KR20140082043A - 겔 폴리머 전해질 및 이를 구비한 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온성염을 함유하는 유기 전해액 및 가교 고분자로 이루어진 겔 폴리머 전해질과, 기계적 물성의 지지체로 이용되는 다공성 지지체를 포함하는 겔 폴리머 전해질 복합체, 및 이를 구비한 전기화학소자에 관한 것이다.

Description

겔 폴리머 전해질 및 이를 구비한 이차전지{GEL POLYMER ELECTROLYTE AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 두께가 얇으면서, 우수한 기계적 물성을 가지는 겔 폴리머 전해질 복합체와, 상기 겔 폴리머 전해질 복합체를 구비한 전기화학소자에 관한 것이다.
최근 무선통신 기술이 발전함에 따라, 휴대용 장치 또는 자동차 부속품과 같은 전자 장비의 소형화 및 경량화가 요구되면서, 이들의 에너지원으로 사용되는 고에너지 밀도의 전기화학소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기 전기화학소자의 대표적인 예로 알려진 이차전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치로서, 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지"(rechargeable battery)라고도 한다. 상기 이차전지는 한 번 쓰고 버리는 일차 전지에 비해 경제적인 이점과 환경적인 이점을 모두 제공하고 있다.
상기 이차전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)를 들 수 있다.
이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극조립체를 원통형 또는 각형 등의 금속캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 내부에 전해질을 주입시켜 제조한다.
상기 이차전지용 전해질로는 비수계 유기 용매에 염을 용해시킨 액체 상태의 전해질이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 액체 상태의 전해질은 유기 용매가 휘발될 가능성이 클 뿐만 아니라, 전극 물질을 퇴화시키고, 누액이 발생하는 등 여러 가지 문제를 유발시켜, 안정성이 높은 다양한 형태의 전기화학소자 구현에 어려움이 있다.
최근, 이러한 액체 전해질의 안정성 문제를 개선하기 위하여, 누액의 염려가 없는 겔 폴리머 전해질 또는 고체 폴리머 전해질 등이 개발되었다.
하지만, 상기 겔 폴리머 전해질은 이온전도성은 높은 반면, 기계적 물성이 매우 취약하기 때문에, 이를 단독으로 사용하기가 용이하지 않다. 이에, 겔 폴리머 전해질을 이차전지에 도입하기 위해서, 전극 또는 분리막 표면에 겔 폴리머 전해질을 코팅한 다음, 상기 겔 폴리머 전해질에 함유된 모노머들을 가교 결합시켜 사용하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 상기 모노머들의 가교 반응에 따른 고분자 네트워크 형성 시에 전극 또는 분리막 표면에 형성되는 겔 폴리머 전해질층이 두꺼워져서 일정 이하의 얇은 두께의 전해질층을 형성하는데 어려움이 있다.
따라서, 상술한 종래 문제점들을 개선하면서, 두께가 얇고, 우수한 기계적 물성을 가지는 겔 폴리머 전해질의 개발이 시급하다.
본 발명에서는 두께가 얇을 뿐만 아니라, 기계적 물성 및 이온전도도가 우수한 겔 폴리머 전해질 복합체를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 겔 폴리머 전해질 복합체를 구비한 이차전지를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는
이온성염을 함유하는 유기 전해액과, 가교 고분자로 이루어진 겔 폴리머 전해질과,
기계적 물성의 지지체로 이용되는 다공성 지지체를 포함하는 겔 폴리머 전해질 복합체를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 겔 폴리머 전해질 복합체는 상기 겔 폴리머 전해질이 함침된 다공성 지지체로 이루어진 전해질 복합체인 것이 바람직하다.
본 발명의 겔 폴리머 전해질 복합체에 있어서, 상기 유기 전해액에 함유되는 이온성염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 4-페닐붕산리튬 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 리튬염일 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 겔 폴리머 전해질에 있어서, 상기 유기 전해액은 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐렌카보네이트(VC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸아세테이트(MA; methylacetate), 및 메틸프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 전해액을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 겔 폴리머 전해질에 있어서, 상기 가교 고분자는 UV 개시제 존재 하에서, 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체, 또는 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체와 1개의 관능기를 가지는 극성 단량체의 중합 반응에 의해 얻어진 (공)중합체를 포함할 수 있다.
이때, 상기 UV 개시제는 벤조페논, 또는 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide)를 들 수 있으며, 상기 단량체들의 전체 중량을 기준으로 약 3 중량% 이하, 구체적으로 약 0.5 내지 약 3 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체는 트리메티롤프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 폴리에스테르 디메타크릴레이트, 디비닐에테르, 트리메틸올프로판, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 및 에톡시레이티드 비스페놀 A 디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 1개의 관능기를 가지는 극성 단량체는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메틸에테르메타아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트, 비닐클로라이드 및 비닐플로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 단량체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가교 고분자는 유기 전해액 전체 중량을 기준으로 약 2 내지 5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 만약, 가교 고분자의 함량이 2 중량% 미만이면 겔형 전해질이 형성되지 않아 그 형태를 유지 못 하고 흐르는 단점이 발생할 수 있고, 가교 고분자의 함량이 5 중량%를 초과하면 고분자 함량이 높아 겔 전해질의 이온전도도가 감소하는 단점이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 겔 폴리머 전해질 복합체에 있어서, 상기 기계적 물성의 지지체로 도입되는 다공성 지지체는 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 고분자를 이용하여 제조할 수 있다. 구체적으로 상기 다공성 지지체는 다공성 부직포 기재, 또는 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 부직포 기재일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구현예에서는
다공성 지지체를 준비하는 단계;
이온성염을 함유하는 유기 전해액, 가교 고분자 및 UV 개시제를 포함하는 혼합액을 제조하는 단계;
상기 혼합액에 상기 다공성 지지체를 침지하는 단계; 및
상기 혼합액에 침지된 다공성 지지체를 꺼내어 자외선 조사를 실시하는 단계를 포함하는 겔 폴리머 전해질 복합체의 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 다공성 지지체는 이차전지 제조 시 이용되는 통상적인 다공성 지지체의 제조 방법에 의해 형성될 수 있는 것이면 그 종류를 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 부직포 등을 전기 방사하는 방법 등에 형성될 수 있다.
또한, 침지 단계에서 다공성 지지체는 상기 혼합액에 약 1 시간 이상 침지되어 있는 것이 바람직하다. 상기 침지 과정에 의해 상기 다공성 지지체 내에 겔 폴리머 전해질이 다공성 지지체의 전체 부피를 기준으로 약 50% 이상 함유될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 방법에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질 복합체의 두께는 상기 다공성 지지체의 두께에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 겔 폴리머 전해질 복합체의 두께를 결정하는 상기 다공성 지지체의 두께는 약 10 내지 50㎛일 수 있으며, 이러한 두께로 한정되지 않고, 보다 얇은 두께의 다공성 지지체를 이용할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서는,
양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 전해질로서 본 발명의 겔 폴리머 전해질 복합체를 포함하는 전기화학소자를 제공한다.
상기 양극 및 음극은 집전체와 전극 활물질로 구성된다. 구체적인 예로 상기 양극 활물질로는 리튬 함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1,0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 -yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 -yMnyO2(O=y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2,a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.
또한, 상기 음극 활물질로는 통상적으로 리튬이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체; 등으로 이루어진 것이 사용 가능하다. 바람직하게는 탄소재를 사용할 수 있는데, 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolyticcarbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbonmicrobeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derivedcokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. 이때 음극은 결착제(binder)를 포함할 수 있으며, 결착제로는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리메틸메타크릴레이트 등 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다.
또한, 상기 분리막은 리튬 이차전지에 적용할 수 있는 절연성 소재의 얇은 다공성 고분자 박막으로서, 구체적으로 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 기재; 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 제조한 다공성 기재; 또는 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 기재 등을 적용할 수 있으며, 이들로 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 전기화학소자는, 리튬 이차전지가 바람직하며, 그 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래 전기화학소자용 겔 폴리머 전해질의 경우 100㎛ 내지 200㎛ 이하로 두께를 감소시키는데 어려움이 있는 반면에, 본 발명에서는 얇은 두께의 다공성 지지체에 겔 폴리머 전해질을 함침시킴으로써, 겔 폴리머 전해질의 두께를 약 50㎛ 이하로 축소할 수 있는 반면에, 강도 및 유연성은 향상된 전기화학소자용 겔 폴리머 전해질 복합체를 제조할 수 있다.
한편, 전기화학소자 즉, 리튬 이차전지의 이온전도도 (ionic conductivity) (s/cm)는 두께나 면적에 영향을 받지 않는 일종의 비례 상수로서, 기존의 겔 폴리머 전해질과 본 발명의 겔 폴리머 전해질이 함침된 다공성 지지체로 이루어진 겔 폴리머 전해질 복합체는 두께가 서로 다르기 때문에 이온전도도를 비교하는 것은 의미가 없다. 따라서, 양 발명의 겔 폴리머 전해질의 두께에 따른 영향 및 효과를 비교 분석하기 위하여, 전해질막의 두께를 고려한 이온 컨덕턴스 (ionic conductance) (S)을 측정 방법을 도입하였다.
이온 컨덕턴스 (S)를 측정하는 방법은 하기 식 1을 참고할 수 있다.
[식 1]
G = K*A/I
상기 식에서, G는 이온 컨덕턴스 (S)이고, K는 이온전도도 (K)이고, A는 표면적 (surface area) 이며, I는 전해질층의 두께이다.
다시 말해, 종래 방법으로 전극 또는 분리막 표면에 겔 폴리머 전해질을 코팅하여 형성하는 경우 전해질층의 두께가 두꺼워 전해질층의 이온 컨덕턴스가 감소되어, 전기화학소자 시스템의 내부 저항이 증가된다. 이에 반하여, 본 발명에서는 겔 폴리머 전해질을 다공성 지지체에 함침시키기 때문에, 전해질층의 두께가 다공성 지지체의 두께에 영향을 받으며, 두께가 축소된 겔 폴리머 전해질 복합체를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 이온전도도 뿐만 아니라, 유연성 및 기계적 물성이 우수한 전기화학소자용 전해질을 제공할 수 있고, 이에 따라 전극과 전해질 간의 계면의 안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 안정성 및 기계적 물성 등이 향상된 이차전지를 제조할 수 있다.
본 발명에서는 두께가 얇으면서, 우수한 이온전도도 및 기계적 강도를 가지는 겔 폴리머 전해질이 함침된 다공성 지지체로 이루어진 겔 폴리머 전해질 복합체를 제공함으로써, 안정성 및 고성능 특성을 갖는 이차전지를 제조할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 전해질 복합체 단면을 보여주는 전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실험예 1에 따른 각각의 겔 폴리머 전해질의 이온 전도성 측정 결과를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예 2에 따른 각각의 전해질의 전기화학적 안정성 측정 결과를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 3에 따른 각각의 겔 폴리머 전해질을 이용한 전지의 성능 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실험예 3에 따른 각각의 겔 폴리머 전해질을 이용한 전지의 성능 실험 결과를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
실시예 1.
유기전해액 (1M, LiPF6, EC:DEC=1:1(vol))과 트리메티롤프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트 (TMPEOTA) 97.5:2.5 중량부로 서로 균일하게 혼합한 후, UV 개시제인 벤조페논을 TMPEOTA 대비 1 중량%을 첨가하여 혼합물을 준비하였다. 상기 혼합물에 20㎛ 두께의 PET 재질의 다공성 부직포를 1시간 동안 침지하여, 다공성 부직포에 상기 혼합물을 함침시켰다. 이후 혼합물이 함침된 다공성 부직포를 꺼내 1분 동안 자외선을 조사/가교하여, 겔 폴리머 전해질이 함침된 다공성 지지체로 이루어진 전해질 복합체를 제조하였다(도 1 참조).
비교예 1.
다공성 부직포를 침지하지 않고 상기 이온성염이 도핑된 유기 전해액과 TMPEOTA 혼합물을 유리판에 직접 캐스팅하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 겔 폴리머 전해질을 제조하였다.
비교예 2.
실시예 1의 겔 폴리머 전해질 복합체와의 전기화학적 안정성을 비교하기 위하여, TMPEOTA를 포함하지 않는 1M, LiPF6, EC:DEC=1:1(vol)의 유기전해액을 제조하였다.
실험예 1. 이온전도성 실험
상기 실시예 1의 전해질 복합체와 비교예 1의 겔 폴리머 전해질의 이온전도도를 측정하였다. 그 결과, 이온전도도 (ionic conductivity (S/cm))는 비교예 1의 겔 폴리머 전해질이 높지만, 두께 부분을 제외한 막의 이온 컨덕턴스 (ionic conductance)(S)는 실시예 1의 전해질 복합체가 높은 것을 확인할 수 있었다 (도 2a 및 2b 참조).
즉, 비교예 1의 전해질의 경우 실제로 100 내지 200㎛ 아래의 막 제조가 어려운 반면, 실시예 1의 전해질 복합체의 경우 부직포 두께에 의존성이 높기 때문에 얇은 막을 제조할 수 있다. 실제 전지에 적용되어 전지 저항에 연관된 인자는 이온 컨덕턴스이기 때문에 실제 실시예 1의 전해질 복합체가 이온 전도성 측면에서 우수함을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 전기화학 안정성 실험
스테인레스 스틸을 측정 전극으로 하고, 리튬 금속을 대전극으로 하여, 이들 전극 사이에 상기 실시예 1의 전해질 복합체 및 비교예 2의 유기 전해액을 각각 삽입하여 코인형 전지를 제조하였다.
이어서, 상기 코인형 전지들을 5 mV/s 스캔율 (scan rate)로 하고, 6V까지 선형 주사 전압전류법 (Linear Sweep Voltammetry, LSV)을 통해 전기화학적 안정성을 측정하였다.
그 결과, 본 발명의 실시예 1의 전해질 복합체의 산화 안정성은 비교예 2의 액체 전해질과 유사한 것을 확인하였으며, 특히 실시예 1의 전해질 복합체가 5V까지 우수한 전기화학적 안정성을 나타냄을 알 수 있었다 (도 3 참조).
실험예 3. 전지 성능 실험
음극 활물질로 LTO/아세틸렌 블랙/PVDF을 이용하고, 양극 활물질로 LiCoO2/아세틸렌 블랙/PVDF를 이용하여, 상기 각각의 활물질을 알루미늄 호일에 각각 코팅하여 음극 및 양극을 제조하였다.
이와 같은 준비된 전극 사이에 상기 실시예 1의 전해질 복합체와, 상기 비교예 1의 겔 폴리머 전해질을 각각 삽입하여 코인형 전지를 제조하였다.
제조된 코인형 전지에 대하여, 정해진 전류 밀도로 1.5V 내지 2.72V의 전압 조건에서 충방전 실험을 진행하였다. 전지 용량률 (capacity rate) 별로 전지의 성능 변화를 확인하기 위하여, 각 5 사이클마다 0.1C, 0.2C, 0.3C, 0.4C, 0.5C, 1C, 2C로 전류 밀도를 변경하여 진행하였다(도 4 참조).
그 결과, 비교예 1의 전해질 (도 5b 참조) 보다 실시예 1의 전해질 복합체 (도 5b 참조)의 용량별 방전 특성이 향상되었으며, 이는 다공성 지지체 도입에 의한 겔 폴리머 전해질이 이온 컨덕턴스 향상에 기인한 것으로 판단되었다.

Claims (18)

  1. 이온성염을 함유하는 유기 전해액 및 가교 고분자로 이루어진 겔 폴리머 전해질과,
    기계적 물성의 지지체로 이용되는 다공성 지지체를 포함하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기 전해액에 함유되는 이온성염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 4-페닐붕산리튬 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 리튬염인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기 전해액은 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸포르메이트, 감마-부티로락톤, 설포레인, 메틸아세테이트, 및 메틸프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기 전해액인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가교 고분자는 UV 개시제 존재 하에서, 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체, 또는 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체와 1개의 관능기를 가지는 극성 단량체의 중합 반응에 의해 얻어진 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 UV 개시제는 벤조페논 또는 벤조일 퍼옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 UV 개시제는 상기 단량체들의 전체 중량을 기준으로 3 중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 2개 이상의 관능기를 가지는 단량체는 트리메티롤프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 폴리에스테르 디메타크릴레이트, 디비닐에테르, 트리메틸올프로판, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 및 에톡시레이티드 비스페놀 A 디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 1개의 관능기를 가지는 극성 단량체는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 메틸에테르메타아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트, 비닐클로라이드 및 비닐플로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가교 고분자는 유기 전해액 전체 중량을 기준으로 2 내지 5 중량%의 함량으로 포함되는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 지지체는 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 고분자를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 지지체는 다공성 부직포 기재, 또는 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 부직포 기재인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 겔 폴리머 전해질은 다공성 지지체의 전체 부피를 기준으로 50% 이하로 다공성 지지체 내에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 지지체의 두께는 10 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전해질 복합체.
  14. 양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
    상기 전해질로서 청구항 1 기재의 겔 폴리머 전해질 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 양극은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1,0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 -yMnyO2(O=y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2,a+b+c=2), LiMn2 - zNizO4, LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함한 양극 활물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 음극은 탄소재, 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni, Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 음극 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 분리막은 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 기재; 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 폴리에틸렌나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 제조한 다공성 기재; 또는 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
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