KR20140039378A - 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자 - Google Patents

겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20140039378A
KR20140039378A KR1020120104555A KR20120104555A KR20140039378A KR 20140039378 A KR20140039378 A KR 20140039378A KR 1020120104555 A KR1020120104555 A KR 1020120104555A KR 20120104555 A KR20120104555 A KR 20120104555A KR 20140039378 A KR20140039378 A KR 20140039378A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer electrolyte
gel polymer
electrolyte composition
carbonate
group
Prior art date
Application number
KR1020120104555A
Other languages
English (en)
Inventor
양진석
성시진
이승노
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020120104555A priority Critical patent/KR20140039378A/ko
Publication of KR20140039378A publication Critical patent/KR20140039378A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10—Esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/07—Aldehydes; Ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중합개시제 및 4 내지 6 관능성 아크릴계 화합물을 포함함으로써, 황변 현상을 억제하여 그에 따라 발생하는 투과율 저하를 개선하고, 이온 전도도가 향상되어 전기 변색 소자에 적용 시 응답속도가 우수할 뿐 아니라, 중합 시 반응속도 및 경화도의 조절이 용이하고 부피의 수축 또는 팽창이 적어 제조 공정 및 제품의 안정성 유지가 가능한 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자에 관한 것이다.

Description

겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자{GEL POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITION AND ELECTROCHROMIC DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자에 관한 것이다.
전기 변색 소자(Elctrochromic devices)는 전기장의 인가에 따라 전기적인 산화-환원 반응이 진행되어 전기 변색 물질의 색상이 변화하는 원리를 이용하여 광투과 특성을 변경하는 소자이다. 이는 휴대폰, 캠코더, 노트북 등의 표시 소자는 물론 자동차용 룸미러, 창호용 스마트 윈도우(smart window) 등에도 광범위하게 이용되고 있다.
일반적으로 전기 변색 소자는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기재(11, 21) 상에 투명 도전층(12, 22)이 형성되어 전기장이 인가되는 제1 및 제2전극(10, 20)과 투명 도전층(12, 22) 상에 적층되고 인가된 전류에 의해 색상이 변하는 전기 변색 물질층(31, 32)을 포함하고, 이온 전도를 위한 전해질(50)과 이를 봉합하기 위한 봉합재(40)로 구성된다.
전해질(50)로는 전기 변색 물질층(31, 32) 상에 적층되는 고체 전해질 또는 분산되는 액체 전해질을 들 수 있다.
고체 전해질은 전기 변색 소자의 안정성 면에서는 우수하나 성능이 낮아 상업화가 어려운 단점이 있다. 액체 전해질은 유기용매가 휘발하여 고갈되고 소자 제작 시 액체의 누액 문제가 있으며, 소색의 속도가 느리고 발색-소색을 반복하면 유기물이 쉽게 분해된다는 단점이 있다. 또한, 소자 구성물질과의 부반응 또는 중합에 의한 부피 변화로 제품의 안정성 유지가 어렵고, 박막화 및 필름 형태의 가공이 불가능하다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 미국등록특허 제6,667,825호에는 이온성 액체를 포함하여 안정성과 수명을 향상시킨 액체 전해질이 개시되어 있으나, 이온성 액체를 액체 형태의 전해질로 사용하고 있어 전해질의 누액, 소자의 박막화 및 필름 형태의 가공 등에는 여전히 적용하기 어려웠다.
또한, 미국등록특허 제5,872,602호에는 AlCl3-EMICI(aluminum chloride-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride) 이온성 액체를 포함하여 전해질의 고갈, 분해 문제를 해결한 전해질이 개시되어 있으나, 이 이온성 액체의 경우 소량의 수분이나 산소에 노출되면 유독한 가스를 방출하며 전해질 내에 소량 첨가되는 유기-무기 화합물과의 반응성이 매우 크고, 특히 150 ℃ 이상에서는 쉽게 분해된다는 단점이 있었다.
또한, 한국등록특허 제0729500호에는 유기용매 없이 이온성 액체가 함침된 겔 폴리머 전해질이 개시되어 있으나, 겔 폴리머를 형성할 수 있는 단량체로 사용된 비닐 화합물은 반응성이 커 전해질의 저장 안정성이 낮고 중합 시 개시제에 의한 황변 현상과 그로 인한 투과율 저하의 문제가 있다.
미국등록특허 제6,667,825호 미국등록특허 제5,872,602호 한국등록특허 제0729500호
본 발명은 황변 현상과 그에 따라 발생되는 투과율 저하를 개선한 겔 폴리머 전해질 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 중합 시 반응속도 및 경화도의 조절이 용이하고 부피 변화가 적어 제조 공정 및 제품의 안정성 유지가 가능할 뿐만 아니라 박막화 및 필름 형태의 가공이 가능한 겔 폴리머 전해질 조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 겔 폴리머 전해질 조성물을 포함하여 성능이 향상된 전기 변색 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 하기 화학식 1로 표시되는 중합개시제 및 4 내지 6 관능성 아크릴계 화합물을 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 수소원자, 페닐기, 벤질기, 모르폴린기, 니트로기 및 비닐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알콕시기 또는 티오알킬기; 수소원자; 페닐기; 벤질기; 모르폴린기; 비닐기; 또는 니트로기이며; R2 및 R3 또는 R3 및 R4는 서로 연결되어 탄소수 5 이상의 고리를 형성할 수 있음).
2. 위 1에 있어서, 상기 중합개시제는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2,2-디에톡시 아세토페논 또는 이들의 혼합물인 겔 폴리머 전해질 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 중합개시제는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량% 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00002
(식 중, R1은 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기,
Figure pat00003
또는
Figure pat00004
이고, R1 내지 R6 중 4개 이상이
Figure pat00005
임).
5. 위 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨헥사아크릴레로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 겔 폴리머 전해질 조성물.
6. 위 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물의 함량은 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 15중량%인 겔 폴리머 전해질 조성물.
7. 위 1에 있어서, 하기 화학식 3으로 표시되는 중합체를 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
[화학식 3]
Figure pat00006
(식 중, R1은 탄소수 1-6의 알콕시기이고; R2는 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기 또는
Figure pat00007
이며; R3은 수소 원자 또는 탄소수 1-6의 알킬기이며; n은 2-70의 정수임)
8. 위 7에 있어서, 상기 중합체는 중량평균분자량(Mw)이 400 내지 3,000인 겔 폴리머 전해질 조성물.
9. 위 7에 있어서, 상기 중합체는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량 중 1 내지 15중량% 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
10. 위 7에 있어서, 상기 중합체와 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물의 중량비는 3-7:7-3인 겔 폴리머 전해질 조성물.
11. 위 1에 있어서, 유기용매를 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물.
12. 위 11에 있어서, 상기 유기용매는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC), 디플루오로에틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트 및 플루오로에틸렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 겔 폴리머 전해질 조성물.
13. 위 11에 있어서, 상기 유기용매는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 70 내지 95중량%로 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
14. 위 1에 있어서, 금속염을 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물,
15. 위 14에 있어서, 상기 금속염은 Li+, Na+, K+ 및 Cs+로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온과 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, (CN)2N-, BF4 -, ClO4 -, RSO3 -(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), RCOO-(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, (CF3SO3 -)2, (CF2CF2SO3 -)2, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO3)2N-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3COO-, C3F7COO-, CF3SO3 - 및 C4F9SO3 - 로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온의 이온조합으로 이루어지는 알칼리금속염인 겔 폴리머 전해질 조성물.
16. 위 14에 있어서, 금속염은 상기 금속염의 양이온의 농도가 0.5 내지 1.5mol/L가 되도록 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
17. 위 1에 있어서, 비닐렌카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 에틸렌설파이트 및 플루오로에틸렌카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물.
18. 제1전극, 제2전극, 전기 변색 물질 및 위 1 내지 17 중 어느 한 항의 겔 폴리머 전해질 조성물의 광경화로 형성된 전해질을 포함하는 전기 변색 소자.
19. 위 18에 있어서, 전해질은 제1 및 제2전극 사이에서 인-시츄(in-situ) 중합된 것인 전기 변색 소자.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 황변 현상을 억제하여 그에 따라 발생하는 투과율 저하를 개선한다.
또한, 전해액의 캡슐화가 우수하여 액체 전해질 수준 이상으로 이온 전도도가 향상되고, 전기 변색 소자에 적용 시 응답속도가 좋아 우수한 전기 변색 특성을 확보할 수 있다.
또한, 중합 시 반응속도 및 경화도의 조절이 용이하고 부피의 수축 또는 팽창이 적어 제조 공정 및 제품의 안정성 유지가 가능하다.
도 1은 일반적인 전기 변색 소자를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명은 중합개시제 및 4 내지 6 관능성 아크릴계 화합물을 포함함으로써, 황변 현상을 억제하여 그에 따라 발생하는 투과율 저하를 개선하고, 이온 전도도가 향상되어 전기 변색 소자에 적용 시 응답속도가 우수할 뿐 아니라, 중합 시 반응속도 및 경화도의 조절이 용이하고 부피의 수축 또는 팽창이 적어 제조 공정 및 제품의 안정성 유지가 가능한 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 화학식 1로 표시되는 중합개시제 및 4 내지 6 관능성 아크릴계 화합물을 포함한다.
중합개시제는 겔 폴리머 전해질 조성물의 경화 반응 효율을 향상시키기 위한 것으로서, 광 조사에 의해 활성 라디칼을 발생시키는 광 라디칼 발생제와 산을 발생시키는 산 발생제를 들 수 있다. 이 중, 산 발생제는 전해질에 사용하기에는 부적합하여 본 발명의 중합개시제는 광 라디칼 발생제인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합개시제는 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는다.
[화학식 1]
Figure pat00008
식 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 수소원자, 페닐기, 벤질기, 모르폴린기, 니트로기 및 비닐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알콕시기 또는 티오알킬기; 수소원자; 페닐기; 벤질기; 모르폴린기; 비닐기; 또는 니트로기이며; R2 및 R3 또는 R3 및 R4는 서로 연결되어 탄소수 5 이상의 고리를 형성할 수 있다.
화학식 1로 표시되는 중합개시제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온 또는 2,2-디에톡시 아세토페논일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
중합개시제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 3중량% 포함될 수 있다. 중합개시제의 함량이 상기 범위에 해당하는 경우 겔 폴리머 전해질이 충분히 형성되어 적절한 기계적 강도를 부여할 수 있고 중합개시제의 잔류물 형성으로 인한 전해질 성능 저하 및 경화 성능 저하를 억제할 수 있다.
4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 유기용매 또는 유기용매 및 중합개시제와 광경화에 의한 중합으로 겔 폴리머 전해질을 형성할 수 있는 화합물로서, 이 화합물은 이온 전도도를 보다 향상시킬 수 있고, 중합 시 반응속도가 빠르고 경화도의 조절이 용이하며 부피의 수축 및 팽창이 적어 적절한 기계적 강도가 부여된 겔 폴리머 전해질의 형성이 가능하다.
4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
Figure pat00009
(식 중, R1은 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기,
Figure pat00010
또는
Figure pat00011
이고, R1 내지 R6 중 4개 이상이
Figure pat00012
임).
4 내지 6관능성 아크릴계 화합물로는 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등이 바람직하며, 보다 바람직하게는 화학식 2로 표시되는 5 또는 6관능성 아크릴계 화합물인 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트인 것이 좋고, 가장 바람직하게는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트인 것이 좋다. 화학식 2로 표시되는 5 또는 6관능성 아크릴계 화합물은 중심에 극성을 갖는 옥시알킬렌기를 갖고 말단에 적어도 5개의 관능성 아크릴기를 함유하여 전해액의 캡슐화가 우수하여 이온 전도도를 보다 향상시킬 수 있고, 중합 시 경화도 조절이 보다 더 용이하다.
4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 15중량%(고형분 기준) 포함될 수 있고, 바람직하게는 3 내지 10중량%(고형분 기준) 포함될 수 있다. 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물의 함량이 상기 범위에 해당하는 경우 겔 폴리머 전해질이 충분히 형성되어 적절한 기계적 강도를 부여할 수 있고 이온 전도도 향상 효과가 최대화되어 전기 변색 속도가 향상된다.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 중합체를 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00013
식 중, R1은 탄소수 1-6의 알콕시기이고; R2는 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기 또는
Figure pat00014
이며; R3은 수소 원자 또는 탄소수 1-6의 알킬기이며; n은 2-70의 정수이다.
중합체는 한쪽 말단에 극성을 갖는 알콕시기를 함유하고 다른 한쪽 말단에 관능성 아크릴기를 함유하여 중합 시 반응 속도가 빠르고 부피의 수축 및 팽창이 적을 뿐만 아니라 경화도를 용이하게 조절할 수 있어 적절한 기계적 강도가 부여된 겔 폴리머 전해질의 형성을 가능하게 한다.
중합체는 중량평균분자량(Mw)이 400 내지 3,000인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 400 미만인 경우 고체 전해질의 백본(backbone)의 역할을 충분히 하지 못하여 누액이 발생할 수 있고, 3,000 초과인 경우 이온 전도도가 떨어지고 용해도가 저하될 수 있다.
중합체는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 15중량%(고형분 기준) 포함될 수 있고, 바람직하게는 3 내지 10중량%(고형분 기준) 포함될 수 있다. 중합체의 함량이 상기 범위에 해당하는 경우 겔 폴리머 전해질이 충분히 형성되어 적절한 기계적 강도를 부여할 수 있고 이온 전도도 향상 효과가 최대화되어 전기 변색 속도가 향상된다.
중합체와 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 3-7:7-3의 중량비(고형분 기준)로 포함될 수 있다. 이 중량비로 포함되는 경우 이온 전도도의 향상과 겔 폴리머 형성 시 중합 반응을 촉진하여 부피 변화가 없는 겔 폴리머 전해질을 효과적으로 형성할 수 있다.
중합체 및 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물과 함께 광경화에 의해 겔 폴리머 전해질을 형성할 수 있는 화합물로서 비닐계 화합물을 소량 혼합하여 사용할 수 있다.
비닐계 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메틸스티렌, 비닐에스테르 화합물, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴아마이드, 테트라플루오로에틸렌, 비닐아세테이트, 메틸비닐케톤, 에틸렌, 스티렌, 파라메톡시스티렌, 파라시아노스티렌, 폴리에틸렌글리콜류 아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 비닐계 화합물은 중합개시제에 의한 황변 현상이 일어나지 않는 범위에서 소량 사용될 수 있다.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 유기용매를 더 포함할 수 있다.
유기용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 카보네이트계 용매, 에틸렌카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
에틸렌 카보네이트계 용매로는 디플루오로에틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트 또는 플루오로에틸렌 카보네이트등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
유기용매는 이온의 해리도를 높여 이온의 전도를 원활하게 하기 위해 유전율이 크고 저점도를 갖는 것을 사용해야 한다. 일반적으로는 고유전율, 고점도를 갖는 용매와 저유전율, 저점도를 갖는 용매로 구성된 두 가지 이상의 혼합용액을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다.
유기용매는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 70 내지 95중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 80 내지 90중량% 포함될 수 있다. 유기용매의 함량이 상기 범위에 해당하는 경우 중합체와 아크릴계 화합물이 적정 경화도를 유지하여 전해질의 이온전도도가 최대화된다.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 금속염을 더 포함할 수 있다.
금속염은 겔 폴리머 전해질 조성물에 금속 이온을 제공하기 위한 것으로서, 전기 변색 물질에 삽입 또는 탈리되어 전기 변색 물질에 포함된 전이금속의 산화수를 변화시킴으로써 전기 변색 물질 자체의 광학적 특성, 예컨대 투과도를 변화시키는 역할을 한다.
금속염으로는 Li+, Na+, K+ 및 Cs+로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온과 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, (CN)2N-, BF4 -, ClO4 -, RSO3 -(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), RCOO-(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, (CF3SO3 -)2, (CF2CF2SO3 -)2, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO3)2N-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3COO-, C3F7COO-, CF3SO3 -, C4F9SO3 - 로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온의 이온조합으로 이루어지는 알칼리금속염이 바람직하다.
특히, WO3, NiO 등의 무기 금속을 전기 변색 소자의 전기 변색 물질로 이용하는 경우에는 LiClO4, LiAsF6, LiSbF6, LiPF6 또는 LiBF4 등의 리튬 양이온을 포함하는 알칼리금속염을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 LiPF6 또는 LiBF4인 것이 좋다.
금속염은 겔 폴리머 전해질 조성물의 다른 성분들에 영향을 주지 않으면서 이온성 액체의 종류, 전해질 조성물의 조성 및 전기 변색 물질의 종류에 따라 그 함량을 적절히 조절하여 사용할 수 있다. 금속염은 겔 폴리머 전해질 조성물을 기준으로 금속염의 양이온의 농도가 0.5 내지 1.5mol/L가 되도록 포함되는 것이 바람직하다. 금속염의 양이온의 농도가 0.5mol/L 미만인 경우 겔 폴리머 전해질 조성물에 대한 용해도는 좋으나 전도될 수 있는 자유 이온의 수가 적어 전기 변색 소자의 전해질로서 충분한 성능을 발휘하기 어렵다. 또한 1.5mol/L 초과인 경우 겔 폴리머 전해질 조성물에 대한 용해가 잘 이루어지지 않아 이온쌍(ion-paring)을 형성하게 되는데, 즉 이온이 용해된 후 +/-로 분리되어 이온의 이동이 있어야 하나 이온쌍 또는 이온 응집(aggregation) 상태에서는 이동이 불가능하게 되어 결과적으로 자유 이온의 수가 작아지고 전도도도 낮아지게 된다.
선택적으로, 본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물은 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 첨가제로는, 비닐렌카보네이트(VC), 비닐에틸렌카보네이트(VEC), 에틸렌설파이트 및 플루오로에틸렌카보네이트(FEC) 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 첨가제를 포함하는 조성의 전해액을 사용하는 전기변색소자에 에이징 처리를 행함으로써, 에이징 처리 전에 비해, 부극 표면에 형성된 SEI막의 안정성을 높여, 내부 저항을 저감시킬 수 있다. 이러한 전기변색소자를 제조하는 과정에서(즉, 출하 전에) 일단 내부 저항을 저감시킴으로써, 그 후의 고온 보존에 대한 소자의 내구성을 높일 수 있어 내구성이 우수한 전기변색 소자를 제조할 수 있다. 상기 비수 전해액에 포함되는 첨가제의 양은, 대략 0.05 내지 5중량％(보다 바람직하게는, 대략 0.1 내지 1중량％)의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 겔 폴리머 전해질 조성물을 이용하여 겔 폴리머 전해질을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 전극 내부에서 광경화에 의한 인-시츄(In-Situ) 중합 반응에 의해 제조할 수 있다. 이때, 인-시츄 중합은 두 전극 사이에 겔 폴리머 전해질 조성물을 주입한 후 중합하는 방법으로, 중합된 전해질을 제어하는 것에 비하여 취급이 용이하여 전기 변색 소자의 제조 시 유용하다. 또한, 겔 폴리머 전해질과 전극 사이의 젖음성(wetting) 및 접촉 상태가 좋은 이점이 있다.
광경화에 의한 겔 폴리머 전해질의 중합 조건은 특별히 한정되지 않으며, 통상의 광 조사량으로 예컨대 10분 이내의 중합 시간으로 수행될 수 있다.
본 발명의 전기 변색 소자는 제1전극, 제2전극, 전기 변색 물질 및 상기 겔 폴리머 전해질 조성물의 광경화로 형성된 전해질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1전극 및 제2전극은 기재 상에 투명 도전층이 형성된 구조의 것일 수 있다.
기재 및 투명 도전층은 당 분야에서 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 기재로는 유리, 투명 플리스틱(고분자) 등을 들 수 있으며, 투명 도전층을 형성하기 위한 도전성 물질로는 ITO(indium doped tin oxide), ATO(antimony doped tin oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), IZO(Indium doped zinc oxide), ZnO 등을 들 수 있다. 기재 상에 도전성 물질을 스퍼터링, 전자빔 증착, 화학기상증착, 졸-겔 코팅법 등의 공지된 방법으로 증착하여 투명 도전층을 형성할 수 있다.
전기 변색 물질의 종류는 특별히 한정되지 않으며, WO3, Ir(OH)x, MoO3, V2O5, TiO2, NiO 등의 무기 금속 산화물; 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아줄렌, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸, 폴리아진, 폴리티오펜 등의 전도성 고분자; 비올로겐, 안트라퀴논, 페노사이아진 등의 유기 변색 물질 등을 들 수 있다.
전기 변색 물질을 전극 상에 적층하는 방법은 표면 프로파일을 따라 기저면으로부터 일정한 높이로 박막을 형성할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 스퍼터링 등의 진공증착 방법을 들 수 있다.
전기 변색 물질 중에서 예컨대 WO3는 환원반응에 의해 착색되는 물질이고, NiO는 산화반응에 의해 착색되는 물질이다. 이와 같은 무기 금속 산화물을 포함하는 전기 변색 소자에서 전기 변색이 일어나는 전기화학적 메커니즘은 반응식 1과 같이 설명된다. 구체적으로, 전기 변색 소자에 전압을 인가하면 전해질 내에 포함되어 있는 양성자(H+) 또는 리튬 이온(Li+)이 전류의 극성에 따라 전기 변색 물질로 삽입 또는 탈리되며, 이때 화합물 내의 전하 중성 조건을 만족시키기 위하여 전기 변색 물질에 포함된 전이금속의 산화수가 변화함으로써 전기 변색 물질 자체의 광학적 특성, 예컨대 투과도(색상)가 변화하게 된다.
[반응식 1]
WO3(투명) + xe + xM ↔ MxWO3(진한 청색)
(식 중, M은 양성자 또는 알칼리금속 양이온, 예컨대 Li+임).
이와 같이 구성된 전기 변색 소자는 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 예컨대 (a) 제1전극 및 제2전극을 제조하는 단계; (b) 제조된 제1전극 및 제2전극 사이에 본 발명에 따른 겔 폴리머 전해질 조성물을 주입한 후 봉합하는 단계; 및 (c) 주입된 전해질 조성물을 중합시켜 겔 폴리머 전해질을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 .
1. 겔 폴리머 전해질 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성비로 겔 폴리머 전해질 조성물을 제조하였다.
구분 중합개시제
(A)
(중량%)		 중합체
(B)
(중량%)		 아크릴계 화합물
(C)
(중량%)		 액체전해질
(D)
(중량%)		 첨가제
(E)
(중량%)
성분 중량 성분 중량
실시예 1 A-1 1.5 5 C-1 5 85.5 3
실시예 2 A-1 1.5 5 C-1 5 88.5 -
실시예 3 A-2 1.5 5 C-1 5 88.5 -
실시예 4 A-1
A-9		 1.0
0.5		 5 C-1 5 88.5 -
실시예 5 A-1 5 5 C-1 5 85 -
비교예 1 A-3 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 2 A-4 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 3 A-5 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 4 A-6 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 5 A-7 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 6 A-8 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 7 A-9 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 8 A-10 1.5 5 C-1 5 88.5 -
비교예 9 A-1 1.5 5 C-2 5 88.5 -
A-1: 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온(Irgacure-907)
A-2: 2,2-디에톡시 아세토페논 (DEAP)
A-3: 히드록시 디메틸 아세토페논(Darocure-1173)
A-4: 히드록시 시클로헥실 페닐 케톤(Irgacure-184)
A-5: 트리클로로 아세토페논
A-6: 벤조인 메틸에테르
A-7: 벤질 디메틸 케탈(Irgacur-651)
A-8: 벤조페논 (Micure-BP)
A-9: 티오크산톤(Micure-DETX)
A-10: 2-에틸안트라퀴논(2-ETAQ)
B: 메톡시PEG600 메타크릴레이트(MPEG600MA)(Miramer-M193)
C-1: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트
C-2: 2-히드록시에틸메타크릴레이트
D: 1M LiPF6 in PC/DMC
E: 플루오로에틸렌카보네이트
2. 전기 변색 소자의 제조
유리 기판 위에 ITO 투명 도전층을 150㎚ 두께로 증착하고, 그 위에 스퍼터링 방법으로 200㎚ 두께의 WO3 전기 변색 물질 박막을 형성하여 작업 전극을 제조하였다. 또한, 작업 전극과 동일한 방법으로 300㎚ 두께의 NiO 박막을 가진 상대 전극을 제조하였다. 작업 전극과 상대 전극의 테두리 일부(전해질 주입구)를 제외하고는 봉합재로 합착하여 전해질이 없는 상태의 전기 변색 소자 중간체를 제조하였다. 제조된 중간체에 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 9의 겔 폴리머 전해질 조성물을 주입하고 봉합재로 주입구를 봉합한 후 자외선(UV) 노광기에서 1분 동안 광 조사하여 인-시츄 중합으로 전기 변색 소자를 제작하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자의 물성을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 겔 전해질의 경화 후 APHA 색도
APHA 값은 헌터랩(Hunterlab)사의 측색기(ColorQuest XE)를 이용하여, 백금 및 코발트 함유 시약을 용해하여 제조한 표준액의 농도를 데이터화하여 내장된 프로그램과 시료와 비교에서 얻어진 APHA 값을 측정치로 하였다.
<평가기준>
◎: APHA <10
○: 10 = APHA = 20
△: 20 = APHA = 30
×: 30 < APHA
2. 겔 폴리머 전해질의 이온 전도도
이온 전도도를 전도도 측정기(Inolab multi 740)를 이용하여 측정하였다.
<평가기준>
◎: 이온 전도도 < 10-5S/㎝
○: 10-5S/㎝ ≤ 이온 전도도 < 5×10-6S/㎝
△: 5×10-6S/㎝ ≤ 이온 전도도 < 10-6S/㎝
×: 10-6S/㎝ ≤ 이온 전도도
3. 중합시간
적외선 분광 분석기(FT-IR 스펙트럼)를 이용하여 폴리머 전해질 조성물의 경화가 완료되는 시간, 예컨대 중합에 따라 이중결합이 소거됨과 폴리머 전해질의 투과도(T) 변화를 측정하였다.
<평가기준>
◎: 중합시간 ≤ 60초
○: 60초 < 중합시간 ≤ 120초
△: 120초 < 중합시간 ≤ 180초
×: 180초 < 중합시간
4. 제품 안정성
응답속도측정기를 이용하여 전기 변색 소자의 전기 변색(착색 2V 20초/소색 -2V 20초) 주기(cycle)를 측정하여 제품 안정성을 확인하였다.
<평가기준>
◎: 1000번 ≤ 전기 변색 주기(매우 좋음).
○: 500 ≤ 전기 변색 주기 < 1000번(좋음).
△: 전기 변색 주기 < 500번(보통).
×: 전기 변색이 되지 않음(불량).
5. 전기 변색(착색/ 소색 ) 시 반사도(%)
전기 변색 소자의 전기 변색(착색/소색) 시험을 2시간 이상 진행한 후 400㎚에서의 반사도를 측정하였다. 이때, 착색 시 반사도가 37% 이하이고, 착색/소색 시 반사도 값의 차이가 클수록 양호한 것으로 간주하였다.
구분 APHA 이온 전도도 중합시간 제품 안정성 반사도(%)
(착색/소색)
실시예 1 ◎ ◎ ◎ ◎ 29/71
실시예 2 ◎ ◎ ◎ ◎ 30/71
실시예 3 ◎ ◎ ○ ◎ 30/73
실시예 4 ○ ○ ◎ ◎ 33/70
실시예 5 △ ◎ ◎ △ 34/65
비교예 1 ○ ○ ○ △ 42/70
비교예 2 ○ ○ ○ △ 41/70
비교예 3 ○ × ○ × 45/58
비교예 4 ○ ○ ○ △ 46/69
비교예 5 × ◎ ◎ ◎ 40/71
비교예 6 ○ ◎ ○ △ 42/65
비교예 7 ○ ◎ × △ 32/69
비교예 8 ○ ○ × △ 34/65
비교예 9 ○ ○ △ △ 38/62
위 표 2를 참고하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 겔형 전해질로서 액체 전해질과 유사한 이온 전도도를 나타내었으며, 광경화에 따른 중합 반응이 촉진되고 경화도의 조절이 용이할 뿐만 아니라 수축 또는 팽창에 따른 부피 변화가 적어 전기 변색에 따른 반사도 특성도 우수함을 확인할 수 있었다.
실시예 1,2,4 및 5의 경우, 중합 개시제로 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온을 사용하여, 수소분리(Hydrogen Abstraction)로 라디칼을 형성하기 때문에 산소 장애(Oxygen Inhibition)가 적으며 황변 현상을 최소화하면서 경화도를 높여 중합시간을 단축할 수 있다.
실시예 3의 경우, 중합개시제로 2,2-디에톡시 아세토페논을 사용하여 저농도로도 효율이 좋고 안정성이 우수하며, 액상이기 때문에 아크릴계 화합물에 대한 용해성이 양호하며 황변을 일으키지 않는다.
또한 실시예 4에서 사용되었던 티오크산톤계의 개시제와 혼합하여 사용할 경우 감도가 더 높아질 수 있다.
다만, 실시예 5의 경우, 중합개시제를 5중량% 포함하여 황변 현상의 개선효과가 다른 실시예에 비해 약간 떨어지는 것을 확인하였다.
반면에, 비교예 1 및 2의 경우, 히드록시 아세토페논계의 중합개시제를 사용하였는데, 히드록시기가 리튬염과 반응하여 제품의 안정성이 저하되었다.
비교예 3은 중합개시제로 클로로아세토페논을 사용하여, Cl이 수소를 받아들여 염소가 되거나 리튬염과 반응하여 제품 안정성이 현저히 저하되었다.
비교에 4의 경우 광개열 활성의 손실이 없어 경화 효율은 양호하나 단량체가 존재할 경우 불안정하게 되며 저장안정성이 나쁘며 단량체가 겔화되었다.
비교예 5의 경우 중합개시제로 벤질 디메틸 케탈을 사용하여, 자기 라디칼 중합 반응을 통해 경화가 되기 때문에 강한 황변현상을 동반하게 된다.
비교예 6의 경우 중합개지세로 벤조페논을 사용하여, 아민과의 2분자 반응을 하기 때문에 점도가 높을 경우 확산속도가 늦게되고 경화속도가 감소하였다.
비교예 7 및 8의 경우, 중합속도가 느리고 수지조성물의 저장안정성이 떨어졌다.
또한 알킬렌기의 탄소수가 상이한 2관능성 아크릴계 화합물을 사용한 비교예 9는 중합시간이 오래 걸리고 투과도가 불량하였다.
10: 제1전극 11: 제1전극용 기재
12: 제2전극용 도전층 20: 제2전극
21: 제2전극용 기재 22: 제2전극용 도전층
31: 제1전극의 전기 변색 물질층
32: 제2전극의 전기 변색 물질층
40: 봉합재 50: 전해질

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 중합개시제 및 4 내지 6 관능성 아크릴계 화합물을 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00015

    (식 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 수소원자, 페닐기, 벤질기, 모르폴린기, 니트로기 및 비닐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알콕시기 또는 티오알킬기; 수소원자; 페닐기; 벤질기; 모르폴린기; 비닐기; 또는 니트로기이며; R2 및 R3 또는 R3 및 R4는 서로 연결되어 탄소수 5 이상의 고리를 형성할 수 있음).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 중합개시제는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2,2-디에톡시 아세토페논 또는 이들의 혼합물인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 중합개시제는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량% 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00016

    (식 중, R1은 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기,
    Figure pat00017
    또는
    Figure pat00018
    이고, R1 내지 R6 중 4개 이상이
    Figure pat00019
    임).
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물은 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨헥사아크릴레로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물의 함량은 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 15중량%인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 하기 화학식 3으로 표시되는 중합체를 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00020

    (식 중, R1은 탄소수 1-6의 알콕시기이고; R2는 수소 원자, 탄소수 1-6의 알킬기 또는
    Figure pat00021
    이며; R3은 수소 원자 또는 탄소수 1-6의 알킬기이며; n은 2-70의 정수임)
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 중합체는 중량평균분자량(Mw)이 400 내지 3,000인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 중합체는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량 중 1 내지 15중량% 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 중합체와 4 내지 6관능성 아크릴계 화합물의 중량비는 3-7:7-3인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 유기용매를 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 유기용매는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC), 디플루오로에틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트 및 플루오로에틸렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 유기용매는 겔 폴리머 전해질 조성물 총 중량에 대하여 70 내지 95중량%로 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서, 금속염을 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 금속염은 Li+, Na+, K+ 및 Cs+로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온과 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, (CN)2N-, BF4 -, ClO4 -, RSO3 -(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), RCOO-(여기서, R은 탄소수 1-9의 알킬기 또는 페닐기), PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, (CF3SO3 -)2, (CF2CF2SO3 -)2, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO3)2N-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3COO-, C3F7COO-, CF3SO3 - 및 C4F9SO3 - 로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온의 이온조합으로 이루어지는 알칼리금속염인 겔 폴리머 전해질 조성물.
  16. 청구항 14에 있어서, 금속염은 상기 금속염의 양이온의 농도가 0.5 내지 1.5mol/L가 되도록 포함되는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서, 비닐렌카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 에틸렌설파이트 및 플루오로에틸렌카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하는 겔 폴리머 전해질 조성물.
  18. 제1전극, 제2전극, 전기 변색 물질 및 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항의 겔 폴리머 전해질 조성물의 광경화로 형성된 전해질을 포함하는 전기 변색 소자.
  19. 청구항 18에 있어서, 전해질은 제1 및 제2전극 사이에서 인-시츄(in-situ) 중합된 것인 전기 변색 소자.
KR1020120104555A 2012-09-20 2012-09-20 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자 KR20140039378A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120104555A KR20140039378A (ko) 2012-09-20 2012-09-20 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120104555A KR20140039378A (ko) 2012-09-20 2012-09-20 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140039378A true KR20140039378A (ko) 2014-04-02

Family

ID=50650003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120104555A KR20140039378A (ko) 2012-09-20 2012-09-20 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140039378A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018208022A1 (ko) * 2017-05-10 2018-11-15 엘지이노텍 주식회사 전기변색소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018208022A1 (ko) * 2017-05-10 2018-11-15 엘지이노텍 주식회사 전기변색소자

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7630117B2 (en) Electrolyte comprising eutectic mixture and electrochromic device using the same
EP1924649B1 (en) Electrolyte comprising eutectic mixture and electrochemical device using the same
JP2007529781A (ja) イオン性液体を用いたゲルポリマー電解質及びこれを用いたエレクトロクロミック素子
US11203688B2 (en) Composite containing organic/metallic hybrid polymer and ionic liquid, electrochromic device in which same is used, and method for manufacturing said composite and device
JPWO2018207591A1 (ja) 有機／金属ハイブリッドポリマーを用いたエレクトロクロミックデバイスおよびその製造方法
KR20150053204A (ko) 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기변색소자
KR101700116B1 (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR101911376B1 (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR101716799B1 (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20140039378A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR101780704B1 (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20130013991A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
RU2464607C2 (ru) Однослойное секционное электрохромное устройство, включающее в себя электрохромный материал полимерного типа
KR101673452B1 (ko) 열경화성 겔 폴리머 전해질 조성물
KR101781144B1 (ko) 고체 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20140037989A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20140037431A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20130013976A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20120032825A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20130013964A (ko) 고체 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20130013957A (ko) 고체 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20170078056A (ko) 전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자
KR20130013939A (ko) 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR101766208B1 (ko) 고체 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
KR20120032808A (ko) 고체 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid