysis on the rigid properties. In addition, as the number of hard segments increases due to the rigidity of the molecules, the value of the modulus increases. Referring to FIG. 5, it is confirmed that the modulus value of the embodiment in the tensile strength test is larger.
Claims (18)
(B) 광 경화성 단량체;
(C) 1가 금속염; 및
(D) 개시제;
를 포함하며,
상기 폴리카보네이트 디올 유래 중합단위는 하기 화학식 3으로 표시되는 전해질 조성물:
[화학식 3]
단, 상기 화학식 3에서, n 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 50 이고, R1은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기이고, R2는 탄소수 6 내지 12의 알킬렌기이다.(A) a polymer comprising a polycarbonate diol-derived polymerization unit, a diisocyanate compound-derived polymerization unit, and a hydroxyl group-containing alkyl (meth)acrylate-derived polymerization unit;
(B) photo-curable monomers;
(C) monovalent metal salts; And
(D) initiator;
It includes,
The polycarbonate diol-derived polymerization unit is an electrolyte composition represented by the following formula (3):
[Formula 3]
However, in Formula 3, n and m are each independently 10 to 50, R 1 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 6 to 12 carbon atoms.
[화학식 1]
HO-R1-OH
[화학식 2]
HO-R2-OH
단, 화학식 1에서 R1은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기이고, 화학식 2에서 R2는 탄소수 6 내지 12의 알킬렌기이다.The electrolyte composition according to claim 1, wherein the polycarbonate diol-derived polymerization unit comprises a carbonate compound-derived polymerization unit, a compound-derived polymerization unit, and a compound-derived polymerization unit:
[Formula 1]
HO-R 1 -OH
[Formula 2]
HO-R 2 -OH
However, in Formula 1, R 1 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and in Formula 2, R 2 is an alkylene group having 6 to 12 carbon atoms.
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