KR20020079002A - A polymer matrix for second electric battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2차 전지 전해질용 고분자 매트릭스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무와 중합성 모노머를 반응시켜 화학적 가교와 상호 침투된 화학적 가교체인 고분자 매트릭스를 제조하고 이를 이용하여 고분자 전해질을 제조함으로써, 종래의 2차 전지의 고분자 전해질에 사용되던 물리적 가교체보다 재료원가의 저렴, 열안정성, 이온 전도도 및 전기화학적 안정성이 우수하게 개선된 2차 전지 전해질용 고분자 매트릭스에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer matrix for a secondary battery electrolyte, and more particularly, to prepare a polymer matrix, which is a chemical crosslinked with chemical crosslinking, by reacting acrylonitrile butadiene rubber and a polymerizable monomer, and using the polymer electrolyte. The present invention relates to a polymer matrix for a secondary battery electrolyte having improved material cost, thermal stability, ion conductivity, and electrochemical stability, which are lower than those of a physical crosslinked body used in a polymer electrolyte of a conventional secondary battery.
1975년 라이트(Wright)가 PEO(polyethylene oxide)와 Na이온으로 시작한 고분자 전해질은 박막화, 대용량, 안정성의 장점을 가지므로 현대의 휴대용 전자제품과 차세대 전기자동차의 동력원으로 주로 사용되고 있다. 현재 이런 고분자 전해질의 개발은 주된 이온 전도현상이 고분자 사슬에 의해 이루어지는 순수 고분자 전해질과 저분자 용매에 의해 이루어지는 겔형 고분자 전해질의 두 형태로 크게 나누어진다.The polymer electrolyte, which Light started with polyethylene oxide (PEO) and Na ions in 1975, has the advantages of thin film, large capacity, and stability, and is mainly used as a power source of modern portable electronic products and next-generation electric vehicles. Currently, the development of such a polymer electrolyte is largely divided into two types: the main polymer conduction phenomenon is a pure polymer electrolyte made of a polymer chain and a gel polymer electrolyte made of a low molecular solvent.
종래에는 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리올과 우레탄 관능기를 도입하여 다양한 구조를 갖는 폴리우레탄 고분자 매트릭스가 상기 순수 고분자 전해질로써 국내외에서 연구되어 왔으나 이는 실온에서 충분한 이온 전도도와 전기화학적 안정성을 가지지 못하여 상업화가 불가능하므로 단지 연구에만 그치는 경우가 대부분이었다. 또한 상기 순수 고분자 전해질의 낮은 이온전도도를 보완하기 위해 많은 유기용매를 함유하게 되면 액체 전해질을 포함하기 때문에 전지의 원가를 상승시켜 상품적 가치가 떨어진다. 한편, 겔형 고분자 전해질은 실온에서 충분한 이온 전도도를 가져 현재 일부 상업화되고 있으나, 온도의 상승에 따른 고분자 매트릭스의 완화로 열안정성이 떨어져 전해액의 누액 가능성을 갖고 있다.Conventionally, polyurethane polymer matrices having various structures by introducing polyol and urethane functional groups containing ethylene oxide have been studied at home and abroad as the pure polymer electrolyte, but since they do not have sufficient ionic conductivity and electrochemical stability at room temperature, commercialization is impossible. Most of the time, research was only done. In addition, when a large amount of organic solvent is included to compensate for the low ionic conductivity of the pure polymer electrolyte, the liquid electrolyte is included, thereby increasing the cost of the battery, thereby lowering its commercial value. On the other hand, the gel polymer electrolyte has been commercialized in part because it has sufficient ionic conductivity at room temperature. However, the gel polymer electrolyte has a thermal stability due to the relaxation of the polymer matrix due to the increase in temperature, and has a possibility of leakage of the electrolyte solution.
이와 같이 종래의 고분자 전해질은 2차 전지의 전해질로 사용하기에 부족한 이온 전도도와 열안정성을 가지며, 비경제적인 문제를 가지고 있는 바, 열안정성, 이온 전도도 및 전기화학적 안정성이 우수하게 개선된 고분자 전해질의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.As described above, the conventional polymer electrolyte has insufficient ion conductivity and thermal stability, which is insufficient to be used as an electrolyte of a secondary battery, and thus has an uneconomical problem. Thus, the polymer electrolyte having improved thermal stability, ion conductivity and electrochemical stability is excellent. Development is urgently required.
본 발명은 상기 문제를 개선하기 위하여 아크릴로니트릴 부타디엔 고무와 중합성 모노머를 반응시켜 화학적 가교와 상호 침투된 화학적 가교체인 고분자 매트릭스를 제조하고 이를 이용하여 고분자 전해질을 제조함으로써, 종래에 비해 열안정성, 이온 전도도 및 전기화학적 안정성이 우수하게 개선되고 경제적인 2차 전지 전해질용 고분자 매트릭스 고분자 매트릭스를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to improve the problem by acrylonitrile butadiene rubber and a polymerizable monomer is reacted to produce a polymer cross-linked chemical cross-linked chemical cross-linking and to prepare a polymer electrolyte using the same, thermal stability, An object of the present invention is to provide a polymer matrix polymer matrix for secondary battery electrolyte with excellent ion conductivity and electrochemical stability.
도 1은 본 발명의 실시예 1 ∼ 7에 따른 고분자 매트릭스의 가교도를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the degree of crosslinking of the polymer matrix according to Examples 1 to 7 of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 8 ∼ 17에 따른 고분자 전해질의 이온 전도도를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the ionic conductivity of the polymer electrolyte according to Examples 8 to 17 of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 18 ∼ 19에 따른 고분자 전해질의 이온 전도도를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the ionic conductivity of the polymer electrolyte according to Examples 18 to 19 of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 20에 따른 고분자 전해질의 전기화학적 안정성 시험을 나타내는 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the electrochemical stability test of the polymer electrolyte according to Example 20 of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예 1 ∼ 3에 따른 고분자 매트릭스의 구조를 나타낸 것이다.5 shows the structure of the polymer matrix according to Examples 1 to 3 of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예 4 ∼ 7에 따른 고분자 매트릭스의 구조를 나타낸 것이다.6 shows the structure of the polymer matrix according to Examples 4 to 7 of the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 고분자 매트릭스의 DSC를 측정한 그래프이다.7 is a graph measuring the DSC of the polymer matrix according to the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예 3과 실시예 7의 고분자 매트릭스의 FT-IR을 측정한그래프이다.8 is a graph measuring the FT-IR of the polymer matrix of Example 3 and Example 7 of the present invention.
본 발명은 아크릴로니트릴 부타디엔 고무와 아크릴로니트릴, 올리고옥시에틸렌 에틸에테르 메타크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트 중에서 선택된 중합성 모노머를 반응시켜 얻은 2차 전지 전해질용 고분자 매트릭스를 그 특징으로 한다.The present invention is characterized by a polymer matrix for secondary battery electrolyte obtained by reacting acrylonitrile butadiene rubber with a polymerizable monomer selected from acrylonitrile, oligooxyethylene ethyl ether methacrylate and methyl methacrylate.
본 발명은 고분자 매트릭스와 무기염 및 용매로 이루어진 전해액을 포함하는 성분으로 구성된 고분자 전해질에 있어서, 고분자 매트릭스를 상기의 것을 사용하는 2차 전지용 고분자 전해질을 포함한다.The present invention includes a polymer electrolyte comprising a polymer matrix and a component including an electrolyte solution composed of an inorganic salt and a solvent, the polymer electrolyte for secondary batteries using the polymer matrix as described above.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.
본 발명은 아크릴로니트릴 부타디엔 고무에 중합성 모노머를 투입하고 개시제로 유용성 개시제와 수용성 개시제를 사용하여 라디칼 에멀젼 중합을 시켜 화학적으로 가교된 고분자와 상호침투된 고분자를 함께 함유하는 2차 전지 전해질용 고분자 매트릭스를 포함한다. 상기 고분자 매트릭스 중 화학적으로 가교된 고분자는 보다 많은 전해액을 안정적으로 흡수하여 고온에서 용매 누출이나 증발 우려가 없고, 고분자 매트릭스 중 상호침투된 고분자는 이온의 이동을 더욱 용이하게 하여 이온 전도도를 향상시킨다.The present invention is a polymer for secondary battery electrolyte containing a polymer cross-infiltrated with a polymer cross-infiltrated by the polymerizable monomer in the acrylonitrile butadiene rubber and subjected to radical emulsion polymerization using an oil-soluble initiator and a water-soluble initiator as an initiator It contains a matrix. The chemically crosslinked polymer in the polymer matrix stably absorbs more electrolyte solution, so there is no fear of solvent leakage or evaporation at high temperatures, and the interpenetrated polymer in the polymer matrix further facilitates the movement of ions, thereby improving ion conductivity.
상술한 고분자 매트릭스에는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 중합성 모노머 및 중합개시제가 함유되어 있으며, 이들 각 조성성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The above-mentioned polymer matrix contains acrylonitrile butadiene rubber, a polymerizable monomer and a polymerization initiator, and these components are described in more detail as follows.
먼저, 주사슬 고분자 역할을 하는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 아크릴로니트릴의 함량이 5 ∼ 40 중량% 범위내에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 만일 아크릴로니트릴 함량이 5 중량% 미만이면 용매 흡수력이 저하되어 고분자 전해액 흡수가 감소되는 문제가 있고, 40 중량%를 초과하면 고분자 매트릭스의 유리전이온도가 높아져 고분자 접착력이 저하되어 전극과 전해질사이의 계면 안정성이 문제가 된다.First, it is preferable that the acrylonitrile butadiene rubber serving as the main chain polymer is selected and used within the range of 5 to 40% by weight of acrylonitrile. If the acrylonitrile content is less than 5% by weight, there is a problem that the absorption of the solvent decreases due to the decrease in solvent absorption. When the acrylonitrile content is higher than 40% by weight, the glass transition temperature of the polymer matrix is increased so that the adhesion between the electrode and the electrolyte is reduced. Interfacial stability is a problem.
그리고, 중합성 모노머의 함량은 아크릴로니트릴 부타디엔 고무의 중량을 기준으로 하여 1 ∼ 50 중량% 함유하는 것이 바람직하며, 예컨대, 아크릴로니트릴, 올리고옥시에틸렌 에틸에테르 메타크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다.The content of the polymerizable monomer is preferably 1 to 50% by weight based on the weight of acrylonitrile butadiene rubber, for example, in acrylonitrile, oligooxyethylene ethyl ether methacrylate and methyl methacrylate. You can use the selected one.
중합개시제는 유용성 개시제와 수용성 개시제를 혼합하여 아크릴로니트릴 부타디엔 고무의 중량을 기준으로 0.5 ∼ 1.5 중량% 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 유용성 개시제로는 아조비스이소부티로니트릴, 수용성 개시제로는 포타슘술페이트를 사용하는 것이 좋다.The polymerization initiator is preferably 0.5 to 1.5% by weight based on the weight of the acrylonitrile butadiene rubber by mixing the oil-soluble initiator and the water-soluble initiator. More preferably, the oil-based initiator is azobisisobutyronitrile or water-soluble initiator. It is recommended to use potassium sulfate.
또한, 본 발명은 상기 고분자 매트릭스와 무기염 및 용매로 이루어진 전해액을 포함하는 2차 전지용 고분자 전해질을 포함한다. 또한, 상기 전해질은 겔형태를 나타낸다.In addition, the present invention includes a polymer electrolyte for a secondary battery including an electrolyte consisting of the polymer matrix, an inorganic salt and a solvent. In addition, the electrolyte is in the form of a gel.
전해액의 용매로는 극성용매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 감마-부틸로락톤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 화학적 가교와 상호 침투된 화학적 가교체인 고분자 매트릭스 내에 전해액이 균일하게 분포되어 전해액의 점도를 낮추어 주는 역할을 함으로써 용매내에 해리되어 있는 전해질염의 이온 전도성을 향상시킨다.As the solvent of the electrolyte solution, a polar solvent may be used. Preferably, gamma-butylolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, or the like may be used, and the electrolyte solution may be used in the polymer matrix, which is a chemical crosslinked with chemical crosslinking according to the present invention. By uniformly distributed to lower the viscosity of the electrolyte solution to improve the ionic conductivity of the electrolyte salt dissociated in the solvent.
무기염으로는 리튬계, 마그네슘계, 나트륨계, 구리계염 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 0.1 ∼ 2.0 M로 상기 용매에 용해시켜 사용하는 것이 바람직하다.As an inorganic salt, what is chosen from lithium type, magnesium type, sodium type, and copper type salt can be used, It is preferable to use it, melt | dissolving in the said solvent in 0.1-2.0M.
또한, 본 발명에 따른 고분자 전해질을 채용하여 2차 전지를 제조할 수 있다.In addition, a secondary battery may be manufactured by employing the polymer electrolyte according to the present invention.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to an Example.
실시예 1 ∼ 3. 고분자 매트릭스의 제조Examples 1 to 3. Preparation of Polymer Matrix
500 mL 사구 분리형 반응조에 건조제가 부착된 콘덴서, 온도계, 교반기가 설치된 중합장치로 질소 기류 하에서 라디칼 에멀젼 중합을 하였다. 60 ℃에서 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, 아크릴로니트릴 함량 37 중량%) 고형분에 10 중량%(실시예 1), 20 중량%(실시예 2), 30 중량%(실시예 3)의 올리고옥시에틸렌 에틸에테르 메타크릴레이트(PEGMEM)를 적하하고 모노머에 대해 0.5 중량%의 아조비스이소부티로니트릴을 투입하고 2시간동안 교반한 후 다시 0.5 중량%의 포타슘술페이트를 추가하고 1시간 후에 반응을 종결하였다. 유화 중합된 라텍스에 포함되어 있는 유화제의 친수성 역할을 하는 알칼리금속 이온을 제거하기 위해서 이온 교환 컬럼에 통과시켜 고분자 매트릭스를 정제하였다. 이렇게 하여 얻은 실시예 1 ∼ 3의 고분자 매트릭스 구조는 도 5에 나타내었다. 상기 중합된 실시예 1 ∼ 3의 고분자 매트릭스는 DSC(Differential scanning calorimetry; Seiko SII)를 이용하여 -100℃에서 150℃까지 분당 10℃씩 승온시켜 유리전이온도를 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 나타난 바와 같이 상기 실시예 1 ∼ 3의고분자 매트릭스는 중합성 모노머의 함량에 관계없이 유리전이온도가 아크릴로니트릴 부타디엔 고무보다 -5℃ 낮은 -16℃로 나타나 올리고옥시에틸렌 에틸에테르 메타크릴레이트(PEGMEM)가 거의 대부분 가교반응이 되었음을 확인할 수 있었다. 그리고, 상기 실시예 3의 고분자 매트릭스는 FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy; Impact 400D)를 이용하여 4000 cm-1에서 400 cm-1까지 측정하여 화학적 구조를 확인하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.Radical emulsion polymerization was carried out under a nitrogen stream using a polymerization apparatus equipped with a condenser, a thermometer, and a stirrer with a desiccant in a 500 mL four-neck split reactor. 10% by weight (Example 1), 20% by weight (Example 2), 30% by weight (Example 3) in acrylonitrile butadiene rubber (NBR, acrylonitrile content 37% by weight) solids at 60 ℃ Ethylene ethyl ether methacrylate (PEGMEM) was added dropwise, 0.5% by weight of azobisisobutyronitrile was added to the monomer, stirred for 2 hours, and then 0.5% by weight of potassium sulfate was added, followed by reaction after 1 hour. Terminated. The polymer matrix was purified by passing through an ion exchange column to remove alkali metal ions that act as hydrophilic agents in the emulsion polymerized latex. The polymer matrix structures of Examples 1 to 3 thus obtained are shown in FIG. 5. The polymer matrix of the polymerized Examples 1 to 3 was heated by 10 ° C. per minute from -100 ° C. to 150 ° C. using DSC (Differential scanning calorimetry; Seiko SII), and the glass transition temperature was measured. Indicated. As shown in FIG. 7, the polymer matrix of Examples 1 to 3 exhibited a glass transition temperature of -16 ° C. lower than -5 ° C. than acrylonitrile butadiene rubber regardless of the content of the polymerizable monomer. The rate (PEGMEM) was confirmed that almost all the crosslinking reaction. In addition, the polymer matrix of Example 3 was measured from 4000 cm -1 to 400 cm -1 using FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy; Impact 400D) to confirm the chemical structure, and the results are shown in FIG. 8. It was.
그리고, 상기 중합된 고분자 매트릭스의 가교도를 확인하기 위해 ASTM standard D2765를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.And, in order to confirm the degree of crosslinking of the polymerized polymer matrix was measured using ASTM standard D2765, the results are shown in FIG.
실시예 4 ∼ 7. 고분자 매트릭스의 제조Examples 4-7. Preparation of Polymer Matrix
NBR(아크릴로니트릴 함량 37 중량%) 고형분 기준으로 10 중량%(실시예 4), 20 중량%(실시예 5), 30 중량%(실시예 6), 40 중량%(실시예 7)의 아크릴로니트릴(AN) 모노머를 적하하여 중합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 매트릭스를 제조하였다. 이렇게 하여 얻은 실시예 4 ∼ 7의 고분자 매트릭스 구조는 도 6에 나타내었다. 상기 중합된 실시예 4 ∼ 7의 고분자 매트릭스는 DSC(Differential scanning calorimetry; Seiko SII)를 이용하여 -100℃에서 150℃까지 분당 10℃씩 승온시켜 유리전이온도를 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 나타난 바와 같이 상기 실시예 4 ∼ 7의 고분자 매트릭스는 중합성 모노머의 함량에 관계없이 유리전이온도가 아크릴로니트릴부타디엔 고무보다 -5℃ 낮은 -16℃로 나타나 아크릴로니트릴(AN)이 거의 대부분 가교반응이 되었음을 확인할 수 있었다. 그리고, 상기 실시예 7의 고분자 매트릭스는 FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy; Impact 400D)를 이용하여 4000 cm-1에서 400 cm-1까지 측정하여 화학적 구조를 확인하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.10% by weight (Example 4), 20% by weight (Example 5), 30% by weight (Example 6), 40% by weight (Example 7) based on NBR (37% by weight acrylonitrile content) solids A polymer matrix was prepared in the same manner as in Example 1, except that the nitryl (AN) monomer was added dropwise and polymerized. The polymer matrix structures of Examples 4 to 7 thus obtained are shown in FIG. 6. The polymer matrix of the polymerized Examples 4 to 7 was heated by 10 ° C. per minute from -100 ° C. to 150 ° C. using DSC (Differential scanning calorimetry; Seiko SII), and the glass transition temperature was measured. Indicated. As shown in FIG. 7, the polymer matrixes of Examples 4 to 7 exhibited a glass transition temperature of −16 ° C. lower than -5 ° C. than acrylonitrile butadiene rubber regardless of the content of the polymerizable monomer. Almost all of the crosslinking reactions were confirmed. In addition, the polymer matrix of Example 7 was measured from 4000 cm -1 to 400 cm -1 using FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy; Impact 400D) to confirm the chemical structure, the results are shown in Figure 8 It was.
그리고, 상기 중합된 고분자 매트릭스의 가교도를 확인하기 위해 ASTM standard D2765를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.And, in order to confirm the degree of crosslinking of the polymerized polymer matrix was measured using ASTM standard D2765, the results are shown in FIG.
실시예 8 ∼ 20. 고분자 전해질 제조Examples 8-20. Preparation of Polymer Electrolyte
리튬 퍼클로레이트를 감마-부틸로락톤에 용해시켜 0.6M, 0.8M 1.0M, 1.2M, 1.4M의 전해액을 제조하였다.Lithium perchlorate was dissolved in gamma-butylarolactone to prepare an electrolyte solution of 0.6M, 0.8M 1.0M, 1.2M, 1.4M.
전해액에 상기의 실시예 1 ∼ 4에서 제조한 고분자 매트릭스 중합물을 다음 표 1에 나타낸 함량으로 첨가시켜 40 ℃에서 24시간 건조시킨 후에 다시 70 ℃에서 수분과 용매를 충분히 제거시킨 다음, 증발한 용매 양만큼 용매를 더 첨가하여 고분자 전해질을 제조하였다.The polymer matrix polymer prepared in Examples 1 to 4 was added to the electrolyte in the amounts shown in the following Table 1, dried at 40 ° C. for 24 hours, and then sufficiently removed water and solvent at 70 ° C., and then evaporated. As much solvent was added to prepare a polymer electrolyte.
시험예 1. 이온전도도의 측정Test Example 1 Measurement of Ion Conductivity
전해액의 몰농도에 따른 이온 전도도를 알기 위하여 실시예 8 ∼ 17의 고분자 전해질을 주파수 응답 분석기(EG&G)를 이용하여 100 KHz에서 100 mHz의 범위로 이온전도도를 상온에서 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.In order to know the ionic conductivity according to the molarity of the electrolyte, the polymer electrolytes of Examples 8 to 17 were measured at room temperature using a frequency response analyzer (EG & G) at 100 KHz to 100 mHz, and the results are shown in FIG. 2. Shown in
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 전해질은 모든 염의 농도에서 높은 이온전도도를 나타내었으며, 그 중에서도 1M 전해액을 함유했을 때의 이온전도도가 가장 우수한 것을 확인 할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the polymer electrolyte according to the present invention showed high ionic conductivity at all salt concentrations, and among them, it was confirmed that the ionic conductivity was excellent when 1M electrolyte was contained.
시험예 2. 이온전도도의 측정Test Example 2 Measurement of Ion Conductivity
중합성 모노머의 투입량에 따른 이온 전도도의 온도 의존성을 확인하기 위하여 실시예 18 ∼ 19의 전해질 조성물을 스텐레스 스틸을 전극으로 하여 주파수 응답 분석기(IM6)를 이용하여 1 MHz에서 100 mHz의 범위로 온도에 따른 이온 전도도를 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.In order to confirm the temperature dependence of the ionic conductivity according to the dosage of the polymerizable monomer, the electrolyte composition of Examples 18 to 19 was used at a temperature ranging from 1 MHz to 100 mHz using a frequency response analyzer (IM6) using stainless steel as an electrode. Ion conductivity was measured and the results are shown in FIG. 3.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 전해질은 15 ℃에서도 6×10-3(S/cm)의 우수한 이온전도도를 보였으며, 고온에서도 용매의 증발이 거의 없는 것을 확인 할 수 있었다.As shown in FIG. 3, the polymer electrolyte according to the present invention showed excellent ion conductivity of 6 × 10 −3 (S / cm) even at 15 ° C., and it was confirmed that there was almost no evaporation of the solvent even at a high temperature.
시험예 3. 전기화학적 안정성의 평가Test Example 3 Evaluation of Electrochemical Stability
본 발명에 따른 고분자 전해질의 전기화학성 안정성을 평가하기 위해 작업전극을 스텐레스 스틸 기준전극과 상대전극을 리튬메탈로 하여 실시예 20의 고분자 전해질을 전압전류법에 의해 2V ∼ 7V 스캔하여 측정하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.In order to evaluate the electrochemical stability of the polymer electrolyte according to the present invention, the working electrode is a stainless steel reference electrode and a counter electrode using lithium metal, and the polymer electrolyte of Example 20 was measured by 2V to 7V scanning by voltammetry. The results are shown in FIG.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 전해질은 4.2 V이상의 전기화학적 안정성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 4, it was confirmed that the polymer electrolyte according to the present invention has an electrochemical stability of 4.2 V or more.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학적으로 가교되고 상호 침투된 화학적 가교체를 이룬 고분자 매트릭스를 이용한 고분자 전해질은 실온과 저온에서 우수한 이온 전도도와 전기화학적 안정성 및 열안정성이 뛰어나고 전해액 누출이나 증발의 우려가 없으며, 특히 재료원가가 낮고 환경 친화적인 공정으로 2차 전지의 고분자 전해질로 유용하게 사용할 수 있다.As described above, the polymer electrolyte using the chemically crosslinked and interpenetrated chemical crosslinked polymer matrix according to the present invention is excellent in ionic conductivity, electrochemical stability and thermal stability at room temperature and low temperature, and may cause electrolyte leakage or evaporation. In particular, the material cost is low and environmentally friendly process can be usefully used as a polymer electrolyte of the secondary battery.
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