KR20070077977A - 다공성 매트릭스를 포함하는 고체 고분자 전해질 및 이를 이용한 리튬-고분자 이차전지 - Google Patents

다공성 매트릭스를 포함하는 고체 고분자 전해질 및 이를 이용한 리튬-고분자 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한 고분자 전해질과 그 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고이온전도성 고분자 전해질의 취약한 기계적 물성을 다공성 매트릭스로 보완함과 동시에 상자형의 다관능기 가교제를 도입하여 고분자 전해질 내의 가교밀도를 높여 가소제의 첨가를 극대화 한 신규 고분자 전해질이다.
고분자 전해질의 지지체 역할을 할 수 있는 폴리에틸렌 혹은 폴리프로필렌로 된 다공성 매트릭스를 도입함과 동시에 고분자 필름의 기계적 강도를 높이기 위한 상자형 다관능기 가교제를 도입하여 가교구조를 형성시키고, 리튬이온의 해리 능력이 우수한 폴리알킬렌글라이콜 가소제를 과량 첨가하여 기계적 물성의 저하없이 상온 및 저온에서도 높은 이온전도도를 나타내는 신규 고체 고분자 전해질에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 고체 고분자 전해질은 리튬고분자 이차전지에 적용할 수 있을 정도로 높은 상온 이온전도도 값을 보유하고 있을 뿐만 아니라 누액 등의 안전성 문제도 개선한 전해질 시스템이므로, 기존의 리튬이차전지의 대체는 물론 고안전성이 요구되는 전지 시스템에 쉽게 적용이 가능하다.

Description

다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한 고분자 전해질과 그 조성물{Solid polymer electrolyte based on porous matrix and multifunctional cross-linking agent and its composition}
도 1은 본 발명의 고체 고분자 전해질 매트릭스 구조의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 고체 고분자 전해질의 온도에 따른 이온전도도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 고체 고분자 전해질의 전기화학적 안정성을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한 고분자 전해질과 그 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고이온전도성 고분자 전해질의 취약한 기계적 물성을 다공성 매트릭스로 보완함과 동시에 상자형의 다관능기 가교제를 도입하여 고분자 전해질 내의 가교밀도를 높여 가소제의 첨가를 극대화 한 신규 고분 자 전해질에 관한 것이다.
전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속히 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 이차전지에 대한 수요가 점차 증대되어 왔으며, 특히 전기, 전자 제품의 경박 단소화 및 휴대화 추세에 따라 이 분야의 핵심부품인 이차전지도 경량화, 소형화가 요구되고 있다. 또한 자동차의 대량보급에 따른 대기오염과 소음 등의 환경공해 문제 및 석유고갈에 따른 새로운 형태의 에너지 수급원의 필요성이 대두됨에 따라 이를 해결할 수 있는 전기 자동차 개발의 필요성이 증대되어 왔으며 이들의 동력원으로서 고출력, 고에너지 밀도를 갖는 전지의 개발이 요구되어지고 있다.
이와 같은 요구에 부응하여 최근 각광받고 있는 고성능 차세대 첨단 신형 전지 중의 하나가 리튬 고분자 이차전지(lithium polymer battery, LPB)로, 리튬고분자 이차전지는 기존 전지에 비해 단위 무게당 에너지 밀도가 크고 다양한 형태로 제조가 가능하며 적층에 의한 고전압ㅇ대용량의 전지개발이 용이하고, 카드뮴이나 수은 같은 환경을 오염시키는 중금속을 사용하지 않아서 환경 친화적이라는 장점을 갖고 있다.
리튬 고분자 이차전지는 크게 부극(anode), 고분자 전해질(polymer electrolyte), 정극(cathode)으로 구성되는데, 부극 활물질로는 리튬, 탄소 등이 사용되며, 정극 활물질로는 전이금속산화물, 금속칼코겐 화합물, 전도성 고분자 등이 사용된다. 이 때 고분자 전해질은 고분자와 염, 비수계 유기용매(선택적) 및 기타 첨가제 등으로 구성되는 물질로서 상온에서 대략 10-3∼10-8S/cm의 이온 전도도를 나타낸다. 고분자 전해질의 초기 연구는 주로 폴리에틸렌옥사이드, 폴리 프로필렌옥사이드 등에 리튬염을 첨가하고 공용매에 녹여 캐스팅하여 제조하는 고체 고분자 전해질에 관한 연구가 이루어져 왔으나(유럽 특허 제 78505호 및 미국특허 제 5,102,752호) 고분자의 높은 결정화도로 인하여 상온에서 매우 낮은 이온전도도를 나타내었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 무기나노입자를 무용매계 고분자 전해질에 도입하여 상온에서 ∼10-5S/cm의 이온전도도를 얻을 수 있었으나 상용화하기에는 낮은 값이다. 이에 반해 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리 아크릴로니트릴, 폴리 비닐클로라이드, 폴리 비닐리덴 플루오라이드 등의 고분자에 유기용매와 리튬염을 첨가하고 공용매에 녹여 캐스팅하여 제조하는 가소화된 고분자 전해질은 상온에서 ∼10-3S/cm의 높은 이온전도도(M. Alamgir et al., J. power sources, 54, 40, 1995)를 나타낸다. 그러나 가소화된 고분자 전해질의 경우 유기 용매 사용으로 인한 안전성의 근본적인 문제점과 과량의 유기용매 도입에 따른 낮은 기계적 물성 때문에 상용화 시스템에 적용하기 어렵다. 한편 본 발명과 관련된 종래기술은 US Patent 2003/0180625(Solid Polymer Electrolyte and Method of Preparation)과 Song et al(J. of Power Sources, 10-16, 2004, 125 "Composite polymer electrolytes reinforced by non-woven fabrics)등이 있으나, 본 발명과는 기술적 구성이 다른 것들이다.
본 발명의 고체 고분자 전해질은 고이온전도성 고분자 전해질이 가지는 취약한 기계적 물성을 보완하기 위하여 다공성 매트릭스를 도입함과 동시에 상자형의 다관능기 가교제를 도입하는 데 있다. 다공성 매트릭스로 물리적인 강도를 얻고 다관능기 가교제에 의해 망상 구조를 형성하여 기존의 폴리에틸렌글라이콜계 가교제보다 가교 밀도를 높여 보다 우수한 기계적 물성을 얻을 수 있다. 이러한 우수한 기계적 물성을 바탕으로 리튬염의 해리도를 높이고 리튬염의 이동에 기여할 수 있는 가소제로서 저분자량의 폴리에틸렌글라이콜의 첨가량을 극대화함으로써 기계적 물성의 저하없이 상온 및 저온에서 높은 이온전도 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 제시된 고체 고분자 전해질은 고분자 전해질의 지지체로 다공성 매트릭스를 사용하고 상자형의 다관능기 신규 가교제를 도입한 고체 고분자 전해질로서 이 가교제는 화학식 1과 같이 실록산에 기초로 한 상자형의 cage에 말단의 관능기가 8개 혹은 10개 혹은 12개의 메타크릴레이트계 혼합물로 이루어진다.
본 발명에서 다공성 매트릭스는 올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스터계 수지, 셀룰로오스계의 부직포, 고분자 분리막, 유리 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 다공성 매트릭스는 두께가 10∼200㎛이고, 기공의 크기가 1∼100㎛인 것으로서, 기계적 물성으로 MD(Machine Direction)방향의 인장강도가 1MPa 이상인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 보다 높은 리튬염의 해리도와 이동도를 위해 폴리에틸렌글라이콜 메타크릴레이트 혹은 폴리에틸렌글라이콜 아크릴레이트계의 물질을 도입하여 가교밀도를 조절한다. 한쪽 말단이 서로 동일 또는 유사한 관능기를 갖는 상자형 다관능기 가교제와 가교반응이 이루어짐으로써 기계적 강도는 물론 리튬염의 해리 또한 증대시킬 수 있음을 특징으로 한다. 또한 다공성 매트릭스와 상자형 다관능기 가교제를 도입하여 확보된 강한 기계적 물성을 바탕으로 상온 및 저온에서 보다 높은 이온전도도를 얻기 위해 저분자량의 폴리에틸렌글라이콜계의 가소제를 도입함으로써 그 이온전도도를 극대화함을 특징으로 한다.
본 발명은 메타크릴레이트 그룹으로 치환된 상자형 다관능기 가교제 PSS(화학식 1)와 폴리에틸렌글라이콜 아크릴레이트(화학식 2) 및 폴리알킬렌글라이콜 디알킬에테르(화학식 3)를 대표적인 가소제로 제공한다.
(화학식 1)
Figure 112006005945148-PAT00001
상기 화학식 1에서 R1은 동일한 다이메타크릴레이트 그룹이고 R1의 개수는 8개, 10개, 12개의 혼합물이다.
(화학식 2)
Figure 112006005945148-PAT00002
상기의 화학식 2에서 R2는 수소원자 또는 메틸기이고, n은 0에서 30 사이의 정수이다.
또한, 본 발명은 (i) 상기의 화학식 1로 표시되는 가교제 0.1∼95중량％; (ii) 상기의 화학식 2로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜 아크릴레이트 0.1∼95중량％; (iii) 다음 화학식 3으로 표시되는 폴리알킬렌글라이콜 디알킬에테르 및 화학식 4로 표시되는 폴리에틸렌글라이콜 보레이트 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 가소제 0.1∼80중량％; (iv) 리튬염 3∼30 중량％; 그리고 (v) 개시제 0.5∼5중량％가 함유된 고체 고분자 전해질 조성물을 또 다른 특징으로 한다.
(화학식3)
Figure 112006005945148-PAT00003
상기의 화학식 3에서 R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 수소원자 또는 메틸기이고, p, q, l은 각각 0에서 30 사이의 정수이다.
(화학식 4)
Figure 112006005945148-PAT00004
상기의 화학식 4에서 m은 0에서 20사이의 정수이다.
이와 같은 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다.
본 발명은 고체 고분자 전해질을 다공성 매트릭스와 상자형 다관능기 신규 가교제를 도입하여, 기계적 물성의 저하없이 높은 상온 및 저온 이온전도도를 구현할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 일반적인 고체 고분자 전해질의 경우 이온전도도를 상승시키기 위해서는 전해질 내에 저분자량의 가소제의 함량을 증가시켜야 하고, 이로 인해 제조된 고체 고분자 전해질의 기계적 물성은 취약해 질 수 밖에 없다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 20∼80％ 이상의 porosity를 가지는 다공성 매트릭스를 물리적인 지지체로 사용하고, 기공영역은 상기의 화학식 1의 말단기가 8개 혹은 10개 혹은 12개의 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트 등의 열가교 및 광가교 반응이 가능한 관능기로 치환된 상자형의 다관능기 신규 가교제를 도입하였다. 또한 본 발명에서는 보다 높은 리튬염의 해리와 이동도를 위해 폴리에틸렌글라이콜 메타크릴레이트 혹은 폴리에틸렌글라이콜 아크릴레이트계의 물질을 도입하여 고분자 전해질의 가교밀도를 조절하였다. 한쪽 말단이 서로 동일 또는 유사한 관능기를 가지게 함으로써 상자형 다관능기 가교제와 가교반응이 이루어짐으로써 기계적 강도는 물론 리튬염의 해리 또한 증대시킬 수 있음을 특징으로 한다. 또한 상온 및 저온에서 보다 높은 이온전도도를 얻기 위해 저분자량의 폴리에틸렌글라이콜계의 가소제를 도입하였다.
본 발명에서의 가장 큰 장점은 다공성 매트릭와 상자형 다관능기 가교제를 도입하여 확보된 강한 기계적 물성을 바탕으로 하기 때문에 리튬염의 해리와 리튬이온의 이동을 위한 가소제의 함량을 기계적 물성의 저하없이 극대화 할 수 있다는 점이다.
고체 고분자 전해질을 구성할 수 있는 다양한 가교제 상자형 다관능기 가교 제를 선택한 이유는 다음과 같다. 고체 고분자 전해질은 일반적으로 상온에서 매우 낮은 이온전도도를 보인다. 고분자 전해질이 리튬 2차 전지에 상용화되기 위해서는 상온 및 저온에서 액체 전해질과 유사한 수준의 높은 이온전도도를 가져야 한다. 고분자 전해질이 갖는 낮은 이온전도도를 높이기 위해서는 고분자 매트릭스 내에 저분자량의 가소제를 첨가하여 고분자 사슬의 운동성을 높이는 것이 필요하다.
그러나 이러한 가소제의 함량을 증가시킬 경우 고분자 필름의 기계적 강도가 취약해 질 수 밖에 없고 이것은 고분자 전해질의 상용화에 있어서 또 다른 큰 문제점이 되고 있다. 따라서 본 발명에서는 다공성 매트릭스를 도입하여 기계적인 물성을 보완하였다. 그러나 다공성 매트릭스를 도입하였다 하더라도 기존의 가교제로서는 전해질 내에 포함시킬 수 있는 가소제의 함량에 한계가 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 다공성 매트릭스와 더불어 상자형의 다관능기 가교제를 도입함으로써 가교 밀도를 높여 강한 기계적 물성을 얻을 수 있었고, 향상된 물성을 바탕으로 가소제의 함량을 더욱 극대화 할 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 고체 고분자 전해질 조성물 중에 함유되는 각각의 가교제, 가소제, 리튬염 및 개시제의 조성 성분을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
<가교제>
발명의 조성물 중에 가교제로서 상기의 화학식 1의 가교제가 적절한 비율로 함유된다. 화학식 1로 표현되는 상자형 가교제는 유연한 사슬을 가진 폴리실록산에 기초로 하고 말단에 8개 혹은 10개 혹은 12개의 관능기를 가지기 때문에 가교밀도를 높여 기계적 물성을 보완하기 위한 것이다. 또한 화학식 2로 표현되는 한쪽 말 단에 열반응 및 광반응이 가능한 이중결합이 치환된 폴리에틸렌글라이콜계의 물질을 도입하여 다관능기 가교제와 함께 가교 매트릭스를 구성하게 함으로써 리튬염의 해리 및 리튬이온의 이동도를 높임으로써 보다 높은 이온전도도를 나타낼 수 있다.
상기의 화학식 1의 다관능기 가교제의 경우 본 발명의 전해질 조성물 중 0.1∼95중량％ 함유될 수 있으며, 바람직하게는 1∼50중량％, 더욱 바람직하게는 1∼10중량％ 범위로 함유되는 것이다. 상기의 화학식 2의 경우 본 발명의 전해질 조성물 중 0.1∼95 중량％ 함유될 수 있으며, 바람직하게는 0.1∼50중량％, 더욱 바람직하게는 0.1∼10 중량％ 범위로 함유되는 것이다.
<가소제>
본 발명의 조성물 중에 리튬염의 해리와 리튬 이온의 이동 특성을 향상시켜 이온전도도를 향상시킬 수 있도록 화학식 3과 화학식 4로 표시되는 폴리알킬렌글라이콜 디알킬에테르 및 폴리알킬렌글라이콜 보레이트 중에서 단독 또는 2종 이상의 가소제를 함유한다. 본 발명의 조성물 중에서 가소제는 0.1∼99중량％ 까지 함유될 수 있으며 바람직하게는 1∼50중량％, 더욱 바람직하게는 1∼10중량％ 범위로 함유되는 것이다.
<리튬염>
본 발명의 조성물 중에 리튬염으로서 기존의 고분자 전해질 제조용으로 사용된 리튬염이라면 어느 것을 사용해도 무방하다. 기존에 사용되어온 리튬염으로는 예컨대 LiClO4, LiBF4, LiCF3SO3, LiPF6, LiAsF6, Li(CF3SO2)2N 등이 있다. 이들 리튬 염은 전해질 전체 조성물에 대하여 3∼30중량％, 바람직하기로는 5∼15중량％ 범위로 사용하나, 전해질 조성물의 특성에 따라 적절히 그 양을 조절할 수 있다.
<개시제>
본 발명의 조성물에는 경화형 개시제가 함유되는 바, 개시제의 종류로는 광개시형과 열개시형 모두가 사용되어질 수 있다. 광경화형 개시제의 예로는 메틸벤조일 포메이트, 이가큐어250, 에틸벤조인 에테르, 이소프로필벤조인 에테르, α-메틸벤조인 에틸에테르, 벤조인 페닐에테르, α-아실옥심 에스테르, α,α-디에톡시 아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 2-하이드록시-2메틸-1-페닐프로판-1-온[시바 가이기(Ciba Geigy)사의 다로큐어(Darocur) 1173], 1-하이드록시시클로헥실 페닐 케톤[시바 가이기(Ciba Geigy)사의 이가큐어(Irgacure)184], 다로큐어 1116, 이가큐어 907 등과 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-클로로 안트라퀴논, 티옥산톤, 이소프로필 티옥산톤, 클로로티옥산톤, 벤조페논, p-클로로벤조페논, 벤질 벤조에이트, 벤조일 본조에이트, 미클러 케톤 등이 있다. 열경화형 개시제로는 퍼옥시드계, 아조이소부티로니트릴계 등이 있다. 상기의 개시제는 전체 조성물 중에 0.1∼5.0중량％ 범위로 함유되며, 그 함량은 전해질 조성물의 혼합 비율에 따라 그 양을 조절할 수 있다.
한편 본 발명은 상기에서 언급한 고분자 전해질 조성물을 이용하여 제조된 것을 함유하는 리튬-고분자 이차 전지를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명되 는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다만, 하나의 실시예에 지나지 않는다.
<실시예 1> 다공성 매트릭스와 상자형 다관능기 가교제에 기초로 한 고분자 전해질의 제조(실시예 1-1, 1-2, 1-3)
상기의 화학식 1로 표현되는 다관능기 가교제 1,3,5,7,9,11,13,15-octa (propylmethacryl)pentacyclo-[9.5.1.1.1.1] octasiloxane과 폴리에틸렌 글라이콜 아크릴레이트 (Mn=475 g/mol), 폴리에틸렌 글라이콜 다이메틸에테르 (Mn=250g/mol), 폴리에틸렌 글라이콜 보레이트를 표 1과 같은 비율로 혼합한다.
이 혼합물에 리튬염으로 리튬비스트리플루오루설포닐이미드(Li(CF3SO2)2N)를 EO:Li 비율이 20:1이 되도록 첨가한 후, 아크릴레이트 개시제로 메틸벤조일포메이트를 도입한 후 완전히 섞이도록 교반하였다. 이 혼합물을 글로브 박스 내에서 테플론 기판위에 놓인 PE로 된 non-woven matrix위에 도포한 후, 밀폐된 상태에서 약 5분간 350nm 파장의 자외선을 조사하여 고체 고분자 전해질을 제조하였다.
제조된 고체 고분자 전해질은 스테인레스 스틸 대칭전극 사이에 적층시켜 셀을 조립한 후, 교류 임피던스법을 이용하여 전해질의 저항을 측정한 후, 이를 이용해 이온전도도를 계산하였다. 결과는 표 1에 나타냈다.
비교예 1-1은 PE non-woven matrix와 기존의 가교제로서 폴리에틸렌 글라이콜 다이메타크릴레이트 (Mn=400 g/mol) 0.2g, 폴리에틸렌 글라이콜 다이메틸 에테 르(Mn=250 g/mol) 0.8g, 리튬비스트리플루오루설포닐이미드(Li(CF3SO2)2N) 0.2532g, 개시제로 메틸벤조일포메이트 0.004g으로 구성되며 표 2에 그 결과를 나타냈다.
[표 1] 가교제별 특성 비교
구 분 가교제; g 특성화; (25℃), S/cm
화학식1 화학식2 화학식3 화학식4 이온전도도 기계적물성
실시예1-1 0.05 0 0.95 0 6.7×10-4 우수
실시예1-2 0.04 0.01 0.95 0 7.2×10-4 우수
실시예1-3 0.05 0 0.95 0.0257 6.3×10-4 우수
[표2] 가교제 첨가량에 따른 특성 비교
구 분 가교제;g 가소제;g 리튬염;g 특성화;(25℃), S/cm
폴리에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트 폴리에틸렌 글라이콜다이메틸에테르 리튬비스트리플루오루설포닐이미드 이온전도도 기계적 물성
비교예1-1 0.2 0.8 0.2532 2.7×10-4 보통
<실시예 2>
실시예 1-1의 고체 고분자 전해질에 대해서 온도 변화에 따른 이온전도도를 측정하였다. 측정한 결과는 도 2에 나타냈다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일하게 고분자 전해질을 제조하여 전기화학적 안정성을 측정하였으며, 결과는 도 3에 나타냈다.
본 발명에 따른 고체 고분자 전해질은 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 하여 우수한 기계적 물성을 유지한다. 또한 우수한 기계적 물성으로 인해 가소제 함량의 극대화를 통한 추가적인 이온전도도 상승을 유도할 수 있다.
따라서 본 발명에 의해 제조된 고체 고분자 전해질은 리튬고분자 이차전지에 적용할 수 있을 정도로 높은 상온 이온전도도 값을 보유하고 있을 뿐만 아니라, 누액 등의 안전성 문제도 개선한 전해질 시스템이므로 기존의 리튬이차전지의 대체는 물론 고안전성이 요구되는 전자기기나 전기자동차에 적용될 리튬이차전지의 새로운 전해질 소재로 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기계적 물성의 지지체로 도입되는 다공성 매트릭스와 다음 화학식 1로 표시되는 상자형 다관능기 가교제, 리튬염, 그리고 저점도 가소제를 포함하는 고체 고분자 전해질.
    (화학식 1)
    Figure 112006005945148-PAT00005
    상기 화학식 1에서 R1은 동일한 다이메타크릴레이트 그룹이고 R1의 개수는 8개, 10개, 12개의 혼합물이다.
  2. 제 1항에 있어서, 다공성 매트릭스는 올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스터계 수지 또는 셀룰로오스계의 부직포, 고분자 분리막 내지 유리 섬유 중에서 선 택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 매트릭스를 포함하는 고체 고분자 전해질.
  3. 제 1항에 있어서, 다공성 매트릭스는 두께가 10∼200㎛이고, 기공의 크기가 1∼100㎛인 것으로서, 기계적 물성으로 MD(Machine Direction)방향의 인장강도가 1MPa 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 매트릭스를 포함하는 고체 고분자 전해질.
  4. 제 1항에서 사용된 가교제 함량이 0.1∼95중량％이고, 다음 화학식 2로 표시되는 폴리에킬렌 글라이콜 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트의 함량이 0.1∼50중량％이고, 리튬염 3∼30 중량％이고, 그리고 개시제 0.5∼5중량％가 함유된 것을 특징으로 하는 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한 고분자 전해질 조성물.
    (화학식 2)
    Figure 112006005945148-PAT00006
    상기의 화학식 2에서 R2는 수소원자 또는 메틸기이고, n은 0에서 30 사이의 정수이다.
  5. 제 4항에 있어서, 다음 화학식 3으로 표시되는 폴리에틸렌 글라이콜계 가소제와 화학식 4로 표시되는 보레이트계 가소제 중 선택된 단독 혹은 2종의 가소제 1∼99중량％와, 리튬염 3∼30 중량％와, 그리고 개시제 0.5∼5중량％가 함유된 것을 특징으로 하는 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한고분자 전해질 조성물.
    (화학식3)
    Figure 112006005945148-PAT00007
    상기의 화학식 3에서 R3 및 R7는 각각 탄소수 1에서 10사이의 사슬형 또는 분지형 알킬기이고; R4 , R5, R6은 각각 수소원자 또는 메틸기이고, p, q 및 l은 각각 0에서 20 사이의 정수이다.
    (화학식 4)
    Figure 112006005945148-PAT00008
    상기의 화학식 4에서 m은 0에서 20사이의 정수이다.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 리튬염이 LiClO4, LiBF4, LiCF3SO3, LiPF6, LiAsF6, Li(CF3SO2)2N로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 다공성 매트릭스와 다관능기 가교제에 기초로 한고분자 전해질 조성물.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 고분자 전해질 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 리튬-고분자 이차 전지.
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