KR20140046611A - 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 - Google Patents

이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140046611A
KR20140046611A KR1020120111557A KR20120111557A KR20140046611A KR 20140046611 A KR20140046611 A KR 20140046611A KR 1020120111557 A KR1020120111557 A KR 1020120111557A KR 20120111557 A KR20120111557 A KR 20120111557A KR 20140046611 A KR20140046611 A KR 20140046611A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ionic liquid
polymer electrolyte
liquid polymer
composition
electrolyte
Prior art date
Application number
KR1020120111557A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102039602B1 (ko
Inventor
김동원
이윤성
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020120111557A priority Critical patent/KR102039602B1/ko
Publication of KR20140046611A publication Critical patent/KR20140046611A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102039602B1 publication Critical patent/KR102039602B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지가 제공된다. 이온성 액체 고분자 전해질은 비닐기 및 이온성기를 갖는 이온성 액체 단량체, 유기 전해액, 및 말단에 적어도 2개의 이중결합을 갖는 가교제를 포함하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물을 중합하여 제조된다. 이에 따르면, 전해질 누액의 문제를 해결하고 우수한 난연 특성을 갖는 리튬이차전지를 제공할 수 있다.

Description

이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지{Composition for ionic liquid polymer electrolyte, ionic liquid polymer electrolyte prepared therefrom, and lithium secondary cell comprising the same}
본 발명은 고분자 전해질 및 그 응용에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 이용한 리튬이차전지에 관한 것이다.
리튬이차전지는 현재 상용화된 이차전지 중 에너지 밀도가 가장 높은 고성능 이차전지로서, 휴대용 기기의 주된 전력 공급원으로 사용되고 있으며, 최근 들어 차세대 친환경 전기자동차의 전원 및 신재생 에너지의 에너지 저장매체 등으로 상용화가 진행 중이다. 그러나 리튬이차전지의 전해질로 사용되는 유기 전해액은 불에 타기 쉽고, 고온에서 전극과의 반응에 의해 많은 열을 발생하기 때문에 전지 폭발 및 발화의 원인이 되고 있다. 따라서 리튬이차전지의 안전성과 직결된 난연성 전해질의 개발이 매우 절실하며, 그 기술 개발 여하가 리튬이차전지 및 관련 산업의 사활을 쥐고 있는 실정이다.
이와 같은 추세에 따라 난연 특성이 우수한 이온성 액체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이온성 액체란 상온 이하의 융점을 갖는, 이온만으로 구성되는 액체 상태의 염 또는 상온 용융염을 말한다. 그러나 이온성 액체를 사용하는 경우 액상이 갖는 특성으로 인하여 누액의 문제점을 안고 있으며, 고점도 특성으로 인하여 전지 특성이 우수하지 못하다.
기존의 유기 전해액의 발화성에 대한 안전성을 확보하기 위해 난연성 전해액을 사용한 선행 연구로는 한국공개특허 제10-2011-0056150호가 있다. 또한, 낮은 증기압 특성을 갖는 이온성 액체를 사용한 선행 연구로는 한국공개특허 제10-2008-0105045호 및 한국공개특허 제10-2005-0034794호가 있다. 그리고 액체 상태의 누액 문제를 해결하려는 선행 연구로는 한국공개특허 제10-2008-0113968호와 같이 이온성 액체가 공유결합되어 도입된 포스파젠 유도체를 포함한 고체 고분자 전해질을 사용한 것이 있다. 그 외에 한국공개특허 제10-2007-0024886호와 같이 고분자 필름을 이온성 액체를 포함한 유기 전해액에 함침시켜 고분자 전해질을 제조하는 기술이 있다.
그러나, 상기 종래의 기술들 중 이온성 액체를 단독으로 사용하는 경우 리튬이차전지의 사용 과정에서 전해액이 누출될 우려가 있다. 이온성 액체와 고분자를 혼합하여 겔 고분자 전해질을 사용하는 기술은 누액의 문제는 해결할 수 있으나, 이 경우 기계적 특성이 불량하고 전해질의 이온전도도가 낮아지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이온 전도도가 높아 실용적이면서도, 난연 특성이 우수하고 안정적인 고체 상태로 손쉽게 제조가 가능한 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 이용한 리튬이차전지를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물을 제공한다.
상기 전해질용 조성물은 비닐기 및 이온성기를 갖는 이온성 액체 단량체, 유기 전해액, 및 말단에 적어도 2개의 이중결합을 갖는 가교제를 포함한다.
상기 이온성기는 이미다졸륨, 암모늄, 피리디늄, 피라졸륨, 피페리디늄, 트리아졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 포스포늄, 피롤리디늄 및 설포늄으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온과, BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온을 포함할 수 있다.
상기 유기 전해액은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, γ-뷰티로락톤 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기 전해액은 리튬헥사플루오로포스페이트, 리튬퍼클로레이트, 리튬테트라플루오로보레이트, 리튬트리플루오로메탄설포네이트, 리튬헥사플루오로아세네이트 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 리튬 염을 포함할 수 있다.
상기 가교제는 말단에 비닐기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기 중에서 선택되는 적어도 2개의 반응성 관능기를 가질 수 있다.
한편, 상기 이온성 액체 단량체는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
상기 가교제는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
일 예로, 상기 이온성 액체 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고,
X는 이미다졸륨, 암모늄, 피리디늄, 피라졸륨, 피페리디늄, 트리아졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 포스포늄, 피롤리디늄 및 설포늄으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온이고,
Y는 BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온이다.)
일 예로, 상기 가교제는 1,3-부탄디올 디아크릴레이트 또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트일 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은 이온성 액체 고분자 전해질을 제공한다.
상기 고분자 전해질은 상술한 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물을 중합하여 제조될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면은 리튬이차전지를 제공한다.
상기 리튬이차전지는 대향 배치되는 양극과 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 상술한 이온성 액체 고분자 전해질을 포함한다.
이때, 상기 이온성 액체 고분자 전해질은 상기 양극과 음극 사이에 상술한 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물을 주입한 후, 상기 조성물을 인시츄(in-situ) 중합하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이온성 액체 단량체의 중합 및 가교 반응을 통해 이온성 액체 고분자 전해질을 제조할 수 있으며, 이를 통해 전해질 누액의 문제를 해결하고 우수한 난연 특성을 부여할 수 있다. 또한, 이온성 액체 단량체 및 가교제를 함유하는 조성물을 인시츄 중합시켜 고분자 전해질을 형성함으로써 리튬이차전지의 안정성 및 계면 특성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실험예 3에 따른 이온성 액체 단량체의 중합 전후의 상태를 촬영한 사진이다.
도 2는 실험예 4에 따른 이온성 액체 단량체의 중합 전후의 상태를 촬영한 사진이다.
도 3은 실험예 5에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 실험예 6에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 실험예 7에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 유기 전해액과 이온성 액체 고분자 각각에 불을 붙였을 때의 사진이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물은 이온성 액체 단량체, 유기 전해액, 및 가교제를 포함하되, 상기 이온성 액체 단량체는 비닐기 및 이온성기를 가지며, 상기 가교제는 말단에 적어도 2개의 이중결합을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 이온성 액체(ionic liquid)는 유기 양이온과, 유기 또는 무기 음이온의 이온결합으로 이루어진 이온성 염을 포괄하며, 이러한 이온성 액체는 낮은 융점, 무증기압 및 높은 열 안정성의 특징을 갖는다.
구체적으로, 본 발명에서 사용되는 이온성 액체(ionic liquid)의 이온성기는 이미다졸륨(imidazolium), 암모늄(ammonium), 피리디늄(pyridinium), 피라졸륨(pyrazolium), 피페리디늄(piperidinium), 트리아졸륨(triazolium), 티아졸륨(thiazolium), 옥사졸륨(oxazolium), 피리다지늄(pyridazinium), 피리미디늄(pyrimidinium), 피라지늄(pyrazinium), 포스포늄(phosphonium), 피롤리디늄(pyrrolidinium) 및 설포늄(sulfonium)으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온과, BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 이온성 액체는 비닐기를 가지며, 비닐기가 도입된 이온성 액체를 이온성 액체 고분자 전해질 형성을 위한 중합 반응의 단량체로 사용한다.
바람직한 일 구현예에서, 상기 이온성 액체 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00002
(상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고,
X는 이미다졸륨, 암모늄, 피리디늄, 피라졸륨, 피페리디늄, 트리아졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 포스포늄, 피롤리디늄 및 설포늄으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온이고,
Y는 BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온이다.)
상기 이온성 액체 단량체는 상기 전해질용 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 이온성 액체 단량체의 함량이 5 중량부 미만인 경우 상기 단량체의 중합에 의해 형성되는 이온성 액체 고분자 전해질에 난연성을 부여하기 어려우며, 20 중량부를 초과하는 경우 전해질의 이온전도도가 감소하여 전기화학적 성능이 열화될 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시예에 따른 전해질용 조성물의 유기 전해액은 전해액 용매 및 전해질 염을 포함할 수 있다.
상기 용매는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate), 에틸메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate), 디메톡시에탄(dimethoxyethane), 디에톡시에탄(diethoxyethane), 테트라하이드로퓨란(THF), γ-뷰티로락톤(γ-butyrolactone) 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 전해질 염은 리튬헥사플루오로포스페이트(lithium hexafluorophosphate, LiPF6), 리튬퍼클로레이트(lithium perchlorate, LiClO4), 리튬테트라플루오로보레이트(lithium tetrafluoroborate, LiBF4), 리튬트리플루오로메탄설포네이트(lithium trifluoromethanesulfonate, LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로아세네이트(lithium hexafluoroarsenate, LiAsF6) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(lithium trifluoromethanesulfonylimide, LiTFSI)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 리튬 염일 수 있다.
상기 전해질용 조성물에 포함된 가교제는 상기 비닐기를 갖는 이온성 액체 단량체의 중합 시 반응에 참여하여, 이온성 액체 단량체의 중합에 의해 형성되는 이온성 액체 고분자들을 가교시키는 역할을 한다.
구체적으로, 상기 가교제는 말단에 비닐기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기 중에서 선택되는 적어도 2개의 반응성 관능기를 갖는 화합물일 수 있다.
바람직한 일 구현예에서, 상기 가교제는 1,3-부탄디올 디아크릴레이트(1,3-butanediol diacrylate) 또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate)일 수 있다.
한편, 상기 가교제는 상기 전해질용 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 가교제의 함량이 2 중량부 미만인 경우 제조되는 이온성 액체 고분자의 가교 밀도가 낮아 전해질의 겔화(gelation)가 이루어지기 어려우며, 가교제의 함량이 5 중량부를 초과하는 경우 고분자 전해질의 이온전도도가 감소하여 전기화학적 성능이 열화될 수 있기 때문이다.
또한, 본 실시예에 따른 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물은 필요에 따라 AIBN(azobisisobutyronitrile), 아세틸 퍼옥사이드(acetyl peroxide), 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide) 등과 같은 통상의 중합 개시제를 미량 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 전해질용 조성물을 중합하여 제조되는 화학 가교 결합된 이온성 액체 고분자 전해질을 제공한다. 즉, 상술한 전해질용 조성물을 이온성 액체 고분자 전해질의 전구체 용액으로 사용할 수 있다.
이온성 액체 단량체의 중합 및 가교제에 의한 가교 반응은 상술한 전해질용 조성물을 50 내지 100℃에서 10 내지 30분 동안 열처리하여 수행할 수 있다.
상술한 전해질용 조성물을 이용하여 고분자 전해질을 제조하는 경우, 이온성 액체 단량체의 중합에 의해 이온성 액체 고분자가 형성됨과 동시에 가교제에 의한 화학 가교 반응이 일어나 전해질의 겔화가 효과적으로 진행될 수 있다. 따라서, 전해질의 누액 문제를 해결할 수 있으며, 이온성 액체의 도입에 의해 고분자 전해질에 난연성을 부여하여 열적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 제조되는 이온성 액체 고분자 전해질은 유연성이 뛰어나며 다양한 종류 및 형상의 전기화학소자에 적용하여 소자의 성능 및 안정성을 제고할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상술한 이온성 액체 고분자 전해질을 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
상기 리튬이차전지는 대향 배치되는 양극과 음극, 및 상기 양극 사이에 개재되는 상술한 이온성 액체 고분자 전해질을 포함한다.
상기 양극과 음극은 공지된 전극 재료를 이용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어, 양극 재료로는 리튬코발트 산화물과 같은 금속 산화물을, 음극 재료로는 흑연이나 탄소를 사용할 수 있다.
리튬이차전지에 도입되는 이온성 액체 고분자 전해질은 상술한 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물을 리튬이차전지의 양극과 음극 사이에 주입한 후, 상기 전해질용 조성물을 인시츄(in-situ) 중합하여 형성할 수 있다. 이에 따르면, 액상인 전해질용 조성물의 주입 후 리튬이차전지 내에서 이온성 액체 단량체의 중합 및 가교 반응이 진행되므로, 전극 구성 물질들 사이로 전해질의 함침을 용이하게 할 수 있으며, 전극과 전해질 사이의 계면 특성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 이온성 액체 고분자 전해질과 관련하여 상술한 물성을 보유하므로 기계적 및 열적 안정성이 향상된 리튬이차전지를 다양한 형태로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1: 이온성 액체 단량체의 합성>
반응기 내부에 존재하는 산소, 수분 등의 불순물을 제거하기 위하여, 반응기 내부에 고순도 질소를 약 30분 동안 흘려보냈다. 6-브로모-1-헥산올(6-bromo-1-hexano)과 트리에틸아민(triehtylamine)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해시킨 반응물을 상기 반응기에 투입하고, 여기에 THF에 녹인 아크릴로일 클로라이드(acryloyl chloride)를 30분에 걸쳐 천천히 투입하였다. 반응이 진행되는 동안 반응기의 온도는 0℃로 유지시켰으며, 48시간에 걸쳐 교반하면서 반응을 진행시켰다. 반응 종료 후 얻어진 물질을 회전 증발기(rotary evaporator)로 옮겨 상온 조건 하에서 1시간에 걸쳐 감압 증류하여 THF를 제거하였다. 얻어진 고체 상태의 물질에 에테르와 증류수를 혼합하여 층분리가 일어나도록 하였으며, 이때 아래의 물층은 버리고 위의 에테르 층에 남아있는 생성물을 분리하였다. 여기에 마그네슘 설포네이트(magnesium sulfonate)를 소량 첨가하여 잔존하는 증류수를 제거하였다. 용액에 남아있는 에테르를 제거하기 위해서 다시 한번 회전 증발기를 이용하여 1 시간에 걸쳐 감암 증류하였다. 얻어진 1-브로모헥실-6-아크릴레이트(1-bromohexyl-6-acrylate)와 n-메틸이미다졸(n-methylimidazole)을 에탄올에 용해시켜 반응기에 투입한 후, 상온에서 24시간 교반시켰다. 첫 번째 단계와 마찬가지로 회전 증발기를 이용하여 에탄올을 제거하고, 에테르를 이용하여 3회 세척한 후 24시간 이상 진공 건조하여 6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 브로마이드[6-(acryloyloxy)hexyl-imidazolium bromide]를 얻었다.
<실험예 2: 음이온 치환 및 이온전도도 측정>
실험예 1에서 합성한 6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 브로마이드에 포함된 Br- 음이온을 소듐 헥사플루오로포스페이트(sodium hexafluorophosphate) 및 소듐 테트라플루오로보레이트(sodium tetrafluoroborate)를 사용하여 각각 PF6 - 와 BF4 - 음이온으로 치환하였다.
이때 얻어지는 6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트[6-(acryloyloxy)hexyl-imidazolium hexafluorophosphate]와 6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 테트라플루오로보레이트[6-(acryloyloxy) hexyl-imidazolium tetrafluoroborate]의 화학 구조는 각각 하기 화학식 2 및 3과 같다.
<화학식 2>
Figure pat00003
<화학식 3>
Figure pat00004

상기 이온성 액체 단량체들의 이온전도도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
이온성 액체 단량체 이온전도도(S/cm)
6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트 3.8 × 10-4
6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 테트라플루오로보레이트 1.8 × 10-3
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 이온성 액체 단량체들은 리튬 염을 포함하지 않은 상태에서도 10-4 S/cm 이상의 높은 이온전도도를 나타내었다.
<실험예 3: 이온성 액체 단량체의 중합>
1M LiBF4 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC)/다이에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC)=1/1 조성의 유기 전해액에 실험예 2에서 합성한 이온성 액체 단량체를 다양한 함량(5, 10, 20, 30, 40 중량%)으로 미량의 개시제(AIBN)와 함께 첨가하여 전해질 전구체 용액을 제조하였다. 상기 전해질 전구체 용액을 90℃에서 20분간 반응시켜 용액 내에 함유된 이온성 액체 단량체의 중합 반응을 진행시켰다.
도 1은 실험예 3에 따른 이온성 액체 단량체의 중합 전후의 상태를 촬영한 사진이다. 도 1의 (a) 및 (b)는 각각 이온성 액체 단량체의 중합 전 및 후의 상태를 나타내며, (b)는 중합 후 용기를 거꾸로 뒤집어 촬영한 것이다.
도 1을 참조하면, 전해질 전구체 용액의 중량 대비 이온성 액체 단량체의 함량이 20 중량% 이상인 경우 육안으로도 확인이 가능한 겔 형태의 전해질이 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 한편, 20 중량% 미만의 함량에서도 점도가 올라가는 것으로 보아 중합이 진행됨을 확인할 수 있었지만, 완전한 겔화(gelation)는 이루어지지 않았다.
<실험예 4: 가교제를 이용한 이온성 액체 단량체의 중합>
실험예 3과 동일한 방법을 수행하되, 실험예 3의 전해질 전구체 용액에 가교제로 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트(1,3-butanediol diacrylate)를 다양한 함량으로 첨가한 후 이온성 액체 단량체의 중합 반응을 진행시켰다. 여기서, 이온성 액체 단량체의 함량은 전해질 전구체 용액 중량 대비 5 중량%를 사용하였으며, 가교제의 함량은 가교제가 함유된 용액의 전체 중량 대비 0, 1, 2, 3, 4, 5 중량%를 사용하였다.
도 2는 실험예 4에 따른 이온성 액체 단량체의 중합 전후의 상태를 촬영한 사진이다. 도 2의 (a) 및 (b)는 각각 이온성 액체 단량체의 중합 전 및 후의 상태를 나타내며, (b)는 중합 후 용기를 거꾸로 뒤집어 촬영한 것이다.
도 2를 참조하면, 가교제의 함량이 2 중량% 이상인 경우, 낮은 함량의 이온성 액체 단량체를 사용하였음에도 육안으로도 확인이 가능한 겔 형태의 전해질이 얻어지는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 5: 리튬이차전지의 제조 및 전기화학적 특성 평가 1>
실험예 3의 전해질 전구체 용액을 흑연 음극과 LiCoO2 양극으로 구성되는 셀에 주입하고 인시츄 중합(90℃, 20분)하여 이온성 액체 고분자 전해질을 포함하는 리튬이차전지를 제조하였다. 이온성 액체 단량체로는 6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 테트라플루오로보레이트를 사용하였다.
도 3은 실험예 5에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다. 모든 셀은 3.0 ~ 4.2 V 범위 내에서 0.2 C의 전류밀도로 충방전 테스트하였다. 이온성 액체 단량체의 함량이 증가함에 따라 고분자 전해질의 이온 전도도가 감소하면서 전지 용량이 약간 떨어지지만 전체적으로 높은 용량에서 우수한 충방전 싸이클 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
<실험예 6: 리튬이차전지의 제조 및 전기화학적 특성 평가 2>
실험예 4의 가교제 함유 전해질 전구체 용액을 사용한 것을 제외하고는, 실험예 5와 동일한 방법을 사용하여 리튬이차전지를 제조하였다.
도 4는 실험예 6에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다. 가교제의 함량이 증가함에 따라 고분자 전해질의 이온 전도도가 감소하면서 전지 용량이 약간 떨어지지만 전체적으로 높은 용량에서 우수한 충방전 싸이클 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
또한, 가교제가 사용되지 않은 경우보다(실험예 5 및 도 3 참조) 우수한 전기화학적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
<실험예 7: 리튬이차전지의 제조 및 전기화학적 특성 평가 3>
가교제로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate)를 다양한 함량으로 함유한 전해질 전구체 용액을 사용한 것을 제외하고는, 실험예 5와 동일한 방법을 사용하여 리튬이차전지를 제조하였다.
도 5는 실험예 7에 따라 제조된 리튬이차전지의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다. 이 경우 역시, 가교제의 함량이 증가함에 따라 고분자 전해질의 이온 전도도가 감소하면서 전지 용량이 약간 떨어지지만 전체적으로 높은 용량에서 우수한 충방전 싸이클 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
<실험예 8: 난연 특성 평가>
유기 전해액(1M LiBF4 EC/DEC=1/1)과 폴리(6-(아크릴로일옥시)헥실-이미다졸륨 테트라플루오로보레이트)를 사용하여 액체 전해질과 이온성 액체 고분자 전해질의 난연 특성을 비교하였다.
도 6은 유기 전해액과 이온성 액체 고분자 각각에 불을 붙였을 때의 사진이다. 유기 전해액은 격렬하게 화염을 내면서 연소하지만(도 6의 a), 이온성 액체 고분자는 불을 붙여도 전혀 연소되지 않았다(도 6의 b). 따라서 이온성 액체 단량체를 중합하여 얻어지는 본 발명의 고분자 전해질은 우수한 난연 특성을 가지며, 이를 이용하여 안전성이 향상된 리튬이차전지의 설계가 가능함을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (12)

  1. 비닐기 및 이온성기를 갖는 이온성 액체 단량체, 유기 전해액, 및 말단에 적어도 2개의 이중결합을 갖는 가교제를 포함하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온성기는 이미다졸륨, 암모늄, 피리디늄, 피라졸륨, 피페리디늄, 트리아졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 포스포늄, 피롤리디늄 및 설포늄으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온과, BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 전해액은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, γ-뷰티로락톤 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기 전해액은 리튬헥사플루오로포스페이트, 리튬퍼클로레이트, 리튬테트라플루오로보레이트, 리튬트리플루오로메탄설포네이트, 리튬헥사플루오로아세네이트 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 리튬 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 말단에 비닐기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기 중에서 선택되는 적어도 2개의 반응성 관능기를 갖는 것을 특징으로 하는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 액체 단량체는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부로 포함되는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 5 중량부로 포함되는 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 액체 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물:
    <화학식 1>
    Figure pat00005

    상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고,
    X는 이미다졸륨, 암모늄, 피리디늄, 피라졸륨, 피페리디늄, 트리아졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 포스포늄, 피롤리디늄 및 설포늄으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온이고,
    Y는 BF4, PF6, ClO4, CF3SO3, N(CF3SO2)2, N(C2F5SO2)2, C(CF2SO2)3, AsF6, SbF6, AlCl4, NbF6, CF3CO2로 이루어진 군에서 선택되는 음이온이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 1,3-부탄디올 디아크릴레이트 또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트인 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물.
  10. 제1항 내지 9항 중 어느 한 항의 조성물을 중합하여 제조되는 화학 가교 결합된 이온성 액체 고분자 전해질.
  11. 대향 배치되는 양극과 음극; 및
    상기 양극과 음극 사이에 개재되는 제10항의 이온성 액체 고분자 전해질을 포함하는 리튬이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이온성 액체 고분자 전해질은 상기 양극과 음극 사이에 주입된 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물의 인시츄(in-situ) 중합에 의해 형성되는 리튬이차전지.
KR1020120111557A 2012-10-08 2012-10-08 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 KR102039602B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111557A KR102039602B1 (ko) 2012-10-08 2012-10-08 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111557A KR102039602B1 (ko) 2012-10-08 2012-10-08 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140046611A true KR20140046611A (ko) 2014-04-21
KR102039602B1 KR102039602B1 (ko) 2019-11-04

Family

ID=50653491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120111557A KR102039602B1 (ko) 2012-10-08 2012-10-08 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102039602B1 (ko)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160164102A1 (en) * 2014-05-09 2016-06-09 NOHMs Technologies, Inc. Protective coating of metal
WO2016104896A1 (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 삼성정밀화학 주식회사 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
WO2018030564A1 (ko) * 2016-08-12 2018-02-15 주식회사 씨트리 높은 이온전도도를 갖는 에테르기를 포함하는 전해질용 이온성 액체 제조방법
US10205190B2 (en) 2014-08-28 2019-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Composite electrolyte including polymeric ionic liquid and inorganic particles and lithium battery including the same
WO2019203549A1 (ko) 2018-04-16 2019-10-24 한양대학교 에리카산학협력단 고체 전해질, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 자가 발전 이차 전지
CN110444807A (zh) * 2018-05-03 2019-11-12 华中科技大学 一种复合凝胶聚合物电解质、其制备方法和应用
KR20200059924A (ko) 2018-11-22 2020-05-29 건국대학교 글로컬산학협력단 이미다졸륨 기반 리튬 염, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전해질 조성물
US10763545B2 (en) 2015-07-17 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte for secondary battery, method of preparing electrolyte, and secondary battery including electrolyte
CN111987361A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 仲恺农业工程学院 一种咪唑类聚离子液体电解质及其制备方法和应用
CN112054241A (zh) * 2020-10-15 2020-12-08 广州天赐高新材料股份有限公司 一种含氟磺酸酯电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池
US11133532B2 (en) 2018-01-05 2021-09-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Membrane-electrode assembly for lithium battery, method of manufacturing the same, and lithium battery including the same
KR20220021766A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 한양대학교 산학협력단 겔 고분자 전해질용 조성물, 겔 고분자 전해질 및 그 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 이차전지.
CN114335525A (zh) * 2020-09-28 2022-04-12 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种固体电极及其制备方法与应用
CN114400374A (zh) * 2021-12-21 2022-04-26 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种聚合物电解质及其制备方法和用途
KR20220058074A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 울산과학기술원 고체전해질용 첨가제, 이를 포함하는 고체전해질용 조성물 및 이의 응용
CN114624312A (zh) * 2022-01-06 2022-06-14 郑州大学 固态电解质柔性材料的制备方法及电化学气体传感器
WO2022212633A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 Albemarle Corporation Flame retardants for battery electrolytes
CN114624312B (zh) * 2022-01-06 2024-05-03 郑州大学 固态电解质柔性材料的制备方法及电化学气体传感器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023200236A1 (ko) * 2022-04-13 2023-10-19 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288470A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd リチウムイオン伝導性ゲル状電解質
JP2006185831A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd リチウムイオン伝導性電解質用組成物及びリチウムイオン伝導性電解質の製造方法
KR20080058197A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 주식회사 엘지화학 겔 폴리머 전해질용 조성물 및 이로부터 제조된 겔 폴리머전해질과 이를 포함하는 전기화학소자

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288470A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd リチウムイオン伝導性ゲル状電解質
JP2006185831A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd リチウムイオン伝導性電解質用組成物及びリチウムイオン伝導性電解質の製造方法
KR20080058197A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 주식회사 엘지화학 겔 폴리머 전해질용 조성물 및 이로부터 제조된 겔 폴리머전해질과 이를 포함하는 전기화학소자

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11069896B2 (en) * 2014-05-09 2021-07-20 NOHMs Technologies, Inc. Protective coating of metal
US20160164102A1 (en) * 2014-05-09 2016-06-09 NOHMs Technologies, Inc. Protective coating of metal
US10205190B2 (en) 2014-08-28 2019-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Composite electrolyte including polymeric ionic liquid and inorganic particles and lithium battery including the same
WO2016104896A1 (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 삼성정밀화학 주식회사 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
US11424481B2 (en) 2015-07-17 2022-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte for secondary battery, method of preparing electrolyte, and secondary battery including electrolyte
US10763545B2 (en) 2015-07-17 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte for secondary battery, method of preparing electrolyte, and secondary battery including electrolyte
WO2018030564A1 (ko) * 2016-08-12 2018-02-15 주식회사 씨트리 높은 이온전도도를 갖는 에테르기를 포함하는 전해질용 이온성 액체 제조방법
US11133532B2 (en) 2018-01-05 2021-09-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Membrane-electrode assembly for lithium battery, method of manufacturing the same, and lithium battery including the same
WO2019203549A1 (ko) 2018-04-16 2019-10-24 한양대학교 에리카산학협력단 고체 전해질, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 자가 발전 이차 전지
CN110444807A (zh) * 2018-05-03 2019-11-12 华中科技大学 一种复合凝胶聚合物电解质、其制备方法和应用
CN110444807B (zh) * 2018-05-03 2020-11-17 华中科技大学 一种复合凝胶聚合物电解质、其制备方法和应用
KR20200059924A (ko) 2018-11-22 2020-05-29 건국대학교 글로컬산학협력단 이미다졸륨 기반 리튬 염, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전해질 조성물
KR20220021766A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 한양대학교 산학협력단 겔 고분자 전해질용 조성물, 겔 고분자 전해질 및 그 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 이차전지.
CN111987361A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 仲恺农业工程学院 一种咪唑类聚离子液体电解质及其制备方法和应用
CN114335525A (zh) * 2020-09-28 2022-04-12 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种固体电极及其制备方法与应用
CN112054241A (zh) * 2020-10-15 2020-12-08 广州天赐高新材料股份有限公司 一种含氟磺酸酯电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池
CN112054241B (zh) * 2020-10-15 2022-06-21 广州天赐高新材料股份有限公司 一种含氟磺酸酯电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池
KR20220058074A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 울산과학기술원 고체전해질용 첨가제, 이를 포함하는 고체전해질용 조성물 및 이의 응용
WO2022212633A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 Albemarle Corporation Flame retardants for battery electrolytes
CN114400374A (zh) * 2021-12-21 2022-04-26 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种聚合物电解质及其制备方法和用途
CN114400374B (zh) * 2021-12-21 2023-08-18 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种聚合物电解质、全固态高电压锂金属电池及其制备方法
CN114624312A (zh) * 2022-01-06 2022-06-14 郑州大学 固态电解质柔性材料的制备方法及电化学气体传感器
CN114624312B (zh) * 2022-01-06 2024-05-03 郑州大学 固态电解质柔性材料的制备方法及电化学气体传感器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102039602B1 (ko) 2019-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102039602B1 (ko) 이온성 액체 고분자 전해질용 조성물, 이에 의해 제조된 이온성 액체 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지
Liu et al. Functional lithium borate salts and their potential application in high performance lithium batteries
BR112015005331B1 (pt) Eletrólito de polímero em gel e dispositivo eletroquímico incluindo o mesmo
CN102104172B (zh) 改进电池安全性的电解质溶剂和包含其的锂二次电池
Li et al. Recent applications of ionic liquids in quasi-solid-state lithium metal batteries
JP5315674B2 (ja) 非水電池用電解液及びこれを用いた非水電池
CN103509153A (zh) 一种聚合物单离子电解质及其制备方法
KR20230130028A (ko) 리튬 이온 및 리튬 금속 전지용 난연성 준-고체 및고체 상태 전해질 및 그 제조 방법
US11575147B2 (en) Electrolytes for high-voltage cathode materials and other applications
CN111864258A (zh) 固态复合电解质膜及其制造方法、以及聚合物二次电池
CN108306046A (zh) 一种全固态复合聚合物电解质及其制备方法
CN109830743A (zh) 凝胶聚合物电解质、锂离子二次电池及制备方法
CN116964808A (zh) 用于锂离子和锂金属电池的抗燃性准固体和固态的电解质及生产方法
Han et al. Dual effects from in situ polymerized gel electrolyte and boric acid for ultra-long cycle-life Li metal batteries
Zhou et al. Cyclotriphosphazene-based flame-retardant polymer electrolytes for high performance sodium metal batteries
CN111129583B (zh) 一种凝胶电解质及含有该电解质的锂离子电池的制备方法
KR20170137279A (ko) 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 이차전지
Chagnes Lithium battery technologies: electrolytes
Li et al. The challenges and perspectives of developing solid-state electrolytes for rechargeable multivalent battery
Rana et al. Ionic liquids as battery electrolytes for lithium ion batteries: Recent advances and future prospects
KR102505092B1 (ko) 겔 고분자 전해질용 조성물, 겔 고분자 전해질 및 그 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 이차전지.
US20220238914A1 (en) Flame-resistant quasi-solid and solid-state electrolytes, lithium batteries and manufacturing method
JP2002203604A (ja) ポリマー電池及びその製造方法
US20210184256A1 (en) Gel polymer electrolyte for lithium-air battery containing zwitterion salt and lithium-air battery comprising same
JP2002110245A (ja) ポリマー固体電解質リチウムイオン２次電池

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant