KR102160705B1 - Polymer solid electrolyte composition and polymer membrane comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 이온 전도도를 갖는 고분자 고체 전해질에 관한 것으로, 상기 고분자 고체 전해질을 이용하여 성능이 향상되고 안전성이 강화된 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. The present invention relates to a polymer solid electrolyte having high ionic conductivity, and by using the polymer solid electrolyte, it is possible to provide a lithium secondary battery with improved performance and enhanced safety.

Description

고분자 고체 전해질 조성물 및 이를 포함하는 고분자 막 {Polymer solid electrolyte composition and polymer membrane comprising the same}Polymer solid electrolyte composition and polymer membrane comprising the same {Polymer solid electrolyte composition and polymer membrane comprising the same}

본 발명은 고분자 고체 전해질 조성물 및 이를 포함하는 고분자 막에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer solid electrolyte composition and a polymer membrane comprising the same.

리튬 이차전지는 스마트폰이나 노트북 타블렛 PC를 비롯한 소형 전자기기에서 자동차 배터리 등 다양한 산업에서 사용되고 있다. 이들은 소형화, 경량화, 고성능화, 및 고 용량화의 기술 방향으로 발전이 이루어지고 있다. Lithium secondary batteries are used in various industries such as automobile batteries in small electronic devices including smartphones and notebook tablet PCs. These are developing in the technology direction of miniaturization, weight reduction, high performance, and high capacity.

리튬 이차전지는 음극, 양극 및 전해질을 포함한다. 상기 리튬 이차전지의 음극 활물질로는 리튬, 탄소 등이 사용되며, 양극 활물질로는 전이금속 산화물, 금속 칼코겐 화합물, 전도성 고분자 등이 사용되고, 전해질로는 액체 전해질, 고체 전해질 및 고분자 전해질 등이 사용되고 있다. Lithium secondary batteries include a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte. Lithium, carbon, etc. are used as the negative active material of the lithium secondary battery, transition metal oxide, metal chalcogen compound, conductive polymer, etc. are used as the positive electrode active material, and liquid electrolyte, solid electrolyte, and polymer electrolyte are used as electrolytes. have.

그 중, 고분자 전해질은 액체 전해질에서 발생하는 액체의 누액과 같은 문제점이 없어 환경 친화적이고, 박막화 및 필름 형태의 가공이 가능하여 원하는 모든 형태로 소자의 구조 변경이 용이한 장점이 있다.Among them, the polymer electrolyte has the advantage of being environmentally friendly because there is no problem such as leakage of liquid generated in the liquid electrolyte, and it is easy to change the structure of the device in any desired shape because it can be thinned and processed in a film form.

고분자 전해질은 고분자와 리튬염, 비수계 유기용매(선택적) 및 기타 첨가제 등으로 구성되는 물질로서 이온 전도도가 우수하나, 비수계 액체 전해질보다 성능이 많이 저하되는 문제가 있었다.The polymer electrolyte is a material composed of a polymer, a lithium salt, a non-aqueous organic solvent (optional), and other additives, and has excellent ionic conductivity, but there is a problem that the performance is much lower than that of a non-aqueous liquid electrolyte.

이에, 이러한 문제를 극복하고자 상온에서 이온 전도도가 높은 이온 전도도 고분자 전해질 개발이 필요하다.Accordingly, in order to overcome this problem, it is necessary to develop an ionic conductivity polymer electrolyte having high ionic conductivity at room temperature.

대한민국 공개특허 제10-2013-001176호(2013.01.30) 친수성 블록과 소수성 블록을 포함하는 블록 공중합체, 이를 포함하는 고분자 전해질막 및 연료전지Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-001176 (2013.01.30) Block copolymer including a hydrophilic block and a hydrophobic block, a polymer electrolyte membrane and a fuel cell including the same

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은 새로운 조성을 갖는 고분자 고체 전해질을 개발하기 위해 다양한 연구를 수행한 결과, 블록 고분자를 이온 공급 화합물 및 산화제와 함께 혼합하여 용액으로 제조 후 고분자 막을 제조한 결과, 높은 이온 전도도를 가져 리튬 이차전지의 성능 및 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.In order to solve the above problem, the present inventors conducted various studies to develop a polymer solid electrolyte having a new composition. As a result, a block polymer was mixed with an ion-supplying compound and an oxidizing agent to form a solution, and then a polymer membrane was prepared. The present invention was completed by confirming that the performance and safety of the lithium secondary battery can be improved by having high ionic conductivity.

따라서, 본 발명의 목적은 고분자 고체 전해질을 제조하기 위한 고분자 고체 전해질 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer solid electrolyte composition for preparing a polymer solid electrolyte.

또한, 본 발명은 상기 고분자 고체 전해질 조성물로 제조된 고분자 막을 제공하는데 있다.In addition, the present invention is to provide a polymer membrane made of the polymer solid electrolyte composition.

또한, 본 발명은 상기 고분자 고체 전해질 조성물로 제조된 고분자 막을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는데 있다.In addition, the present invention is to provide a lithium secondary battery including a polymer membrane made of the polymer solid electrolyte composition.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이온 공급 화합물; 비결정성의 제 1 블록 및 비결정성의 제 2 블록을 포함하는 블록 고분자; 및 산화제를 포함하는 고분자 고체 전해질 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an ion supply compound; A block polymer including an amorphous first block and an amorphous second block; And it provides a polymer solid electrolyte composition comprising an oxidizing agent.

또한, 본 발명은 상기 고분자 고체 전해질 조성물로 제조된 고분자 막을 제공한다.In addition, the present invention provides a polymer membrane made of the polymer solid electrolyte composition.

또한, 본 발명은 상기 고분자 막을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. In addition, the present invention provides a lithium secondary battery including the polymer membrane.

본 발명에 따른 고분자 고체 전해질 조성물은 높은 이온 전도도를 확보하여 리튬 이차전지의 안정성을 향상시킨다.The polymer solid electrolyte composition according to the present invention improves the stability of a lithium secondary battery by securing high ionic conductivity.

도 1은 본 발명에 따른 리튬 이차전지를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a lithium secondary battery according to the present invention.

본 발명에서는 블록 고분자를 포함하여 이온 전도도가 향상되는 고분자 고체 전해질 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 리튬 이차전지에 적용하기 위한 기술을 제시한다.In the present invention, after preparing a polymer solid electrolyte composition with improved ionic conductivity including a block polymer, a technology for applying it to a lithium secondary battery is proposed.

고분자 고체 전해질 조성물Polymer solid electrolyte composition

본 발명에 따른 고분자 고체 전해질 조성물은 이온 공급 화합물; 비결정성의 제 1 블록 및 비결정성의 제 2 블록을 포함하는 블록 고분자; 및 산화제를 포함하는 고분자 고체 전해질 조성물를 포함한다. The polymer solid electrolyte composition according to the present invention comprises an ion supply compound; A block polymer including an amorphous first block and an amorphous second block; And a polymer solid electrolyte composition containing an oxidizing agent.

본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물의 제조에 사용되는 이온 공급 화합물은 리튬 이온 전도도를 향상시킬 수 있으며, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이온 공급 화합물은 리튬염일 수 있다.The ion supplying compound used in the preparation of the polymer solid electrolyte composition of the present invention can improve lithium ion conductivity, and according to an embodiment of the present invention, the ion supplying compound may be a lithium salt.

상기 리튬염으로는 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, LiSCN, Li(FSO2)2N LiCF3CO2, LiCH3SO3, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiTFSI, LiFSI, LiOH, LiOHH2O, LiBOB, LiN(SO2C2F5)2, LiC4F9SO3, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, LiOH.H2O, LiB(C2O4)2, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 리튬 이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 리튬염 등이 사용될 수 있다. The lithium salt is, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiSCN, Li(FSO 2 ) 2 N LiCF 3 CO 2 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , LiTFSI, LiFSI, LiOH, LiOHH 2 O, LiBOB, LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, LiOH.H 2 O, LiB(C 2 O 4 ) 2 , chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, tetraphenylborate lithium, lithium One kind of lithium salt selected from the group consisting of imides and combinations thereof may be used.

바람직하기로, 상기 이온 공급 화합물은 전체 고분자 고체 전해질 내 10 내지 30 중량%, 바람직하기로 15 내지 25 중량%로 포함되는 것이 좋다. 만약 상기 이온 공급 화합물의 함량이 상기 범위 미만이면 리튬 이온 전도도의 확보가 용이하지 않고, 이와 반대로 상기 범위를 초과할 경우에는 효과 상의 큰 증가가 없어 비경제적이므로, 상기 범위 내에서 적절히 선택한다.Preferably, the ion supplying compound is preferably contained in an amount of 10 to 30% by weight, preferably 15 to 25% by weight, in the total polymer solid electrolyte. If the content of the ion-supplying compound is less than the above range, it is not easy to secure the lithium ion conductivity. On the contrary, if the content of the ion supplying compound is less than the above range, there is no significant increase in the effect and it is uneconomical, so it is appropriately selected within the above range.

본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물은 블록 고분자를 포함할 수 있다. 상기 블록이란 고분자에 포함된 분자의 일부분으로 다수의 구성 단위로 이루어지고 그 부분에 접하는 다른 부분과 화학 구조상 혹은 입체 배치상 다른 것을 블록이라 한다.The polymer solid electrolyte composition of the present invention may include a block polymer. The block is a part of a molecule contained in a polymer and is composed of a plurality of constituent units, and a block is referred to as a block that is different in chemical structure or three-dimensional arrangement from another part that contacts the part.

이에 본 발명에서 블록 고분자에 포함된 블록 간의 구조적인 특징에 의해 이온 전도도를 향상시키는 기능을 할 수 있으며, 상기 블록 고분자는 비결정성의 제1 블록 및 비결정성의 제2 블록을 포함할 수 있다.Accordingly, in the present invention, ionic conductivity may be improved by structural characteristics between blocks included in the block polymer, and the block polymer may include an amorphous first block and an amorphous second block.

상기 비 결정성의 제 1 블록은 하나의 예시에서 하기 [화학식 1]로 표시되는 블록일 수 있다. The amorphous first block may be a block represented by the following [Chemical Formula 1] in one example.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017045274127-pat00001
Figure 112017045274127-pat00001

상기 화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.In Formula 1, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, -C(=O)-X 1 -or -X 1 -C(=O)-, wherein X 1 is an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or It is an alkynylene group, and Y is a monovalent substituent including a ring structure to which a chain having 8 or more chain forming atoms is connected.

본 출원에서 사용된 용어 "단일 결합"은 그 부위에 별도의 원자가 존재하지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 X가 단일 결합이라면, Y가 직접 고분자 사슬에 연결된 구조가 구현될 수 있다.The term "single bond" as used in the present application means that no separate atom exists at the site. For example, if X is a single bond in Formula 1, a structure in which Y is directly linked to a polymer chain may be implemented.

본 명세서에서 사용된 용어 "알킬기"는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다 (단, 전술한 측쇄 사슬이 알킬기인 경우에 상기 알킬기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알킬기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다).The term "alkyl group" as used herein, unless otherwise specified, is a straight chain, branched chain or cyclic having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms It may be an alkyl group of, which may be optionally substituted by one or more substituents (however, when the aforementioned side chain is an alkyl group, the alkyl group may be 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more, or It may contain 12 or more carbon atoms, and the number of carbon atoms in this alkyl group may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less).

본 명세서에서 사용된 용어 "알케닐기" 또는 "알키닐기"는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다(단, 전술한 측쇄 사슬로서의 알케닐기 또는 알키닐기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다).The term "alkenyl group" or "alkynyl group" as used herein, unless otherwise specified, is a straight chain having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms , It may be a branched or cyclic alkenyl group or an alkynyl group, which may be optionally substituted by one or more substituents (however, the alkenyl group or alkynyl group as the side chain chain described above is 8 or more, 9 or more. , 10 or more, 11 or more, or 12 or more carbon atoms may be included, and the number of carbon atoms of the alkenyl group or alkynyl group may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less. ).

본 명세서에서 사용된 용어 "알킬렌기"는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬렌기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.The term "alkylene group" as used herein, unless otherwise specified, is a straight chain, branched chain or ring having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms It may be an alkylene group of the type, which may be optionally substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 사용된 용어 "알케닐렌기" 또는 "알키닐렌기"는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬렌기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.The term "alkenylene group" or "alkynylene group" as used herein, unless otherwise specified, includes 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. It may be a straight chain, branched chain or cyclic alkylene group, which may be optionally substituted by one or more substituents.

또한, 상기 화학식 1에서 X는 다른 예시에서 -C(=O)O- 또는 -OC(=O)-일 수 있다.In addition, X in Formula 1 may be -C(=O)O- or -OC(=O)- in other examples.

상기 화학식 1에서 Y는 전술한 사슬을 포함하는 치환기이고, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조를 포함하는 치환기일 수 있다. 상기 사슬은, 예를 들면, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 알킬기일 수 있다. 이 알킬기는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 이러한 사슬은, 상기 방향족 구조에 직접 또는 상기 언급한 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다.In Formula 1, Y is a substituent including the aforementioned chain, and may be, for example, a substituent including an aromatic structure having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms. The chain may be, for example, a straight chain alkyl group including 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more, or 12 or more carbon atoms. This alkyl group may contain 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less carbon atoms. These chains may be connected directly to the aromatic structure or via the aforementioned linker.

상기 제 1 블록은 다른 예시에서 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The first block may be represented by Formula 2 below in another example.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017045274127-pat00002
Figure 112017045274127-pat00002

상기 화학식 2에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 -C(=O)-O-이며, P는 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이며, Q는 산소 원자이고, Z는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 상기 사슬이다.In Formula 2, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is -C(=O)-O-, P is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, Q is an oxygen atom, and Z is a chain formation It is the chain having 8 or more atoms.

상기 화학식 2에서 P는 다른 예시에서 페닐렌일 수 있고, Z는 다른 예시에서 탄소수 9 내지 20, 탄소수 9 내지 18 또는 탄소수 9 내지 16의 직쇄 알킬기일 수 있다. 상기에서 P가 페닐렌인 경우에 Q는 상기 페닐렌의 파라 위치에 연결되어 있을 수 있다. 상기에서 알킬기, 아릴렌기, 페닐렌기 및 사슬은 임의로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.In Formula 2, P may be phenylene in another example, and Z may be a straight-chain alkyl group having 9 to 20 carbon atoms, 9 to 18 carbon atoms, or 9 to 16 carbon atoms in another example. In the case where P is phenylene, Q may be connected to the para position of the phenylene. In the above, the alkyl group, arylene group, phenylene group and chain may be optionally substituted with one or more substituents.

상기 비 결정성의 제 2 블록은 하나의 예시에서 하기 [화학식 3]으로 표시되는 블록일 수 있다. The amorphous second block may be a block represented by the following [Chemical Formula 3] in one example.

[화학식 3] [Formula 3]

Figure 112017045274127-pat00003
Figure 112017045274127-pat00003

상기 화학식 3에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.In Formula 3, X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, -C(=O)-X 1 -or -X 1 -C(=O)-, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or an alkynylene group, and W is at least one It is an aryl group containing a halogen atom.

상기 화학식 3에서 X2는 다른 예시에서 단일 결합이거나, 알킬렌기일 수 있다.In Chemical Formula 3, X 2 may be a single bond or an alkylene group in other examples.

상기 화학식 3에서 W의 아릴기는, 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 페닐기일 수 있고, 이러한 아릴기 또는 페닐기는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 상기에서 할로겐 원자의 수는, 예를 들면, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하 또는 10개 이하일 수 있다. 할로겐 원자로는 불소 원자가 예시될 수 있다.In Formula 3, the aryl group of W may be an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or a phenyl group, and such aryl group or phenyl group may be 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, or 5 or more halogen atoms It may include. In the above, the number of halogen atoms may be, for example, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less. As the halogen atom, a fluorine atom may be exemplified.

상기 화학식 3의 블록은 다른 예시에서 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.The block of Formula 3 may be represented by Formula 4 below in another example.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112017045274127-pat00004
Figure 112017045274127-pat00004

상기 화학식 4에서 X2는, 화학식 2에서 정의한 바와 같고, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이고, R1 내지 R5가 포함하는 할로겐 원자의 수는 1개 이상이다.In Formula 4, X 2 is as defined in Formula 2, R 1 to R 5 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, or a halogen atom, and the number of halogen atoms included in R 1 to R 5 is 1 That's it.

상기 화학식 4에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 할로겐일 수 있고, 상기에서 할로겐은 염소 또는 불소일 수 있다.In Formula 4, R 1 to R 5 may each independently be a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a halogen, wherein the halogen may be chlorine or fluorine.

상기 화학식 4에서 R1 내지 R5의 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상 또는 6개 이상은 할로겐을 포함할 수 있다. 상기 할로겐수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 12개 이하, 8개 이하 또는 7개 이하일 수 있다.2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, or 6 or more of R 1 to R 5 in Formula 4 may include halogen. The upper limit of the number of halogens is not particularly limited, and may be, for example, 12 or less, 8 or less, or 7 or less.

블록 공중합체는 상기와 같은 비결정성의 2종의 블록 중 어느 하나 또는 모두를 다른 제 3의 블록과 함께 포함하거나, 상기 2종의 블록만을 포함하는 블록 공중합체일 수 있다. 상기의 비 결정성의 2종의 블록 외에 포함할 수 있는 제 3의 블록은 결정성이거나 비결정성일 수 있다. 제 3 블록의 구체적인 예로는 폴리 (메타)아크릴레이트류, 폴리 알킬렌옥사이드류, 폴리올레핀류, 폴리티오펜류 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 제 1 블록과 제 2 블록의 합은 블록 고분자 전체 중량에서 70 이상 100 중량%일 수 있으며, 제 3 블록은 블록 고분자 전체 중량에서 대비 30 중량% 미만일 수 있다.The block copolymer may be a block copolymer including any one or both of the two types of amorphous blocks together with the other third block, or including only the two types of blocks. A third block that may be included in addition to the above two amorphous blocks may be crystalline or amorphous. Specific examples of the third block include, but are not limited to, poly (meth)acrylates, polyalkylene oxides, polyolefins, and polythiophenes. The sum of the first block and the second block may be 70 to 100% by weight of the total weight of the block polymer, and the third block may be less than 30% by weight of the total weight of the block polymer.

이때, 상기 제1 블록 및 제2 블록 중 적어도 한 쪽 블록의 d-spacing 값은 0.1 내지 10 nm 일 수 있다. 상기 d-spacing 은 GIWAXS (Grazing-Incidence Wide-Angle X-ray Scattering)로 측정할 수 있으며, 상기 d-spacing이 상기 범위 미만이거나 초과이면 이온 전도도가 저하될 수 있다.In this case, the d-spacing value of at least one of the first block and the second block may be 0.1 to 10 nm. The d-spacing may be measured by GIWAXS (Grazing-Incidence Wide-Angle X-ray Scattering), and if the d-spacing is less than or exceeds the above range, the ionic conductivity may be lowered.

상기 블록 고분자는 또한 제3 블록을 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 블록은 결정성 또는 비결정성 일 수 있다. 또한, 상기 제3 블록의 함량은 블록 고분자 전체 중량을 기준으로 30 중량% 미만일 수 있다. 제3 블록이 30 중량% 초과이면 이온 전도도가 저하될 수 있다.The block polymer may further include a third block, and the third block may be crystalline or amorphous. In addition, the content of the third block may be less than 30% by weight based on the total weight of the block polymer. If the third block exceeds 30% by weight, the ionic conductivity may decrease.

상기 블록이란 고분자에 포함된 분자의 일부분으로 다수의 구성 단위로 이루어지고 그 부분에 접하는 다른 부분과 화학 구조상 혹은 입체 배치상 다른 것을 블록이라 한다.The block is a part of a molecule contained in a polymer and is composed of a plurality of constituent units, and a block is referred to as a block that is different in chemical structure or three-dimensional arrangement from another part that contacts the part.

본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물의 제조에 사용되는 산화제는 상기 이온 공급 화합물과 함께 이온 전도도 고분자를 형성할 수 있다. The oxidizing agent used in the preparation of the polymer solid electrolyte composition of the present invention may form an ionic conductivity polymer together with the ion supplying compound.

상기 산화제는 강력한 전자 받게 작용기 (electron withdrawing group)를 지니는 유기화합물로서, 블록 고분자 또는 이온 공급 화합물로부터 전자를 받을 수 있는 화합물이면 특별히 제한되지 않으나 퍼설페이트기 함유 화합물, 시안기 함유 화합물, 할로젠기 함유 화합물으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 산화제는 철(Ⅲ) p-톨루엔설포네이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 퍼클로레이트, 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논, 테트라시아노에틸렌, 클로라닐로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특히, 이온 전도도 향상과 전지의 성능 향상 측면에서 철(Ⅲ) p-톨루엔설포네이트, 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논, 테트라시아노에틸렌, 클로라닐 및 이들의 혼합물이 바람직할 수 있다.The oxidizing agent is an organic compound having a strong electron withdrawing group and is not particularly limited as long as it is a compound capable of receiving electrons from a block polymer or an ion-supplying compound, but a persulfate group-containing compound, a cyan group-containing compound, a halogen group It may be selected from the group consisting of containing compounds. Specifically, the oxidizing agent is iron (III) p-toluenesulfonate, ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium oxalate, ammonium perchlorate, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, It may be one or more selected from the group consisting of tetracyanoethylene and chloranyl. In particular, iron (III) p-toluenesulfonate, 2,3-dichloro-5,6 in terms of improving ionic conductivity and improving battery performance. Dicyano-1,4-benzoquinone, tetracyanoethylene, chloranyl and mixtures thereof may be preferred.

본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물의 제조에 사용되는 용매는 이온 공급 화합물을 용해시킬 수 있는 용매가 사용될 수 있으며, 일례로 상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 부탄올, 2-에톡시에탄올, 이소프로필 알코올, 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 아세톤, 디클로로에탄, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸설폭시드, 헥사메틸포스아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸디논(1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone), 트리에틸 포스페이트, 및 감마-부티로락톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다. The solvent used in the preparation of the polymer solid electrolyte composition of the present invention may be a solvent capable of dissolving the ion-supplying compound. For example, the organic   solvent is methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, and 2-ethoxyethanol , Isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, dichloroethane, acetonitrile, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, triethyl phosphate, and gamma-butyrolactone One or more selected from the group consisting of is possible.

상기 용매의 함량은 최종 얻어지는 고분자 고체 전해질 조성물의 점도를 고려하여 그 함량을 한정한다. 즉, 용매의 함량이 많을수록 최종 얻어지는 조성의 점도가 높아 고분자 고체 전해질 막의 제조 공정이 용이하지 않으며, 이와 반대로 적을수록 점도가 낮아 이 또한 작업성이 저하될 수 있다.The content of the solvent is limited in consideration of the viscosity of the final polymer solid electrolyte composition. That is, the higher the content of the solvent, the higher the viscosity of the final obtained composition, making the manufacturing process of the polymer solid electrolyte membrane difficult. Conversely, the smaller the amount of the solvent, the lower the viscosity, and thus the workability may decrease.

또한, 본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물의 30 ℃ 에 있어서의 용액 점도는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 200 내지 1,000 cP, 바람직하게는 300 내지 800 cP 이하, 보다 바람직하게는 500 내지 700 cP일 수 있다. 이러한 점도 조절은 고분자 고체 전해질 조성물을 막으로 제작함에 있어 공정성을 높이는 점도를 확보 할 수 있게 해준다. In addition, the solution viscosity at 30°C of the polymer solid electrolyte composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 200 to 1,000 cP, preferably 300 to 800 cP or less, and more preferably 500 to 700 cP. I can. This viscosity control makes it possible to secure a viscosity that improves processability in manufacturing a polymer solid electrolyte composition as a membrane.

만약, 점도가 상기 범위를 초과하면, 코팅액의 평탄성 저하로 인한 횡방향(TD, Transverse Direction) 두께가 불균일해지며 유동성이 없어져 균일한 도포가 곤란해지는 경우가 있고, 반대로 상기 범위보다 낮으면 코팅시 코팅액의 과도한 흐름으로 인한 얼룩 발생을 막을 수 있고 기계방향(MD, Mechanical Direction) 두께가 불균일 해지는 문제를 일으킨다.If the viscosity exceeds the above range, the thickness in the transverse direction (TD) due to the decrease in the flatness of the coating solution becomes non-uniform and the fluidity disappears, making it difficult to apply uniformly. It can prevent the occurrence of stains due to excessive flow of the coating liquid, and causes the problem that the thickness of the mechanical direction (MD) becomes uneven.

전술한 바와 같은 고분자 고체 전해질 조성물은 전자 전도성이 모두 우수하며, 구체적으로 이온 전도도가 10-8 S/㎝ 이상일 수 있다.The polymer solid electrolyte composition as described above has excellent electronic conductivity, and specifically, may have an ionic conductivity of 10 -8 S/cm or more.

고분자 고체 Polymer solid 전해질 막Electrolyte membrane

상기 고분자 고체 전해질 조성물은 공지된 바의 필름 제조 공정을 수행하여 고분자 고체 전해질 막을 형성한다. The polymer solid electrolyte composition forms a polymer solid electrolyte membrane by performing a known film manufacturing process.

상기 필름 성형의 방법으로서는, 예를 들어 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법 또는 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있다. 이들 필름 성형법 중 용액 캐스트법(용액 유연법) 또는 용융 압출법이 바람직하다.As a method of the said   film   molding, any suitable film   molding method, such as a solution casting method (solution casting method), a melt   extrusion method, a calender method or a compression molding method, can be mentioned. Among these   film   molding methods, a solution casting method (solution casting method) or a melt   extrusion method is preferable.

일례로, 필름 제조를 위해선 용액 캐스트법(용액 유연법)이 사용될 수 있다.For example, a solution casting method (solution casting method) may be used for film production.

용액 캐스트법은 고분자 고체 전해질 조성물을 코팅하여 수행한다. 이때 고분자 고체 전해질 조성물을 양극 또는 음극 중 어느 하나에 직접 코팅하거나, 별도의 기판 상에 코팅 후 이를 분리하여 양극 및 음극과 합지하는 공정을 수행할 수 있다.The solution casting method is performed by coating a polymer solid electrolyte composition. At this time, the polymer solid electrolyte composition may be directly coated on either the positive electrode or the negative electrode, or coated on a separate substrate and then separated to perform a process of laminating with the positive electrode and the negative electrode.

이때 기판은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 플라스틱 기판으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 3초산 셀룰로오스, 2초산 셀룰로오스, 폴리(메타)아크릴산 알킬에스테르, 폴리(메타)아크릴산 에스테르공중합체, 폴리염화비닐, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 셀로판, 폴리염화비닐리덴 공중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 염화비닐·초산비닐 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리트리플루오로에틸렌 등의 각종의 플라스틱 필름을 들 수 있다. 또한 이들의 2종 이상으로 이루어지는 복합재료도 사용할 수 있으며, 광투과성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 특히 바람직하다. 상기 지지체의 두께는 5 내지 150 ㎛가 바람직하며, 10 내지 50 ㎛이 더욱 바람직하다.In this case, the substrate may be a glass substrate or a plastic substrate. The plastic substrates include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, cellulose triacetic acid, cellulose diacetic acid, poly(meth)acrylic acid alkyl ester, poly(meth)acrylic acid ester copolymer, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol , Polycarbonate, polystyrene, cellophane, polyvinylidene chloride copolymer, polyamide, polyimide, vinyl chloride/vinyl acetate copolymer, polytetrafluoroethylene, and polytrifluoroethylene. have. Further, a composite material composed of two or more of these can be used, and a polyethylene terephthalate film excellent in light transmittance is particularly preferred. The thickness of the support is preferably 5 to 150 µm, more preferably 10 to 50 µm.

상기 코팅은 예를 들어 스핀 코팅(Spin coating), 딥 코팅(Dip coating), 용매 캐스팅(Solvent casting), 슬롯다이 코팅(Slot die coating), 스프레이 코팅. 롤코팅, 압출코팅, 커튼코팅, 다이코팅, 와이어바코팅 또는 나이프코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.The coating is, for example, spin coating, dip coating, solvent casting, slot die coating, spray coating. Roll coating, extrusion coating, curtain coating, die coating, wire bar coating, knife coating, or the like can be used.

이때 균일한 필름의 제조를 위해 각 공정에서의 파라미터 조절이 필요하다. At this time, it is necessary to adjust the parameters in each process to produce a uniform film.

일례로, 스핀 코팅의 경우 500 내지 4000 rpm에서 수행하거나, 두 단계로 나누어 코팅공정을 수행할 수 있고, 닥터 블레이드 코팅의 경우 10 내지 200 ㎛의 두께 갭을 갖는 장치를 사용할 수 있다. 또한, 스프레이 코팅을 수행할 경우 0.5 내지 20 MPa의 분사압을 통해 5 내지 100회 사이의 분사 횟수로 분무하여 수행할 수 있다. 이러한 공정의 설계 및 파라미터의 선정은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 제어될 수 있다. For example, in the case of spin coating, a coating process may be performed at 500 to 4000 rpm, or divided into two steps, and a device having a thickness gap of 10 to 200 μm may be used for doctor blade coating. In addition, when spray coating is performed, it may be performed by spraying at a number of injections between 5 and 100 times through an injection pressure of 0.5 to 20 MPa. The design of these processes and the selection of parameters can be controlled by a person skilled in the art.

상기 코팅 이후 부가적으로 필름 건조 단계를 수행할 수 있다.After the coating, an additional film drying step may be performed.

이때 건조는 각 구성 성분이나 유기 용매의 종류, 및 함량비에 따라 다르지만 60 내지 100℃에서 30초 내지 15분간 수행하는 것이 바람직하다.At this time,   drying is different depending on the type and content ratio of each component or organic   solvent, but it is preferable to perform 30 seconds to 15 minutes at 60 to 100 ℃.

상기 건조는 열풍 건조, 전자파 건조, 진공건조, 분무건조, 드럼건조, 동결건조 중의 한 방법으로 수행할 수 있으며, 바람직하기로 열풍 건조를 수행한다.The drying may be performed by one of hot air drying, electromagnetic wave drying, vacuum drying, spray drying, drum drying, and freeze drying, and preferably hot air drying.

상기 코팅 및 건조를 수행한 후 고분자 고체 전해질 막의 두께는 최종적으로 제조하고자 하는 막의 두께로 형성하며, 필요한 경우 상기 코팅-건조 또는 코팅 단계를 1회이상 수행한다.After the coating and drying are performed, the thickness of the polymer solid electrolyte membrane is formed to the thickness of the film to be finally manufactured, and if necessary, the coating-drying or coating step is performed at least once.

또 다른 예로, 필름 제조를 위해서 용융 압출법이 사용될 수 있다. As another example, a melt extrusion method may be used for film production.

용융 압출법으로는 예를 들어 T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있다. 성형 온도는 바람직하게는 150~350℃, 보다 바람직하게는 200~300℃이다. The melt-extrusion method includes, for example, a T-die method and an inflation method. The molding temperature is preferably 150 to 350°C, more preferably 200 to 300°C.

상기 T 다이법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T 다이를 장착하고, 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다. In the case of forming a film by the T-die method, a T-die is mounted on the tip of a known single-axis extruder or a twin-screw extruder, and the extruded film is wound in a form of a film to obtain a roll-shaped film.

필요에 따라, 상기 가열 용융은 1차 가열 용융, 여과 필터 통과 및 2차 가열 용융 과정을 순차적으로 거칠 수 있다. 상기 용융 압출 시 가열 용융된 온도는 170℃ 내지 320℃, 바람직하게는 200℃ 내지 300℃일 수 있다. T 다이로부터 용융 압출된 후에는 70℃ 내지 140℃에서 유지한 적어도 1개 이상의 금속 드럼을 이용하여 냉각 및 고화시킬 수 있다. 이와 같이 드럼(캐스팅 롤)을 이용하는 경우에는 전술한 온도 조건 또는 그 이하의 온도에서 압출하여도 된다.If necessary, the heating melting may sequentially undergo a first heating melting, a filtering filter passing, and a second heating melting process. The melting   extruding   heating and melting temperature may be 170 ℃ to 320 ℃, preferably 200 ℃ to 300 ℃. After being melt-extruded from the T-die, it can be cooled and solidified using at least one metal drum maintained at 70°C to 140°C. In the case of using a drum (casting roll) in this way, it may be extruded under the above-described temperature condition or lower than that.

상기 고분자 고체 전해질 막의 제조를 위한 구체적인 제조방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택될 수 있다.A specific method for preparing the polymer solid electrolyte membrane may be appropriately selected by a person skilled in the art.

리튬 이차전지Lithium secondary battery

상기 제시하는 고분자 고체 전해질 조성물은 높은 리튬 이온 전도도과 같은 물성으로 인해 리튬 이차전지에 적용이 가능하다.The polymer solid electrolyte composition presented above can be applied to a lithium secondary battery due to physical properties such as high lithium ion conductivity.

특히, 본 발명의 고분자 고체 전해질 조성물은 경화된 이온 공급 화합물 내에 블록 고분자가 분산된 형태를 가지며, 상기 블록 고분자의 구조적인 특징으로 인하여 이온 전도도가 향상될 뿐만 아니라 전기 전도성 역시 향상될 수 있다.In particular, the polymer solid electrolyte composition of the present invention has a form in which a block polymer is dispersed in a cured ion-supplying compound, and due to the structural characteristics of the block polymer, not only the ionic conductivity but also the electrical conductivity may be improved.

또한, 내열성, 내구성, 내화학성 및 난연성 등으로 인해 리튬 이차전지의 구동시 발생하는 문제점(발열, 폭발, 필름 열화 등)을 해소하여 리튬 이차전지의 전압 안정성을 더욱 높일 수 있다.In addition, it is possible to further increase the voltage stability of the lithium secondary battery by solving problems (heat generation, explosion, film deterioration, etc.) that occur when the lithium secondary battery is driven due to heat resistance, durability, chemical resistance, and flame retardancy.

본 발명에서 제시하는 고분자 고체 전해질은 리튬 이차전지에 적용하되, 고분자 고체 전해질로서 바람직하게 사용 가능하다.The polymer solid electrolyte presented in the present invention is applied to a lithium secondary battery, but can be preferably used as a polymer solid electrolyte.

도 1은 본 발명에 따른 리튬 이차전지(10)를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 리튬 이차전지(10)는 양극(11), 음극(15) 및 이들 사이에 개재된 전해질을 포함하며, 이때 상기 전해질로서 고분자 고체 전해질(13)을 사용하되, 이로서 상기 제시한 고분자 고체 전해질을 사용한다.1 is a cross-sectional view showing a lithium secondary battery 10 according to the present invention. Referring to FIG. 1, the lithium secondary battery 10 includes a positive electrode 11, a negative electrode 15, and an electrolyte interposed therebetween, wherein a polymer solid electrolyte 13 is used as the electrolyte, which is presented above. One polymer solid electrolyte is used.

상기 제시한 고분자 고체 전해질(13)은 전기화학적으로 안정한 전위차, 낮은 전기 전도도, 고온 안정성 등의 특성을 모두 만족시키면서도 높은 리튬 이온 전도도를 나타내어, 전지의 전해질로서 바람직하게 사용하여 전지의 성능 및 열적 안정성을 개선한다The polymer solid electrolyte 13 presented above satisfies all of the characteristics such as electrochemically stable potential difference, low electrical conductivity, and high temperature stability, and exhibits high lithium ion conductivity, so it is preferably used as an electrolyte for a battery to achieve performance and thermal stability of the battery. To improve

더불어, 상기 전해질(13)은 리튬 이온 전도도를 더욱 높이기 위해, 이러한 목적으로 사용되는 물질을 더욱 포함할 수 있다.In addition, the electrolyte 13 may further include a material used for this purpose in order to further increase the lithium ion conductivity.

필요한 경우, 상기 고분자 고체 전해질(13)은 무기 고체 전해질 또는 유기 고체 전해질을 더욱 포함한다. 상기 무기고체 전해질은 세라믹 계열의 재료로, 결정성 또는 비결정성 재질이 사용될 수 있으며, Thio-LISICON(Li3 . 25Ge0 .25P0. 75S4), Li2S-SiS2, LiI-Li2S-SiS2, LiI-Li2S-P2S5, LiI-Li2S-P2O5, LiI-Li3PO4-P2S5, Li2S-P2S5, Li3PS4, Li7P3S11, Li2O-B2O3, Li2O-B2O3-P2O5, Li2O-V2O5-SiO2, Li2O-B2O3, Li3PO4, Li2O-Li2WO4-B2O3, LiPON, LiBON, Li2O-SiO2, LiI, Li3N, Li5La3Ta2O12, Li7La3Zr2O12, Li6BaLa2Ta2O12, Li3PO(4-3/2w)Nw (w는 w<1), Li3 . 6Si0 .6P0. 4O4 등의 무기 고체 전해질이 가능하다.If necessary, the polymer solid electrolyte 13 further includes an inorganic solid electrolyte or an organic solid electrolyte. The inorganic solid electrolyte is a ceramic-based material, a crystalline or amorphous and crystalline materials can be used, Thio-LISICON (Li 3. 25 Ge 0 .25 P 0. 75 S 4), Li 2 S-SiS 2, LiI -Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 SP 2 S 5 , LiI-Li 2 SP 2 O 5 , LiI-Li 3 PO 4 -P 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 , Li 3 PS 4 , Li 7 P 3 S 11 , Li 2 OB 2 O 3 , Li 2 OB 2 O 3 -P 2 O 5 , Li 2 OV 2 O 5 -SiO 2 , Li 2 OB 2 O 3 , Li 3 PO 4 , Li 2 O-Li 2 WO 4 -B 2 O 3 , LiPON, LiBON, Li 2 O-SiO 2 , LiI, Li 3 N, Li 5 La 3 Ta 2 O12, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , Li 6 BaLa 2 Ta 2 O 12 , Li 3 PO (4-3/2w) Nw (w is w<1), Li 3 . The inorganic solid electrolyte such as a 6 Si 0 .6 P 0. 4 O 4 is possible.

유기 고체 전해질의 예로는 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리 에스테르 설파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴 등의 폴리머 계열의 재료에 리튬염을 혼합한 것을 사용할 수 있다. 이때, 이들은 단독으로 또는 적어도 하나 이상을 조합하여 사용할 수 있다.Examples of organic solid electrolytes include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphate ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, and other polymer materials. A mixture of lithium salts can be used. At this time, these may be used alone or in combination of at least one or more.

고분자 고체 전해질(13)로의 구체적인 적용 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 공지된 방법을 선정 또는 선택하여 적용할 수 있다.The specific application method to the polymer solid electrolyte 13 is not particularly limited in the present invention, and a known method may be selected or applied by a person having ordinary skill in the art.

고분자 고체 전해질(13)이 전해질로서 적용 가능한 리튬 이차전지(10)는 양극(11) 또는 음극(15)의 제한이 없으며, 특히 고온에서 작동하는 리튬-공기 전지, 리튬 산화물 전지, 리튬-황 전지, 리튬 금속 전지, 및 전고체 전지 등에 적용이 가능하다.The lithium secondary battery 10 to which the polymer solid electrolyte 13 can be applied as an electrolyte is not limited to the positive electrode 11 or the negative electrode 15, and in particular, a lithium-air battery, a lithium oxide battery, a lithium-sulfur battery operating at a high temperature. , Lithium metal batteries, and all-solid batteries.

리튬 이차전지(10)의 양극(11)은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4 (0≤x≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 구리 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga; 0.01≤x≤0.3)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2(M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta; 0.01≤x≤0.1) 또는 Li2Mn3MO8 (M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2 - xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3, Cu2Mo6S8, FeS, CoS 및 MiS 등의 칼코겐화물, 스칸듐, 루테늄, 티타늄, 바나듐, 몰리브덴, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 등의 산화물, 황화물 또는 할로겐화물이 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는, TiS2, ZrS2, RuO2, Co3O4, Mo6S8, V2O5 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode 11 of the lithium secondary battery 10 may include a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as formula Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (0≦ x ≦0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 (M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga; 0.01≦x≦0.3); Formula LiMn 2 - x M x O 2 (M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta; 0.01≤x≤0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (M = Fe, Co, Ni, Cu or Zn A lithium manganese composite oxide represented by ); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2 - x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , Cu 2 Mo 6 S 8 , Chalcogenides such as FeS, CoS and MiS, scandium, ruthenium, titanium, vanadium, molybdenum, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, etc. Oxide, sulfide or halide of may be used, and more specifically, TiS 2 , ZrS 2 , RuO 2 , Co 3 O 4 , Mo 6 S 8 , V 2 O 5, etc. may be used, but are limited thereto. no.

이러한 양극 활물질은 양극 집전체 상에 형성될 수 있다. 상기 양극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 양극 집전체는 양극 활물질과의 접착력을 높일 수도 있도록, 표면에 미세한 요철이 형성된 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태를 사용할 수 있다.Such a positive electrode active material may be formed on the positive electrode current collector. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes to the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel, Surface-treated with nickel, titanium, silver or the like may be used. In this case, the positive electrode current collector may be in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous material, foam, non-woven fabric having fine irregularities formed on the surface so as to increase adhesion to the positive electrode active material.

또한, 음극(15)은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 갖는 음극 합제층이 형성되거나, 음극 합제층(일예로, 리튬 호일)을 단독으로 사용한다. In addition, as the negative electrode 15, a negative electrode mixture layer having a negative electrode active material is formed on the negative electrode current collector, or a negative electrode mixture layer (eg, lithium foil) is used alone.

이때 음극 집전체나 음극 합제층의 종류는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지의 재질이 사용 가능하다.At this time, the type of the negative electrode current collector or the negative electrode mixture layer is not particularly limited in the present invention, and a known material may be used.

또한, 음극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극 집전체는 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철이 형성된 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 사용될 수 있다In addition, the negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, carbon on the surface of copper or stainless steel , Nickel, titanium, silver, etc. surface-treated, aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, the negative electrode current collector, like the positive electrode current collector, may be used in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam, non-woven fabric having fine irregularities on the surface.

또한, 음극 활물질은 결정질 인조 흑연, 결정질 천연 흑연, 비정질 하드카본, 저결정질 소프트카본, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 수퍼-P, 그래핀(graphene), 섬유상 탄소로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 탄소계 물질, Si계 물질, LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In addition, the negative active material is one selected from the group consisting of crystalline artificial graphite, crystalline natural graphite, amorphous hard carbon, low crystalline soft carbon, carbon black, acetylene black, Ketjen black, Super-P, graphene, and fibrous carbon. Above carbon-based material, Si-based material, LixFe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1 - x Me' y O z (Me: Mn, Fe , Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0<x≤1;1≤y≤3; 1≤z≤8), etc. Metal complex oxide; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , Metal oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; Titanium oxide; It may include lithium titanium oxide, but is not limited thereto.

여기에 더하여, 음극 활물질은 SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO22, Bi2O3, Bi2O4 및 Bi2O5 등의 산화물 등을 사용할 수 있고, 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 탄소 복합체와 같은 탄소계 음극 활물질이 단독으로 또는 2종 이상이 혼용되어 사용될 수 있다.In addition, the negative electrode active material is SnxMe 1 - x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2 and 3 of the periodic table, Metal complex oxides such as halogen, 0<x≦1;1≦y≦3;1≦z≦8); SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO2 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 and An oxide such as Bi 2 O 5 may be used, and a carbon-based negative active material such as crystalline carbon, amorphous carbon, or carbon composite may be used alone or in combination of two or more.

이때, 상기 전극 합제층은 바인더 수지, 도전재, 충진제 및 기타 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.In this case, the electrode mixture layer may further include a binder resin, a conductive material, a filler, and other additives.

상기 바인더 수지는 전극 활물질과 도전재의 결합과 집전체에 대한 결합을 위해 사용한다. 이러한 바인더 수지의 예로는, 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 하이드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder resin is used for bonding of an electrode active material and a conductive material and bonding to a current collector. Examples of such binder resins include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetra Fluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers thereof.

상기 도전재는 전극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위해 사용한다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 휘스커; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등이 사용될 수 있다.The conductive material is used to further improve the conductivity of the electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is selectively used as a component that suppresses the expansion of the electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical changes to the battery, and examples thereof include olefin-based polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber and carbon fiber are used.

전술한 바의 리튬 이차전지(10)의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 젤리-롤형, 스택형, 스택-폴딩형(스택-Z-폴딩형 포함), 또는 라미네이션-스택 형일 수 있으며, 바람직하기로 스택-폴딩형일 수 있다.The shape of the lithium secondary battery 10 as described above is not particularly limited, and may be, for example, a jelly-roll type, a stack type, a stack-folding type (including a stack-Z-folding type), or a lamination-stack type, Preferably, it may be a stack-folding type.

이러한 상기 음극(15), 고분자 고체전해질(13), 및 양극(11)이 순차적으로 적층된 전극 조립체를 제조한 후, 이를 전지 케이스에 넣은 다음, 캡 플레이트 및 가스켓으로 밀봉하여 조립하여 리튬 이차전지를 제조한다.After manufacturing an electrode assembly in which the negative electrode 15, the polymer solid electrolyte 13, and the positive electrode 11 are sequentially stacked, the electrode assembly is put into a battery case, and then sealed with a cap plate and a gasket to be assembled to form a lithium secondary battery. To manufacture.

이때 리튬 이차전지(10)는 사용하는 양극/음극 재질에 따라 리튬-황 전지, 리튬-공기 전지, 리튬-산화물 전지, 리튬 전고체 전지 등 다양한 전지로 분류가 가능하고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조 방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.At this time, the lithium secondary battery 10 can be classified into various batteries, such as lithium-sulfur batteries, lithium-air batteries, lithium-oxide batteries, and lithium all-solid batteries, depending on the material of the anode/cathode used. , Coin type, pouch type, etc., and can be divided into bulk type and thin film type according to the size. The structure and manufacturing method of these batteries are well known in this field, and thus detailed descriptions are omitted.

본 발명에 따른 리튬 이차전지(10)는 고용량 및 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다. 상기 디바이스의 구체적인 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차 (Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기스쿠터(Escooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The lithium secondary battery 10 according to the present invention may be used as a power source for a device requiring high capacity and high rate characteristics. Specific examples of the device include a power tool that is driven by an electric motor; Electric vehicles including electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; Electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (Escooter); Electric golf cart; Power storage systems, etc., but are not limited thereto.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention, but the following examples are only illustrative of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention, It is natural that such modifications and modifications fall within the appended claims.

실시예 1Example 1

비결정성 제1 블록으로 poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate) 및 비결정성 제2 블록으로 poly(pentafluorostyrene)을 포함하는 블록 고분자 poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate)-b-poly(pentafluorostyrene) (Mn 1.6만, Mw/Mn 1.15, 1 블록 대 2 블록 62:38 중량부) 2 g을 테트라히드로퓨란 용매 10 ml에 용해시켜 용액을 제조하였다.A block polymer poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate)-b-poly(pentafluorostyrene) (Mn 1.6 million, Mw/ Mn 1.15, 1 block to 2 blocks 62:38 parts by weight) 2 g was dissolved in 10 ml of a tetrahydrofuran solvent to prepare a solution.

상기 용액에 산화제로서 클로라닐 1 g, 이온 공급 화합물로서 LiTFSI 1 g을 첨가하고 용해시켜, 고분자 고체 전해질 조성물을 제조하였다. To the solution, 1 g of chloranil as an oxidizing agent and 1 g of LiTFSI as an ion-supplying compound were added and dissolved to prepare a polymer solid electrolyte composition.

그 후, 상기 고분자 고체 전해질 조성물을 바코터를 이용하여 스테인레스 전극 위에 도포하고 상온에서 하루 건조 후 180 ℃ 오븐에서 추가로 하루 동안 가열하여 두께 130 ㎛의 고분자 전해질 막을 제조하였다. Thereafter, the polymer solid electrolyte composition was coated on a stainless electrode using a bar coater, dried at room temperature for one day, and heated in an oven at 180° C. for an additional day to prepare a polymer electrolyte membrane having a thickness of 130 μm.

실시예 2Example 2

비결정성 제1 블록으로 poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate), 비결정성 제2 블록으로 poly(pentafluorostyrene), 및 결정성 제3 블록으로 polyethylene oxide을 포함하는 블록 고분자 poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate)-b-poly(pentafluorostyrene)-b-polyethylene oxide (Mn 2.2만, Mw/Mn 1.30, 1 블록+2블록 대 3 블록 76:24 중량부) 2 g을 테트라히드로퓨란 용매 10 ml에 용해시켜 용액을 제조하였다.A block polymer containing poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate) as the amorphous first block, poly(pentafluorostyrene) as the amorphous second block, and polyethylene oxide as the third crystalline block poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate)-b-poly A solution was prepared by dissolving 2 g of (pentafluorostyrene)-b-polyethylene oxide (220,000 Mn, 1.30 Mw/Mn, 1 block + 2 blocks vs. 3 blocks 76:24 parts by weight) in 10 ml of tetrahydrofuran solvent.

상기 용액에 산화제로서, 클로라닐 1 g, 이온 공급 화합물로서 LiTFSI 1 g을 첨가하고 용해시켜, 고분자 고체 전해질 조성물을 제조하였다. To the solution, 1 g of chloranil as an oxidizing agent and 1 g of LiTFSI as an ion-supplying compound were added and dissolved to prepare a polymer solid electrolyte composition.

그 후, 상기 고분자 고체 전해질 조성물을 바코터를 이용하여 스테인레스 전극 위에 도포하고 상온에서 하루 건조 후 180 ℃ 오븐에서 추가로 하루 동안 가열하여 두께 130 ㎛의 고분자 전해질 막을 제조하였다. Thereafter, the polymer solid electrolyte composition was coated on a stainless electrode using a bar coater, dried at room temperature for one day, and heated in an oven at 180° C. for an additional day to prepare a polymer electrolyte membrane having a thickness of 130 μm.

비교예 1: 고분자 고체 전해질 조성물 제조Comparative Example 1: Preparation of polymer solid electrolyte composition

실시예 1과 동일하게 실시하되, 블록 고분자 대신 폴리(메틸 메타아크리레이트)을 사용하여 고분자 고체 전해질 조성물 및 고분자 막을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, a polymer solid electrolyte composition and a polymer membrane were prepared by using poly(methyl metaacrylate) instead of a block polymer.

실험예 1: 리튬 이온 전도도 측정Experimental Example 1: Measurement of lithium ion conductivity

Maker: Bio-Logic SAS의 VSP모델의 임피던스 측정기를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 고분자 고체 전해질 막의 리튬 이온 전도도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1 에 나타내었다. Maker: Using the impedance meter of the VSP model of Bio-Logic SAS, the lithium ion conductivity of the polymer solid electrolyte membranes prepared in the above Examples and Comparative Examples was measured, and the results are shown in Table 1 below.

실험예Experimental example 2: d-spacing 측정 2: d-spacing measurement

GIWAXS (Grazing-Incidence Wide-Angle X-ray Scattering)로 d-spacing 값을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.The d-spacing value was measured with GIWAXS (Grazing-Incidence Wide-Angle X-ray Scattering), and the results are shown in Table 1.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 이온 전도도Ion conductivity 3 x 10-6 S/㎝3 x 10 -6 S/cm 5 x 10-5 S/㎝5 x 10 -5 S/cm 측정 불가Not measurable d-spacing d-spacing 0.48 nm0.48 nm 0.42 nm0.42 nm 측정 불가Not measurable

그 결과, 상기 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1,2의 경우 리튬 이온 전도도가 우수하고, 동시에 d-spacing 값이 0.1 내지 10 nm 범위 내인 반면, 비교예 1의 경우 리튬 이온 전도도의 측정이 불가하고, d-spacing을 측정할 수 있는 peak 역시 나타나지 않았다.As a result, as shown in Table 1, in the case of Examples 1 and 2, the lithium ion conductivity was excellent, and the d-spacing value was in the range of 0.1 to 10 nm, whereas in the case of Comparative Example 1, the measurement of the lithium ion conductivity was It was impossible, and a peak that could measure d-spacing did not appear.

이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present specification have been illustrated and described, but the present specification is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or prospect of the present invention.

10: 리튬 이차전지
11: 양극
13: 고분자 고체 전해질
15: 음극
10: lithium secondary battery
11: anode
13: high molecular solid electrolyte
15: cathode

Claims (4)

이온 공급 화합물;
비결정성의 제 1 블록, 비결정성의 제 2 블록, 및 결정성 또는 비결정성의 제3 블록을 포함하는 블록 고분자; 및
산화제를 포함하되,
상기 제1 블록은 폴리(4-도데실옥틸페닐메타크릴레이트) (poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate))를 포함하고,
상기 제2 블록은 하기 화학식 3으로 표시되며,
[화학식 3]
Figure 112020039793737-pat00006

상기 화학식 3에서, X2는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이고,
상기 제3 블록은 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리 알킬렌옥사이드, 폴리올레핀 또는 폴리티오펜을 포함하는 고분자 고체 전해질 조성물.
Ion supplying compounds;
A block polymer comprising an amorphous first block, an amorphous second block, and a crystalline or amorphous third block; And
Including an oxidizing agent,
The first block includes poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate) (poly(4-dodecyloctylphenyl methacrylate)),
The second block is represented by the following formula (3),
[Formula 3]
Figure 112020039793737-pat00006

In Formula 3, X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, -C(=O)-X 1 -or -X 1 -C(=O)-, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S(=O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or an alkynylene group, and W is at least one halogen It is an aryl group containing an atom,
The third block is a polymer solid electrolyte composition comprising poly(meth)acrylate, polyalkylene oxide, polyolefin or polythiophene.
제1항에 있어서,
상기 제3 블록의 중량은 전체 고분자 중 30 중량% 미만인 고분자 고체 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The weight of the third block is less than 30% by weight of the total polymer solid polymer electrolyte composition.
제1항 또는 제2항의 고분자 고체 전해질 조성물을 포함하는 고분자 막.A polymer membrane comprising the polymer solid electrolyte composition of claim 1 or 2. 제3항에 있어서,
25 ℃ 이온 전도도가 10-8 S/cm 이상인 고분자 막.
The method of claim 3,
25 ℃ ionic conductivity of 10 -8 S / cm or more polymer membrane.
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