KR20200112282A

KR20200112282A - 아이씨칩 타입의 2차 전지

Info

Publication number: KR20200112282A
Application number: KR1020190032525A
Authority: KR
Inventors: 권민상
Original assignee: 권민상
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-10-05

Abstract

본 발명은, IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써, 사각의 육면체로 구성되는 기체; 상기 기체의 내부에 구비되는 음극집전체와 양극집전체; 상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극; 상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 기술적인 특징이 있다.
또한 본 발명은 IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써, 사각의 육면체로 구성되는 기체; 상기 기체의 내부에 구비되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 내면 또는 외면에 접합되는 양극집전체와 음극집전체로 구성된 집전체; 상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극; 상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 것이다.

Description

아이씨칩 타입의 2차 전지{IC chip type secondary cell battery}

본 발명은 아아씨(IC) 타입의 2차 전지에 관한 것이다.

더 상세하게는, 이온이 내포된 풀러렌(Fullerene)(이하 이온내포풀러렌”이라 한다.)과 비수성 전해액을 이용한 2차 전지에 관한 것으로, 특히 기체에 전극을 설치하고, 이온내포풀러렌을 전해질로 사용하며, 이 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 물질로 전극을 구성한 후, 상기 이온내포풀러렌의 환원 전위 이상의 전압에서 충전이 이루어지도록 함으로써 첫째, 상기 전기화학적 메카니즘에 의한 1차 충전과 이온내포풀러렌에 의한 2차 충전 그리고 이온내포풀러렌 자체에 의한 3차 충전이 이루어지는 새로 개념의 IC 타입 2차 전지에 관한 것이다.

본 발명은, 내부저항은 낮추고 용해도는 높이며, 화학 반응성이 우수한 비수성 유기용매와, 할로겐치환 방향족 탄화수소, 이온액체폴리머를 필요에 따라 포함함으로써, 첫째 에너지 밀도를 향상시키고, 둘째 인터칼레이션(Intercalation)에 의한 결합을 유도하여 충전의 지속성을 향상시켜 자연방전을 억제하고, 셋째, 용량 유지율 및 용량 회복률을 상승시킴과 아울러 전해액의 안정성을 현저히 상승시킨 IC 타입 2차 전지에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 이온내포풀러렌을 전해질로 사용함으로써, 소형화 및 경량화가 가능하고, 정사각, 직사각 등의 일반적인 전지 형태 이외에 마름모, 평행사변형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 선택 제조가 가능하며, 범용성이 뛰어난 IC 타입 2차 전지에 관한 것이다.

주지하다시피 전기에너지를 저장하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 이온의 산화환원 반응을 이용하여 전기에너지를 화학에너지로 저장하는 전해식(Electrolytic) 방법이고, 두 번째는 두 전극 사이의 분극 현상을 이용하여 전기에너지를 전기에너지 자체로 저장하는 정전기식(Electrostatic) 방법이다.

납축전지, 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 리튬이온폴리머 전지 등과 같은 2차 전지는 화학에너지와 전기에너지 사이의 가역적인 상호 변환을 통해 충전과 방전을 반복하여 재사용할 수 있도록 하는 첫 번째 전해식 저장방법의 예이고, 커패시터는 두 극판 사이의 분극현상을 이용하여 충전과 방전을 반복하여 재사용할 수 있도록 하는 두 번째 정전기식 저장방법의 예이다.

전기에너지와 화학에너지 사이의 가역적인 산화환원 반응을 통해 충전과 방전을 반복하는 전해식 배터리는, 에너지 밀도가 높아 대용량의 에너지를 저장할 수 있다는 장점이 있는 반면, 전기에너지와 화학에너지 사이의 상호 변환 시 에너지 변환 손실이 발생하고, 열이 발생하며, 화재 및 폭발 위험이 있고, 대용량의 에너지를 짧은 시간 안에 충전 및 방전할 수 없어 충전 시간이 길어짐은 물론, 충전이 어렵고, 방전 특성이 저하되며, 수명이 짧고, 공해물질을 배출시킨다는 단점이 있다.

전기에너지를 전기에너지 그 자체로 저장하여 충전과 방전을 반복하는 커패시터는, 충전과 방전 시 에너지 변환 손실이 없고, 열이 발생하지 않으며, 폭발 위험이 없고, 수명이 무제한에 가깝도록 길며, 순간 충전 및 순간 방전이 가능하고, 공해물질 배출이 없다는 장점이 있는 반면, 에너지 밀도가 낮아 대용량의 에너지를 저장할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 화학배터리의 장점과 커패시터의 장점을 모두 가지면서도 단점은 없앤 에너지 저장장치에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 왔다.

기술이 발전함에 따라 커패시터의 에너지 밀도를 현저하게 높인 슈퍼커패시터가 개발되어 화학배터리의 장점과 커패시터의 장점을 모두 갖는 대용량의 충전이 가능하게 되었다.

슈퍼커패시터는 화학반응을 이용하는 전해식 배터리와는 달리, 단위 셀 전극의 양단에 전압을 인가하면 전해액 내의 이온들이 전기장을 따라 이동되고, 이동된 이온이 전극 표면에 흡착되어 전하가 축전되는 전기화학적 메커니즘을 이용하는 것으로, 전해식 또는 정전기식과 구분하여 전기화학식 커패시터(Electrochemacal capacitor)라고도 한다. 이러한 슈퍼커패시터는 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온의 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용하므로, 급속 충방전이 가능하고, 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명이 가능하며, 전해식 배터리보다 100배 이상의 고출력이 가능하고 환경친화적이어서 전기자동차, 휴대전화, 카메라 플래시, 드론 등의 차세대 에너지저장장치로 각광받고 있다. 슈퍼커패시터는 사용되는 전극 및 메커니즘에 따라 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor: ELDC), 유사 커패시터(Pseudo Capacitor), 하이브리드 커패시터(Hybrid capacitor) 등으로 구분된다.

전기이중층 커패시터는 전극 양단에 전위차가 가해지면 두 전극 각각에 양전하(+)와 음전하(-)가 모이고 이로 인해 전해질 내에서 각각의 전극 주위에 반대되는 전하 이온들이 모여 전기적 이중층을 형성하여 이온의 저장이 일어나는 현상을 이용한 것으로, 다공성 전극(Electrode), 전해질(Electrolyte), 집전체(Current Collector), 분리막(Separator) 및 케이스 등을 기본 구조로 하고 있다.

유사 커패시터는 전극과 전기화학 산화물 반응물의 산화환원 반응을 이용하는 커패시터로, 전기 이중층 커패시터가 전극 표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는 데 비하여 전극 재료의 표면 근처까지 전하를 저장할 수 있어 높은 에너지 밀도를 갖도록 한 커패시터이다.

하이브리드 커패시터는 양극과 음극에 작동전압 영역 및 비축전용량이 서로 다른 비대칭전극을 사용함으로써, 한쪽 전극은 고용량 특성의 전극재료를 사용하고, 다른 전극은 고출력 특성의 전극재료를 사용하여 용량 특성을 개선한 것으로, 고출력 특성 손실을 최소화하고, 높은 작동 전압 및 높은 에너지 밀도를 갖도록 한 커패시터이다.

슈퍼커패시터의 용량을 더욱 증가시키고 충방전 특성을 개선시키기 위해 넓은 표면적과 높은 전도성 및 전기화학적 안정성을 갖는 전극물질과 전해질에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 왔다.

전극의 비표면적을 높이기 위한 전극재질 중 많은 주목을 받는 탄소전극재질로는 활성탄(Active carbon), 활성탄소섬유(Active carbon fiber), 비정질탄소(Glassy carbon), 탄소에어로젤(Carbon aerogel), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube)와 같은 것이 있으며, 이러한 전극의 비표면적을 더욱 높이기 위해 다양한 방법의 가공이 이루어지고 있다. 활성탄의 경우 2~50nm의 세공과 1,000~3,000/g의 표면적을 가지며, 전기전도도가 높고 성형이 용이하여 많이 사용된다.

슈퍼커패시터의 전해질은 수용성과 비수용성(유기성)으로 구분되는데, 수용성 전해질의 경우에는 출력특성이 높은 반면 에너지 밀도가 낮다는 특징이 있으며, 유기성 전해질의 경우에는 저항특성이 낮은 반면 에너지밀도가 높다는 특징이 있다. 이러한 전해질은 용매와 용질에 따라 그 특성이 달라지며 용매의 내부저항 특성과, 용해도 특성 및 화학반응 속도를 고려하여 많은 연구가 이루어지고 있다.

기술이 더욱 발전함에 따라 그래핀과 탄소나노튜브를 전극으로 사용할 수 있게 됨으로써 슈퍼커패시터의 용량이 더욱 커지고 특성이 향상되었다.

그래핀은 탄소가 육IC 타입의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질이며, 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 것으로 합성 조건에 따라 관의 지름을 다르게 할 수 있다. 대한민국 특허출원 제10-2015-7006745호 높은 분산성의 그래핀 조성물, 그의 제조방법 및 높은 분산성의 그래핀 조성물을 함유하는 리튬 이온 이차 배터리의 전극, 대한민국 특허등록 제10-1486658호 고성능 슈퍼커패시터 전극을 위한 그래핀 기반 전극재료 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터에는 그래핀을 전극으로 사용하는 기술에 대한 일례가 기술되어 있으며, 대한민국 특허출원 제10-2013-7033691호 탄소나노튜브 기반 전극 및 재충전 가능한 배터리, 대한민국 특허등록 제10-1600185호 배터리용 전극 및 그 제조방법에는 탄소나노튜브를 전극으로 사용하는 기술에 대한 일례가 기술되어 있다.

나노 기술의 발전과 탄소 재질에 대한 연구가 심화됨에 따라 탄소의 다른 존재 형태인 풀러렌이 발견되어 슈퍼커패시터에 응용되고 있다.

풀러렌은 탄소 5개가 모인 5IC 타입과 탄소 6개가 모인 6IC 타입이 공 모양의 구체 형상으로 결합되어 중공(中空)을 형성하고 있는 것으로, 사용된 탄소 수에 따라 다양한 형태의 풀러렌이 있다. C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 등과 같은 풀러렌이 있으며, 이보다 더 큰 탄소 수를 갖는 것도 있다. 이러한 풀러렌은 그 구조적 형태에 있어서, 축구공의 형상을 갖거나, 축구공과 유사한 구체 등의 형상으로서, 중공 상의 구조적 특성을 갖는다.

풀러렌은 이와 같은 탄소 고리 배열 및 중공 상의 특이한 구조 등으로 인해, 뛰어난 물리적 및 화학적 성질을 갖는다. 구체적으로, 강력한 항산화성, 흡착성, 촉매성(흡착된 물질의 분해성), 전자기파 흡수성, 전기 전도성, 및 경우에 따라서는 다이아몬드보다 높은 강도 등의 여러 가지 유용한 물리적 및 화학적 성질을 가지고 있어 그 응용 가치가 높다.

풀러렌은 카본 블랙이나 흑연을 원료로 하여 아크 방전법이나 연속 연소법 등을 통해 인공적으로 만들거나, 천연 광물로부터 추출하여 만든다. 대한민국 등록특허 10-1515534호 전극 소재용 풀러렌의 제조방법에는 풀러렌 또는 이와 유사한 구조의 유사 풀러렌을 함유하는 규산염과 같은 천연광물로부터 전기화학적 방법이나 극성용매추출 방법 등을 사용하여 풀러렌을 제조하는 방법이 제시되어 있다.

여러 종류의 풀러렌 중 20개의 6IC 타입과 12개의 5IC 타입으로 이루어진 축구공 모양의 C60은 유클리드 공간에 존재할 수 있는 가장 대칭성이 좋은 분자로 평가받고 있다. 이러한 C60은 그 구조적 특징에 의해 나노 베어링이라고 불릴 정도로 물리적, 화학적으로 안정되어 있으며, 이동이 쉽다는 특징이 있다.

최근에는 이러한 풀러렌의 특징을 슈퍼커패시터에 이용함으로써 슈퍼커패시터의 용량을 증가시키고 특성을 향상시키고자 하는 연구들이 지속되고 있다. 대한민국 특허등록 제10-0773585호 연료전지용 전극의 제조 방법에는 풀러렌을 이용한 연료전지가 제시되어 있고, 대한민국 특허등록 제10-1251635호 풀러렌 기반 이차 전지 전극들은 풀러렌 물질은 n100인 Cn의 카본 성분을 갖는 것으로 배터리용 전극 기술이 제시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술들은 전극의 표면적을 넓히기 위해 활성탄이나 그래핀, 또는 탄소나노튜브나 풀러렌의 조성물을 전극물질로 이용하고, 넓어진 전극의 표면적을 이용하여 슈퍼커패시터의 용량 및 특성을 개선시켜 왔으나, 슈퍼커패시터의 특성을 향상시키는 중요한 부분인 전해질에 대한 연구와 다른 구조적 연구는 만족할만한 진전이 이루어지지 않아 슈퍼커패시터의 특성 향상에 한계점으로 작용된다는 문제점 등이 있었다.

또한, 종래의 기술들은 파워 밀도가 낮아 에너지 충전 용량이 저하됨은 물론, 충전 지속시간이 짧아 자연방전으로 인한 손실이 크다는 문제점 등이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 이온내포풀러렌을 전해질로 사용하며, 이 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 물질로 전극을 구성한 후, 상기 이온내포풀러렌의 환원 전위 이상의 전압에서 충전이 이루어지도록 함으로써 첫째, 상기 전기화학적 메카니즘에 의한 1차 충전과 이온내포풀러렌에 의한 2차 충전 그리고 이온내포풀러렌 자체에 의한 3차 충전이 이루어져 충전 용량이 비약적으로 증가된 IC 타입 2차 전지를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 내부저항은 낮추고 용해도는 높이며, 화학 반응성이 우수한 비수성 유기용매와, 할로겐치환 방향족 탄화수소, 이온액체폴리머를 필요에 따라 포함함으로써, 첫째 에너지 밀도를 향상시키고, 둘째 인터칼레이션(Intercalation)에 의한 결합을 유도하여 충전의 지속성을 향상시켜 자연방전을 억제하고, 셋째, 용량 유지율 및 용량 회복률을 상승시킴과 아울러 전해액의 안정성을 현저히 상승시킨 2차 전지를 제공하는데 있다.

또 본 발명은, 이온내포풀러렌을 전해질로 사용함으로써, 소형화 및 경량화가 가능하고, 정사각, 직사각 등의 일반적인 전지 형태 이외에 마름모, 평행사변형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 선택 제조가 가능하며, 범용성이 뛰어난 IC 타입 2차 전지를 제공하는데 있다.

나아가 본 발명은 자동차는 물론이고 휴대 전화, 노트북, PDA 등과 같은 IT 제품, 조명, 각종 전자 제품 및 기계 기구 장치 등 다양한 용처에 사용될 수 있는 범용성이 뛰어난 IC 타입 2차 전지를 제공하는 데 있다.

본 발명은, IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써, 사각의 육면체로 구성되는 기체; 상기 기체의 내부에 구비되는 음극집전체와 양극집전체; 상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극; 상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 특징이 있다.

또한 본 발명은 IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써, 사각의 육면체로 구성되는 기체; 상기 기체의 내부에 구비되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 내면 또는 외면에 접합되는 양극집전체와 음극집전체로 구성된 집전체; 상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극; 상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 상기 음극집전체와 양극집전체 중 어느 하나에 탄소나노튜브를 성장시켜 전극으로 구성하고, 대향측 집전체에 활성탄 전극이 구비되도록 하되, 상기 탄소나노튜브 전극에 이온내포풀러렌이 주입된 것을 포함하는 특징이 있다.

본 발명은 첫째, 전기화학적 메카니즘에 의한 1차 충전과 이온내포풀러렌에 의한 2차 충전 그리고 이온내포풀러렌 자체에 의한 3차 충전이 이루어져 충전 용량을 비약적으로 향상시키며, 충전 특성 및 방전 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 발명이다.

둘째 본 발명은 내부저항은 낮추고 용해도는 높이며, 화학 반응성이 우수한 비수성 유기용매와, 할로겐치환 방향족 탄화수소, 이온액체폴리머를 필요에 따라 포함함으로써, 에너지 밀도를 향상시키고, 인터칼레이션(Intercalation)에 의한 결합을 유도하여 충전의 지속성을 향상시켜 자연방전을 억제하고, 용량 유지율 및 용량 회복률을 상승시키는 효과가 있다.

셋째 본 발명은 자동차는 물론 휴대 전화, 노트북, PDA 등과 같은 IT 제품, 조명, 각종 전자 제품 및 기계 기구 장치 등에 다양한 용처에 사용될 수 있는 범용성이 뛰어난 IC 타입 2차 전지를 제조하며, 작고 가벼운 IC 타입 2 전지를 제조할 수 있는 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 2차 전지의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 2차 전지의 일부를 절개한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 2차 전지의 내부를 보인 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 2차 전지의 다른 형태를 나타낸 평면도,
도 5a는 본 발명에 적용되는 그래핀의 구조를 나타낸 사시도,
도 5b는 본 발명에 적용되는 분극성을 갖는 그래핀 전극 형성을 위한 접합 방향을 나타낸 사시도,
도 5c는 본 발명에 적용되는 전도성을 갖는 그래핀 전극 형성을 위한 접합 방향을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 적용되는 탄소나노튜브의 키랄성을 나타낸 사시도,
도 7a는 본 발명에 적용되는 풀러렌의 결합을 나타낸 구조도,
도 7b는 본 발명에 적용되는 풀러렌의 x-y 평면상의 결합을 나타낸 구조도,
도 7c는 본 발명에 적용되는 풀러렌의 x-y 평면상의 다른 결합을 나타낸 구조도,
도 8은 본 발명에 따른 금의 밀러면을 이용한 풀러렌의 흡착 과정을 나타낸 개략도,
도 9는 본 발명에 적용되는 풀러렌의 예를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 2차 전지의 확대 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 2차 전지에 탄소나노튜브 전극이 적용된 단면도,
도 12 및 도 13은 진공챔버가 구비된 2차 전지의 단면도,
도 14 및 도 15은 본 발명에 적용되는 진공챔버의 일 예를 나타낸 단면도,
도 16은 본 발명에 따른 C60의 CV 곡선을 나타낸 그래프.

본 발명을 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어 사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖는 전극이라 함은, 활성탄과 같이 분극을 형성하면서도 이온내포풀러렌과 전극이 물리적 결합을 하지 않는 전극을 말한다.

또한, 본 발명에 있어서, 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극이라 함은, 할로젠 원소를 도핑하여 전도성을 갖도록 한 활성탄과 같이, 이온내포풀러렌이 전극과 물리적 결합을 하지 않으면서도 전극을 통해 이온내포풀러렌으로 전자 이동이 가능한 전극을 말한다. 즉, 이온내포풀러렌에 내포된 이온과 전극은 분극을 형성하지만, 이온내포풀러렌 자체에는 전극을 통해 전자의 이동이 있는 가능한 전극을 말한다.

하나의 관점에서 본 발명은 이온내포풀러렌을 포함하는 비수성 전해액과 전극과 집전체 그리고 이들이 수용되는 기체를 포함하는 IC 타입 2차 전진에 관한 것이다

다른 관점에서 본 발명의 비수성 전해액은, 비수성 유기 용매와, 할로겐치환방향족탄화수소와 이온액체폴리머와 이온내포풀러렌을 포함하며, 이들은 내부 저항을 조절하고, 충전 방전 특성을 향상시키며, 나아가 에너지 저장 밀도 및 에너지 저장 용량을 비약적으로 향상시키며, 또한 자연방전을 억제시켜 충전의 지속성을 상승시킴으로써 용량 유지율 및 용량 회복률을 상승시키고, 전해액의 안정성을 현저히 향상시키는 효과가 있는 새로운 개념의 2차 전지에 관한 것이다.

또 다른 관점에서 본 발명은 진공챔버를 구성하고, 이 진공챔버에 집전체와 전극을 구비하며 이온내포풀러렌을 전해질로 사용하는 2차 전지에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 휴대 전화, 노트북, PDA 등과 같은 IT 제품, 조명, 각종 전자 제품 및 기계 기구 장치, 자동차 등에 사용될 수 있으며, 여기에 기재되지 않은 여러 제품에 사용될 수 있는 것은 당연한 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

먼저 본 발명의 비수성 전해액을 상세히 설명한다.

비수성 전해액

하나의 관점에서 본 발명의 비수성 전해액은 (A) 이온내포 풀러렌 또는 그 염; (B) 이온액체 폴리머; (C) 비수성 유기용매; 및 (D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 포함하는 것이다.

다른 관점에서 본 발명은 (A) 이온내포 풀러렌 또는 그 염; (C) 비수성 유기용매; 및 (D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 포함하는 비수성 전해액에 관한 것이다.

나아가 본 발명의 비수성 전해액은, 하기의 유기 용매와, 이온 액체가 선택적으로 더 추가될 수 있다.

이하 본 발명에 의한 비수성 전해액의 구성 성분을 상세하게 설명한다.

(A) 이온내포 풀러렌(fullerene) 또는 그 염

본 발명에 있어서, 전해질에 해당하는 이온내포 풀러렌은 할로겐 치환 방향족 탄화수소의 π-π 상호작용에 의해 인터칼레이션(intercalation)함으로써 충전의 지속성을 유지하고 자연 방전을 억제하는 역할을 한다.

풀러렌은 탄소 5개가 모인 5IC 타입과 탄소 6개가 모인 6IC 타입이 공 모양의 구체 형상으로 결합되어 중공을 형성하고 있는 것으로, 사용된 탄소 수에 따라 다양한 형태의 풀러렌이 있다. 예를 들어, C60, C70, C72, C76, C78, C82, C84, C90, C94, C96 등의 풀러렌이 가능하지만 20개의 6IC 타입과 12개의 5IC 타입으로 이루어진 C60이 가장 좋다. 이러한 C60은 그 구조적 특성에 의해 물리적 화학적으로 지극히 안정적이고, 구형 대칭성으로 이동성이 우수하여 안정성과 충방전 특성 등을 향상시킨다.

본 발명에 따른 C60 풀러렌에 내포되는 이온은 금속 이온, 특히 알칼리 금속 이온이 바람직하다. 이러한 이온으로는 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 등이 있으며, 금속 이온이 내포된 풀러렌은, 풀러렌에 내포된 금속 이온에 의해 전하를 갖게 되어 두 전극 사이에 전기장이 가해졌을 경우 이동이 용이하게 된다. 금속이온이 내포된 풀러렌으로 Li⁺@C60(여기서, @은 내포폴리머를 의미함), Li⁺@C70, Li⁺@C76 또는 Li⁺@C84을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 이온내포 풀러렌 염은 이온내포 풀러렌과 Cl^-, Br^-, F^-, I^-, ClO₃ ^-, ClO₄ ^-, BF₄ ^-, A1Cl4^-, PF₆ ^-, SbC₁₆ ^- 또는 SbF₆ ^-으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 음이온과 결합된 것을 사용할 수 있다. 이러한 음이온은 이온내포 풀러렌 또는 이온내포 풀러렌 염을 적층하였을 경우 형성되는 공극의 크기보다 작은 직경을 갖는 이온이 더욱 바람직하다. 이 때, 할로겐이 바람직하고, 특히 F^-가 바람직하다. 대응되는 이온을 교환하기 위해서는 일반적으로 알려진 방법을 사용하여도 무방하다. 예를 들어, Li + @C60] [PF₆ ^-]를 [Li + @C60] [F^-]로 교체하려는 경우 다음에 나타내는 일반적으로 알려진 방법을 사용할 수 있다.

(Li + @C60] [PF₆ ^-)+KF+18-crown-6

(Li + @C60] [F^-)+(18-crown-6]K⁺)+PF₆ ^-]

또 다른 방법으로는 이온 교환 수지를 이용하는 방법도 있다.

한편 본 발명에 따른 C60 풀러렌의 전자운을 포함한 C60의 크기는 1.002nm이며, 주 골격은 0.704nm로 내부에 지름 0.4nm의 공간이 있다. 따라서 이 공간에 이온을 내포시킬 수 있다.

본 발명에 따른 이온내포풀러렌은 아크방전법을 이용하여 만든다. 또는, 플라즈마 생성 수단을 이용하여 주입하고자 하는 이온에 에너지를 주고, 플라즈마와 자기장의 작용을 이용하여 이온내포풀러렌을 만들 수 있다.

본 발명에서는 이온내포풀러렌을 사용하여 IC 타입 2차 전지를 만들 수 있음은 물론, 이온내포풀러렌 염을 사용하여 IC 타입 2차 전지를 만들 수도 있다. 이온내포풀러렌 염은 예를 들어, 클러스터 분해, 용해 고형물 제거, 침전, 생성 염류 제거, 공 풀러렌 제거, 원자 내포 풀러렌 양이온류 추출, 고체 석출, 고체 회수, 결정화 및, 결정을 회수하는 공정 등을 거쳐 만드는 것이다.

(B) 이온액체 폴리머

본 발명에 의한 이온액체폴리머는, 충전 시 상기 이온내포풀러렌보다 먼저 반응하여 1차 충전이 이루어지고, 다음으로 풀러렌이 반응하여 2차 충전이 이루어진다.

이온액체 폴리머는 쌍극자 타입(이중성 폴리머), 양이온성 폴리머(polycation), 음이온성 폴리머(polyanion), 공중합체(copolymer) 또는 중합체 블렌드(polymer blend)의 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 음이온성 폴리머가 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

충전 시에는 이온내포폴리머가 거의 움직이지 않고 이온내포 플러렌만 움직이는데, 이는 용수철에 에너지를 축적하는 과정과 같이 복원(방전)되는 특성이 우수하고, 충전이 빠르게 이루어진다.

본 발명의 비수성 전해액에서, 이온액체 폴리머는, 풀러렌 100중량부에 대하여 50 ~ 300중량부, 바람직하게는 100 ~ 250 중량부, 더욱 바람직하게는 90 ~ 120 중량부일 수 있으며, 300 중량부를 초과할 경우에는 농도 조절이 어려운 문제점이 있으며, 50 중량부 미만일 경우에 충전 반응 원활하게 이루어지지 않을 수 있으며, 상당히 고가인 이온내포풀러렌의 비율이 상대적으로 높아져 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 상기 이온액체 폴리머는 넓은 온도 변화(-50 내지 400℃)는 물론 압력변화에 견딜 수 있는 장점이 있고, 진공상태에서 견딜 수 있는 장점이 있으며, 전위 량을 넓힐 수도 있다.

바람직하게는 겔 타입 또는 고체 타입으로 이루어지고, 보다 바람직하게는 양이온성 폴리머, 음이온성 폴리머 또는 이중성 폴리머를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 겔 또는 고체 타입의 전해질이 사용될 수 있는 것은 리튬이온내포 폴리머가 구형 대칭성으로 이루어져 있어 겔 타입의 전해질에서도 높은 운동성을 가질 수 있기 때문이다.

본 발명에 있어서, 이온액체 폴리머는 화학식 1 또는 화학식 2의 양이온성 폴리머와 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, (CF₃SO₂)₂N^-, HPO₃R^11-(여기서, R¹¹은 C₁~C₆알킬기) 및 COOH^-로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 음이온이 결합되어 있는 양이온성 이온폴리머를 사용할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

화학식 1 및 2에서 R은 수소 원자, 알킬, 사이클로알킬, 알릴, 아릴 또는 알킬아릴이고, 여기서, 알킬은 C_1-C₆,사이클로알킬은 C_3-C₁₀,알릴은 C_2-C_20,아릴은 C_6-C₂₀이며, n은 5,000 내지 30,000의 정수이다.

또한, 상기 이온액체 폴리머는 화학식 6의 음이온성 폴리머와 R₄-P⁺(여기서, R은 수소 원자, 알킬, 사이클로알킬, 알릴, 아릴 또는 알킬아릴이고, 여기서, 알킬은 C_1-C₆,사이클로알킬은 C_3-C₁₀,알릴은 C_2-C_20,아릴은 C_6-C₂₀임) 음이온과 결합되어 있는 음이온성 액체폴리머를 사용할 수 있다.

[화학식 3]

화학식 3에서 n은 5,000 내지 500,000의 정수이다.

또한, 상기 이온액체 폴리머는 화학식 4의 이중성 폴리머일 수 있다.

[화학식 4]

화학식 4에서 A^-는 SO₃ ^-또는 PO₃H^-또는 CO₂ ^-이고, n은 5,000 내지 300,000의 정수이다.

(C) 비수성 유기용매

본 발명에 의한 전해액에서 비수성 유기용매는 내부저항을 억제하는 역할을 한다.

상기 비수성 유기용매는 환형(cyclic) 카보네이트, 사슬형(chain) 카보네이트 또는 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 상기 환형 카보네이트는 상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트(ethyl carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 부틸렌카보네이트(butylene carbonate, BC), 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate, VC), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 카보네이트일 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌 카보네이트 또는 프로필렌 카보네이트를 사용한다.

본 발명에서 이용하는 사슬형 카보네이트로서는 디메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, n-부틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 에틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 플루오로디메틸카보네이트, 디플루오로디메틸카보네이트, 트리플루오로디메틸카보네이트, 테트라플루오로디메틸카보네이트, 플루오로디메틸카보네이트, 플루오로에틸메틸카보네이트, 디플루오로에틸메틸카보네이트, 트리플루오로에틸메틸카보네이트, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 프로피온산메틸, 플루오로아세트산메틸, 디플루오로아세트산메틸, 트리플루오로아세트산메틸, 플루오로아세트산에틸, 디플루오로아세트산에틸, 트리플루오로아세트산에틸, 플루오로프로피온산메틸, 디플루오로프로피온산메틸, 트리플루오로프로피온산메틸 또는 그 혼합물을 예로 들 수 있다.

(D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소

본 발명의 전해액에 있어서, 할로겐 치환 방향족 탄화수소는 전해질에 인터칼레이션(intercalation)이 없으며, 탄소와 할로겐 원자와 사이의 다이폴 모멘트에 의하여 파워 밀도가 생성되고 내부저항이 발생한다.

즉, 본 발명은 충전 시에는 1차로 용매의 쌍극자모멘트가 전장에서 반응하여 충전이 이루어지고, 2차로 이온내포 플러렌에 의한 충전이 이루어진다. 순식간에 형성된 π-π 결합으로 쌍극자에 의한 충전이 이루어지고, 이어서 이온내포 플러렌이 움직여 충전된다. 방전 시에는 용매의 쌍극자모멘트에 의하여 먼저 방전되고, 이후에 이온내포 플러렌에 의한 방전이 이루어진다. 이와 같이 2번의 충전이 진행되므로, 결과적으로 파워밀도가 높아지게 되는 효과가 있다.

인터칼레이션으로 기존의 EDLC가 가지고 있는 문제점, 즉 적은 용량과 짧은 지속시간의 문제점을 해결할 수 있다. 인터칼레이션은 π-π 상호작용에 의해 일어나며, π 전자가 있는 탄소재질 전극에서 발생한다.

본 발명에 있어서, 상기 비수성 유기용매 및 상기 할로겐 치환 방향족 탄화수소의 혼합중량 100중량부에 대하여 상기 이온액체 폴리머는 0.5 내지 50중량부이고, 상기 이온내포 플러렌은 0.5 내지 50중량부를 첨가할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 비수성 유기용매와 상기 할로겐 치환 방향족 탄화수소의 중량비는 1:0.5~5, 바람직하게는 1:1~5, 가장 바람직하게는 1:1일 수 있다. 상기 중량비가 1: 0.5 미만일 경우에는 내부 저항을 조절하기 어려운 문제가 있고, 1:5 초과할 경우에는 농도 조절이 어려운 문제점이 있다.

바람직한 본 발명은 할로겐 치환 방향족 탄화수소 클로로 나프탈렌과, 유기 용매 프로필렌 카보네이트가 1:1로 혼합되는 것이 가장 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 할로겐 치환 방향족 탄화수소는 할로겐 치환 벤젠, 할로겐 치환 나프탈렌 및 할로겐 치환 안트라센으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 할로겐은 F, Cl, Br 또는 I이다.

상기 할로겐 치환 벤젠은 화학식 1로 표시될 수 있다.

[화학식 5]

화학식 1에서 R¹내지 R⁶는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.

상기 할로겐 치환 나프탈렌은 화학식 6으로 표시될 수 있다.

[화학식 6]

화학식 2에서 R¹내지 R⁸는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.

상기 할로겐 치환 안트라센은 화학식 7로 표시될 수 있다.

[화학식 7]

화학식 3에서 R¹내지 R¹⁰는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.

바람직하게는 모노할로-벤젠(monohalo-benzene), 디할로-벤젠(dihalo-benzene), 트리할로-벤젠(trihalo-benzene), 모노할로-나프탈렌(monoharo-naphatalene), 디할로-벤젠(diharo-naphatalene) 또는 트리할로-벤젠(trihalo-naphatalene)을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 클로로벤젠(chlorobenzene), 1,2-클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene), 1,2-3-트리클로로벤젠(1,2-3-trichlorobenzene), 1,2,4-트리클로로벤젠(1,2,4-Trichlorobenzene), 클로로나프탈렌(chloronaphthalene), 1-클로로나프탈렌(1-chloronaphatalene), 1-플루오로나프탈렌(1-fluoronaphatalene) 중 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 전해액에 있어서, 할로겐 치환 방향족 탄화수소는 내부 저항을 높이는 반면에, 비수성 전해액은 내부 저항을 낮추는 작용을 하는데, 이와 같이 내부 저항을 제어함으로써 충반전 특성을 제어할 수 있다. 용해도를 결정하는 할로겐 치환 방향족 탄화수소의 비율을 제어함으로써 이온내포 풀러렌이 응집되는 것을 방지하고, 효율적인 충전이 이루어지게 한다.

본 발명에 있어서, 비수성 전해액은 상기 비수성 유기용매와, 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:1로 혼합하고, 이 혼합물에 대해 이온내포풀러렌 0.1 ∼ 80중량부, 바람직하게는 0.1 ∼ 50중량부, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 20 중량부일 수 있다.

이온내포풀러렌이 0.1중량부 이하라도 충분히 충전량을 확보할 수 있지만 0.1 중량부 이하에서는 전해액의 농도를 조절하기 어렵고, 상당히 고가인 이온내포풀러렌을 80 중량부 이상을 함유하기에는 경제적인 부담이 큰 단점이 있다.

본 발명에 있어서, 비수성 전해액은 상기 비수성 유기용매와, 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:1로 혼합하고, 이 혼합물에 대해 이온내포풀러렌 0.1 ∼ 50중량부 그리고 이온 액체 폴리머 1 ∼ 50중량부가 더 포함될 수 있다.

한편 본 발명에 따른 전해액은 하기 이온 액체와, 유기 용매를 추가로 더 포함할 수 있으며, 이러한 일예로서 이온 액체로는,

1-(2-하이드록시에틸)-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1- (2-Hydroxyethyl) -3-methylimidazolium tetrafluoroborate)

1-(2-하이드록시에틸)-3-메틸이미다졸리움 트리스 (펜타플루오로에틸설포닐) 트리플루오로 포스페이트(1- (2-Methoxyethyl) -1-methylpyrrolidinium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

1-(3-시아노프로필)-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 푸럼 (1- (3-Cyanopropyl) -3-methylimidazolium chloride purum)

1-(3-시아노프로필)-3-메틸이미다졸리움 디시안아미드(1- (3-Cyanopropyl) -3-methylimidazolium dicyanamide)

1-(3-시아노프로필)-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (1- (3-Cyanopropyl) -3-methylimidazoliumbis- (trifluormethylsulfonyl) imid)

1-(3-시아노프로필) 피리디늄 비스 (1- (3-Cyanopropyl) pyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-(3-시아노프로필) 피리디늄 클로라이드 (1- (3-Cyanopropyl) pyridinium chloride)

1-(시아노메틸) - 3- 메틸이미다졸리움 클로라이드(1- (Cyanomethyl) -3-methylimidazolium chloride)

1,2,3- 트리메틸이미다졸리움 클로라이드 (1,2,3-Trimethylimidazolium chloride)

1,2,3- 트리메틸이미다졸리움 메틸설페이트 (1,2,3-Trimethylimidazolium methylsulfate)

1,2,4- 트리메틸이미다졸리움 메틸설페이트 (1,2,4-Trimethylpyrazolium methylsulfate)

1,2-디메틸-3-프로필이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) - 이미드 (1,2-Dimethyl-3-propylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) -imide)

1,2-디메틸-3-프로필이미다졸리움 트리스 (트리플루오로메틸설포닐) - 메싸이드 (1,2-Dimethyl-3-propylimidazolium tris (trifluoromethylsulfonyl) -methide)

1,3-비스 (3-시아노프로필) 이미다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (1,3-Bis (3-cyanopropyl) imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1,3-비스 (3-시아노프로필) 이미다졸리움 클로라이드 (1,3-Bis (3-cyanopropyl) imidazolium chloride)

1,3-비스 (시아노프로필) 이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (1,3-Bis (cyanomethyl) imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1,3-비스 (시아노프로필) 이미다졸리움 클로라이드 (1,3-Bis (cyanomethyl) imidazolium chloride)

1,3- 디부틸이미다졸리움 클로라이드 (1,3-Dibutylimidazolium chloride)

1,3- 디부틸이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트 (1,3-Dibutylimidazolium tetrachloroaluminate)

1,3-디메틸이미다졸리움 클로라이드 (1,3-Dimethylimidazolium chloride)

1,3-디메틸이미다졸리움 디메틸포스페이트(1,3-Dimethylimidazolium dimethylphosphate)

1,3-디메틸이미다졸리움 하이드로젠카보네이트 (1,3-Dimethylimidazolium hydrogencarbonate)

1,3-디메틸이미다졸리움 요오드 (1,3-Dimethylimidazolium iodide)

1,3-디메틸이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트 (1,3-Dimethylimidazolium tetrachloroaluminate)

1,4-디부틸-3- 페닐이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 아미드 (1,4-Dibutyl-3-phenylimidazoliumbis [trifluoromethylsulfonyl] amide)

1-부틸-1-메틸피로리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-부틸-1-메틸피로리디늄 메틸카보네이트 (1-Butyl-1-methylpyrrolidinium methylcarbonate)

1-부틸-1-메틸피로리디늄 테트라시아노보네이트 (1-Butyl-1-methylpyrrolidinium tetracyanoborate)

1-부틸-1-메틸피로리디늄 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로 포스페이트 (1-Butyl-1-methylpyrrolidinium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움 클로라이드(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium chloride)

1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움 요오드 (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium iodide)

1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄설포네이트 (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium trifluoromethanesulfonate)

1-부틸-2,3- 메틸이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (1-Butyl-2,3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움2-(2메톡시에톡시) 메틸 설페이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium 2- (2methoxyethoxy) ethyl sulfate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium acetate)

1-부틸-3- 메틸이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (1-Butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 브로마이드 (1-Butyl-3-methylimidazolium bromide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Butyl-3-methylimidazolium chloride)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 디부틸포스페이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium dibutylphosphate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 디시안아미드 (1-Butyl-3-methylimidazolium dicyanamide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 헵타클로로디알루미네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium heptachlorodialuminate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 하이드로젠카보네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogencarbonate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 하이드로젠설페이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 요오드 (1-Butyl-3-methylimidazolium iodide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 메탄설포네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium methanesulfonate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 메틸설포네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium methyl sulfate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 나이트레이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium nitrate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 옥틸설페이트(1-Butyl-3-methylimidazolium octylsulfate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라클로로페레이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium tetrachloroferrate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 티오시아네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium thiocyanate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄설포네이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리요오드 (1-Butyl-3-methylimidazolium triiodide)

1-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리스 (펜타플루오로에틸설포닐) 트리플루오로포스페이트 (1-Butyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

1-부틸-3- 메틸피리디늄 비스(트리플루오르메틸설포닐)이미드 (1-Butyl-3-methylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-부틸피리디늄 비스(트리플루오르메틸설포닐)이미드 (1-Butylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-데실-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Decyl-3-methylimidazolium chloride)

1-도데실-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Dodecyl-3-methylimidazolium chloride)

1-에틸-1-메틸피페리디늄 메틸카보네이트 (1-Ethyl-1-methylpiperidinium methylcarbonate)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 비스 (펜타플루오로에틸설포닐)이미드 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 브로마이드 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium bromide)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium chloride)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 메틸설페이트 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium ethylsulfate)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium hexafluorophosphate)

1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움 메틸카보네이트 (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium methylcarbonate)

1-에틸-3-메틸-1H-이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-Ethyl-3-methyl-1H-imidazolium tetrafluoroborate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 2 (2-메톡시에톡시) 에틸설페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium 2 (2-methoxyethoxy) ethylsulfate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스 (펜타플루오로에틸설포닐)이미드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 브로마이드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium bromide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium chloride)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 디부틸포스페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium dibutylphosphate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 디시안아미드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 디에틸포스페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 에틸설페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로아르세네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium hexafluoroarsenate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 하이드로젠카보네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium hydrogencarbonate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 하이드로젠설페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 요오드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium iodide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 메탄설포네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium methanesulfonate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 나이트레이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium nitrate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 옥틸설페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium octylsulfate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 테트라브로모알루미네이트 (III) (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrabromoaluminate (III))

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 테트라클로로갈레이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrachlorogallate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 테트라시아노보레이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 티오시아네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium thiocyanate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄설포네이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 트리요오드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium triiodide)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

1-에틸-3-메틸이미다졸리움 트리스 (트리플루오르메틸설포닐) 메싸이드 (1-Ethyl-3-methylimidazolium tris (trifluoromethylsulfonyl) methide)

1-헥실-1-메틸-피로리디늄 테트라시아노보레이트 (1-Hexyl-1-methyl-pyrrolidinium tetracyanoborate)

1-헥실-3-메틸 메틸이미다졸리움 비스 (트리플루오르메틸설포닐) 이미드 (1-Hexyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-헥실-3-메틸 메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Hexyl-3-methylimidazolium chloride)

1-헥실-3-메틸 메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-Hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)

1-헤실-3-메틸 메틸이미다졸리움 테트라시아노보레이트 (1-Hexyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate)

1-헥실-3-메틸 메틸이미다졸리움 트리플루오르메틸설포닐(1-Hexyl-3-methylimidazolium trifluormethylsulfonat)

1-헥실-3-메틸 메틸이미다졸리움 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (1-Hexyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

1-헥실록시메틸-3-메틸이미다졸리움 비스 (트리플루오르메틸설포닐) 이미드 (1-Hexyloxymethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-헥실록시메틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-Hexyloxymethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)

1-i-프로필-3-메틸-이미다졸리움 비스 (트리플루오르메틸설포닐) 이미드 (1-i-Propyl-3-methyl-imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

1-i-프로필-3-메틸이미다졸리움 요오드 (1-i-Propyl-3-methylimidazolium iodide)

1-i-프로필-3-메틸-이미다졸리움- 헥사플루오로포스페이트 (1-i-Propyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorophosphate)

1-메틸-3-메틸-이미다졸리움 디메틸포스페이트 (1-Methyl-3-methyl-imidazolium dimethylphosphate)

1-메틸-3-메틸-이미다졸리움 메틸설페이트(1-Methyl-3-methyl-imidazolium methylsulfate)

1-메틸-3-프로필이미다졸리움 클로라이드 (1-Methyl-3-propylimidazolium chloride)

1-메틸-4-옥틸피리디늄 브로마이드 (1-Methyl-4-octylpyridinium bromide)

1-메틸-4-옥틸피리디늄 콜로라이드 (1-Methyl-4-octylpyridinium chloride)

1-메틸-4-옥틸피리디늄 요오드 (1-Methyl-4-octylpyridinium iodide)

1-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Methylimidazolium chloride)

1-메틸이미다졸리움 하이드로젠설페이트 (1-Methylimidazolium hydrogensulfate)

1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 브로마이드 (1-n-Butyl-3-methylimidazolium Bromide)

1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-n-Butyl-3-methylimidazolium Chloride)

1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-n-Butyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate)

1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-n-Butyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate)

1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오로메탄설포네이트 (1-n-Butyl-3-methylimidazolium Trifluoromethanesulfonate)

1-n-헵틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-n-Heptyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)

1-n-옥틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-n-Octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)

1-n-옥틸-3-메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트 (1-n-Octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)

1-n-펜틸-3-메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-n-Pentyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)

1-n-프로필-2,3-디메틸이미다졸리움 비스 (펜타플루오로에틸설포닐) 아미드 (1-n-Propyl-2,3-dimethylimidazolium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide)

1-옥틸-3-메틸이미다졸리움 콜로라이드 (1-Octyl-3-methylimidazolium chloride)

1-옥틸-3-메틸이미다졸리움 트리플루오르메틸설포닐 (1-Octyl-3-methylimidazolium trifluormethylsulfonat)

1-프로필-2,3-디메틸이미다졸리움 클로라이드 (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium chloride)

1-프로필-2,3-디메틸이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium hexafluorophosphate)

1-프로필-3-메틸이미다졸리움 테트라클로로알루미네이트 (1-Propyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate)

1-비닐-3-메틸이미다졸리움 하이드로젠카보네이트 (1-Vinyl-3-methylimidazolium hydrogencarbonate)

2,3 디메틸-1-프로필이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (2,3 Dimethyl-1-propylimidazolium bis (trifluormethylsulfonyl) imide)

2,3 디메틸-1-프로필이미다졸리움 요오드 (2,3 Dimethyl-1-propylimidazolium iodide)

2,3 디메틸-1-n-프로필이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (2,3-Dimethyl-1-n-propylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

2,4,5-트리메틸이미다졸리움 클로라이드 (2,4,5-Trimethylimidazolium chloride)

2-하이드록시에틸트리메틸암모늄 아세테이트 (2-Hydroxyethyltrimethylammonium acetate)

2-하이드록시에틸-트리메틸암모늄 디메틸포스페이트 (2-Hydroxyethyl-trimethylammonium dimethylphosphate)

3-메틸-1-프로필이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (3-Methyl-1-propylimidazolium bis (trifluormethylsulfonyl) imide)

3-메틸-1-프로필이미다졸리움 요오드 (3-Methyl-1-propylimidazolium iodide)

3-메틸-1-프로필이미다졸리움 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (3-Methyl-1-propylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

4-에틸-4-메틸몰포리니윰 메틸 카보네이트 (4-Ethyl-4-methylmorpholinium methylcarbonate)

4-메틸-N-부틸피리디늄 테트라플루오로보레이트 (4-Methyl-N-butylpyridinium tetrafluoroborate)

에틸-3-메틸이미다졸리움 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (Ethyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

에틸디메틸 - (2-메톡시에틸) 암모늄 비스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (Ethyldimethyl- (2-methoxyethyl) ammonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphat)

에틸-디메틸- 프로필암모늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (Ethyl-dimethyl-propylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

메틸트리옥틸암모늄 티오살리실레이트 (Methyltrioctylammonium thiosalicylate)

N-(메톡시에틸)-1-메틸피로리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N- (Methoxyethyl) -1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide

N,N- 디메틸피로리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포) 이미드 (N, N-Dimethylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N,N- 디메틸피로리디늄 요오드 (N, N-Dimethylpyrrolidinium iodide)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 (트리플루오로메틸설포) 이미드 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 비스 [옥살레이토 (2 -) - O, O'] 보레이트 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis [oxalato (2 -) - O, O'] borate)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 브라마이드 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium bromide)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 클로라이드 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium chloride)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 디시안아미드 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium dicyanamide)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 트리플루오로메탄설포네이트 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium trifluoromethanesulfonate)

N-부틸-1-메틸피로리디늄 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (N-Butyl-1-methylpyrrolidinium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

N-부틸-4-(N',N'-디메틸암모늄) 피리디늄 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N-Butyl-4- (N',N'-dimethylammonium) pyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N-부틸피리디늄 클로라이드 (N-Butylpyridinium chloride)

N-부틸피리디늄 테트라플루오로보레이트 (N-Butylpyridinium tetrafluoroborate)

N-에틸-3-메틸피리디늄 에틸설페이트(N-Ethyl-3-methylpyridinium ethylsulfate)

N-에틸-3-메틸피리디늄 퍼플루오로부탄설포네이트(N-Ethyl-3-methylpyridinium perfluorobutanesulfonate)

N-부틸-4-(N',N'-디메틸암모늄) 피리디늄 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N-Ethyl-4- (N',N'-dimethylammonium) pyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N-에틸-N,N-디메틸-2-메톡시에틸 암모늄 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (N-Ethyl-N, N-dimethyl-2-methoxyethyl ammonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

N-에틸피리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N-Ethylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N-헥실-4-(N',N'-디메틸암모늄) 피리디늄 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드

N-Hexyl-4- (N',N'-dimethylammonium) pyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide

N-메틸-N-메틸피로리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N-Methyl-N-Ethylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

N-메틸-Nn-프로필피로리디늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (N-Methyl-Nn-propylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

펜타메이미다졸리움 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (Pentamethylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

펜타메이미다졸리움 헥사플루오로포스페이트 (Pentamethylimidazolium hexafluorophosphate)

펜타메이미다졸리움 요오드 (Pentamethylimidazolium iodide)

피리디늄 에톡시에틸설페이트 (Pyridinium ethoxyethylsulfate)

테트라부틸암모늄 클로라이드 (Tetrabutylammonium chloride)

테트라부틸암모늄 비스 (펜타플루오로에틸설포닐)이미드 (Tetraethylammonium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide)

테트라부틸암모늄 비스 (트리플루오로메틸설포닐)이미드 (Tetraethylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트 (Tetraethylammonium hexafluorophosphate)

테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 (Tetraethylammonium tetrafluoroborate)

테트라부틸암모늄 트리스 (트리플루오로메틸술포닐) 메싸이드 (Tetraethylammonium tris (trifluoromethylsulfonyl) methide)

테트라부틸암모늄 과염소산염 (Tetrahexylammonium perchlorate)

테트라 - iso- 펜틸암모늄요오드 (Tetra-iso-pentylammonium iodide)

테트라메틸암모늄 트리스 (펜타플루오로에틸) 트리플루오로포스페이트 (Tetramethylammonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate)

테트라-N-부틸암모늄 4- 톨루엔설포네이트 (Tetra-N-butylammonium 4-toluenesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 벤젠설포네이트 (Tetra-N-butylammonium benzenesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 비스(트리플루오로메틸설포닐) 이미드 (Tetra-n-butylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide)

테트라-N-부틸암모늄 브로마이드 (Tetra-N-butylammonium bromide)

테트라-N-부틸암모늄 부탄설포네이트 (Tetra-N-butylammonium butanesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 (Tetra-N-butylammonium ethanesulfonate

테트라-N-부틸암모늄 메탄설포네이트 (Tetra-N-butylammonium methanesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 나이트레이트 (Tetra-N-butylammonium nitrate)

테트라-N-부틸암모늄 나이트라이트 (Tetra-N-butylammonium nitrite)

테트라-N-부틸암모늄 옥탄설포네이트 (Tetra-N-butylammonium octanesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 펜타시아노프로페니시드 (Tetra-N-butylammonium pentacyanopropenide)

테트라-N-부틸암모늄 펜타플루오로벤젠설포네이트(Tetra-N-butylammonium pentafluoroenzenesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 피크레이트 (Tetra-N-butylammonium picrate)

테트라-N-부틸암모늄 설포메이트 (Tetra-N-butylammonium sulfamate)

테트라-N-부틸암모늄 테트라-N-부틸보레이트(Tetra-N-butylammonium tetra-N-butylborate)

테트라-N-부틸암모늄 티오시아네이트 (Tetra-N-butylammonium thiocyanate)

테트라-N-부틸암모늄 트리플루오로메탄설포네이트 (Tetra-N-butylammonium trifluoromethanesulfonate)

테트라-N-부틸암모늄 트리스 메사이드 (Tetra-n-butylammonium tris (trifluoromethylsulfonyl) methide)

테트라-N-부틸암모늄 요오드 (Tetra-N-butylammoniumiodide)

테트라-N-헵틸암모늄 요오드 (Tetra-N-heptylammoniumiodide)

테트라-N-헥실암모늄브로마이드 (Tetra-N-hexylammoniumbromide)

테트라-N-헥실암모늄요오드 (Tetra-N-hexylammoniumiodide)

테트라-N-헥실암모늄 테트라플루오로보레이트 (Tetra-N-hexylammonium tetrafluoroborate)

테트라-N-펜틸암모늄요오드 (Tetra-N-pentylammoniumiodide)

테트라-N-펜틸암모늄나이트레이트 (Tetra-N-pentylammoniumnitrate)

테트라-N-펜틸암모늄 티오시아네이트 (Tetra-N-pentylammonium thiocyanate)

테트라펜틸암모늄 브로마이드 (Tetrapentylammonium bromide)

트리부틸메틸암모늄 메틸 카보네이트 (Tributylmethylammonium methylcarbonate)

트리부틸메틸암모늄 메틸설페이트 (Tributylmethylammonium methylsulfate)

트리부틸메틸포스포늄 디부틸포스페이트 (Tributylmethylphosphonium dibutylphosphate)

트리부틸메틸포스포늄 메틸카본네이트(Tributylmethylphosphonium methylcarbonate)

트리에틸아민 하이드로클로라이드 2 AlCl3] (Triethylamine hydrochloride 2 AlCl3])

트리에틸메탈암모늄 디부틸포스페이트 (Triethylmethylammonium dibutylphosphate)

트리에틸메탈암모늄 메탈카본네이트 (Triethylmethylammonium methylcarbonate)

트리에틸메탈포스포늄 디부틸포스페이트 (Triethylmethylphosphonium dibutylphosphate)

트리-N-부틸메탈암모늄 부탄설포네이트 (Tri-N-butylmethylammonium butanesulfonate)

트리-N-부틸메탈암모늄 옥탄설포네이트 (Tri-N-butylmethylammonium octanesulfonate)

트리-N-부틸메탈암모늄 퍼플루오로부탄설포네이트 (Tri-N-butylmethylammonium perfluorobutanesulfonate)

트리-N-부틸메탈암모늄퍼플루오로옥탄설포네이트 (Tri-N-butylmethylammonium perfluorooctanesulfonate)

트리-n-헥실-n-테트라데실포스포늄 클로라이드 (Tri-n-hexyl-n-tetradecylphosphonium chloride)

트리옥틸메틸암모늄 티오살리실레이트 (Trioctylmethylammonium thiosalicylate)

트리 (2-하이드록시에틸) 메틸암모늄 메틸설페이트 (Tris (2-hydroxyethyl) methylammonium methylsulfate)

또한 유기 용매로는,

1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로파놀 ( 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol)

1,1,1-트리클로로에탄 (1,1,1-trichloroethane)

1,1,2,2 - 테트라클로로에탄 (1,1,2,2-tetrachloroethane)

1,1,2- 트리클로로트리플루오로에탄(1,1,2-trichlorotrifluoroethane)

1,2,3,5-테트라메틸벤젠(1,2,3,5-tetramethylbenzene)

1,2-부탄디올 (1,2-butanediol)

1,2-디클로로벤진 (1,2-dichlorobenzene)

1,2-디클로로에탄 (1,2-dichloroethane)

1,2-디메톡시벤젠 (베라트롤) (1,2-dimethoxybenzene (veratrole))

1,2-디메톡시에탄(모노글라임)(1,2-dimethoxyethane (monoglyme))

1,2-프로판디올 (1,2-propanediol)

1,3-부탄디올(1,3-butanediol)

1,3-디옥솔란(1,3-dioxolane)

1,3-프로판디올(1,3-propanediol)

1,4-부탄디올 (1,4-butanediol)

1,4-디메틸피페라진 (1,4-dimethylpiperazine)

1,4-디옥산 (1,4-dioxane)

1-부탄올 (1-butanol)

1-클로로부탄 (1-chlorobutane)

1-데칸올 (1-decanol)

1-헥산올 (1-hexanol)

1-메틸타프탈린 (1-methylnaphthalene)

1-메틸피페리딘 (1-methylpiperidine)

1-메틸피롤 (1-methylpyrrole)

1-메틸피롤리딘-2-one (1-methylpyrrolidin-2-one)

1-메틸피롤리딘 (1-methylpyrrolidine)

1-노난올 (1-nonanol)

1-옥탄올 (1-octanol)

1-펜탄올 (1-pentanol)

1-프로판올 (1-propanol)

1-운데칸올 (1-undecanol)

2,2,2-트리클로로에탄올 (2,2,2-trichloroethanol)

2,2,2-트리플루오로에탄올 (2,2,2-trifluoroethanol)

2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로판올 (2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol)

2,2,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부탄올 (2,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-butanol)

2,2,4- 트리메틸펜탄 (2,2,4-trimethylpentane)

2,3-부탄디올 (2,3-butanediol)

2,4,6-트리메틸피리딘 (2,4,6-trimethylpyridine)

2,6-디메틸피리딘 (2,6-dimethylpyridine)

2-부탄올 (2-butanol)

2-부탄온 (2-butanone)

2-부톡시에탄올 (2-butoxyethanol)

2-클오로에탄올 (2-chloroethanol)

2-헥산올 (2-hexanol)

2-메톡시에탄올 (2-methoxyethanol)

2-메톡시에틸 에테르 (2-methoxyethylether (diglyme))

2-메틸-1,3-프로판디올 (2-methyl-1,3-propanediol)

2-메틸-1-부탄올 (2-methyl-1-butanol)

2-메틸-1-펜탄올 (2-methyl-1-pentanol)

2-메틸-1-프로판올 (2-methyl-1-propanol)

2-메틸-2-부탄올 (2-methyl-2-butanol)

2-메틸-2-프로판올 (2-methyl-2-propanol)

2-메틸부탄 (2-methylbutane)

2-메틸부티르 산 (2-methylbutiric acid)

2-메틸퓨란 (2-methylfuran)

2-메틸피리딘 (2-methylpyridine)

2-메틸테트라히드로푸란 (2-methyltetrahydrofuran)

2-옥탄올 (2-octanol)

2-펜탄올 (2-pentanol)

2-펜탄온 (2-pentanone)

2-페닐에탄올 (2-phenylethanol)

2-프로판올 (2-propanol)

2-피롤리디논 (2-pyrrolidinone)

3,5,5- 트리메틸-2-시클로헥센온 (이소포론) (3,5,5-trimethyl-2-cyclohexenone (isophorone)

3-헥산올 (3-hexanol)

3-메틸-1-부탄올 (3-methyl-1-butanol)

3-메틸-2-부탄올 (3-methyl-2-butanol)

3-펜탄올 (3-pentanol)

3-펜탄온 (3-pentanone)

4-메틸-2-펜탄온 (4-methyl-2-pentanone )

아세트 산 (acetic acid)

아세톤 (acetone)

아세토나이트릴 (acetonitrile)

아세토페논 (acetophenone)

알릴알코올 (2-프로페놀) (allyl alcohol (2-propenol))

아니솔 (메틸페닐에테르) (anisol (methyl phenyl ether))

벤젠 (benzene)

벤존나이트릴 (benzonitrile)

벤질 알코올 (benzyl alcohol)

브로모벤젠 (bromobenzene)

부티로니트릴 (butyronitrile)

카본 디술피드 (carbon disulfide)

클로로에세토나이트릴 (chloroacetonitrile)

클로로벤젠 (chlorobenzene)

클로로폼 (chloroform)

시네올 (cineole)

시스-데칼린 (cis-decaline)

사이클로헵테인 (cycloheptane)

시클로헵탄올 (cycloheptanol)

시클로헥세인 (cyclohexane)

시클로헥산올 (cyclohexanol)

시클로헥사논 (cyclohexanone)

시클로헥실아민 (cyclohexylamine)

시클로옥탄 (cyclooctane)

시클로옥탄올 (cyclooctanol)

시클로펜탄 (cyclopentane)

시클로펜탄올 (cyclopentanol)

시클로펜탄온 (cyclopentanone)

데칼린 (decaline)

데칸 (decane)

디벤질 에테르 (dibenzyl ether)

디클로로아세트산 (dichloroacetic acid)

디클로로메틸렌 (dichloromethane)

디에틸 에테르 (diethyl ether)

디이소프로필 에테르 (diisopropyl ether)

디메톡시메탄 (dimethoxymethane)

디메틸 카보네이트 (dimethyl carbonate)

디메틸 설파이트 (dimethyl sulphite)

디메틸 술폭시드 (dimethyl sulfoxide)

디-n-부틸 에테르 (di-n-butyl ether)

디-n-부틸 옥살레이트 (di-n-butyl oxalate)

디-n-부틸아민 (di-n-butylamine)

디-n-헥실 에테르 (di-n-hexyl ether)

디-n-펜틸 에테르 (di-n-pentyl ether)

디-n-프로필 에테르 (di-n-propyl ether)

도데칸 (dodecane)

에탄올 (ethanol)

에틸2-메톡시 아세테이트 (ethyl 2-methoxy acetate)

에틸 아세테이트 (ethyl acetate)

에틸 벤조에이트 (ethyl benzoate)

에틸 살리실네이트 (ethyl salicylate)

에틸벤젠 (ethylbenzene)

에틸 시클로헥산 (ethylcyclohexane)

에틸렌글리콜 (1,2-에탄디올)ethylen glycol (1,2-ethanediol)

에틸렌디아민 (ethylenediamine)

플루오로벤젠 (fluorobenzene)

포름아미드 (formamide)

프름산 (formic acid)

퓨란 (furan)

가스 (gas)

g-부틸로락톤 (g-butyrolactone)

글리세롤 (glycerol (1,2,3-propanetriol))

헵탄 (heptane)

헵탄산 (heptanoic acid)

헥사데칸 (hexadecane)

헥사플루오로벤젠 (hexafluorobenzene)

헥산 (hexane)

헥산산 (hexanoic acid)

헥사메틸포스포릭 산 트리아미드 (HMPA (hexamethylphosphoric acid triamide))

요오도벤젠 (iodobenzene)

요오도화에틸 (iodoethane)

이소아밀아세테이트 (isoamyl acetate)

이소부티르산 (isobutiric acid)

이소부티로니트릴 (isobutyronitrile)

이소발레르산 (isovaleric acid)

m-크레졸 (m-cresol)

메시틸렌 (mesitylene)

메탄올 (methanol)

아세트산 메틸(methyl acetate)

벤조산메틸 (methyl benzoate)

포름산메틸 (methyl formate)

살리실산메틸 (methyl salicylate)

메틸시클로헥산 (methylcyclohexane)

메틸렌 클로라이드 (Methylene chloride)

모르폴린 (morpholine)

m-크실렌 (m-xylene)

N, N'-디메틸프로필렌우레아 (N, N'-dimethylpropyleneurea)

N, N- 디메틸아세트아미드 (N, N-diethylacetamide)

N, N-디에틸포름아미드 (N, N-diethylformamide)

N, N-디메틸아세트아미드 (N, N-dimethylacetamide)

N, N-디메틸아닐린 (N, N-dimethylaniline)

N, N-디메틸시클로헥실아민 (N, N-dimethylcyclohexylamine)

N, N-디메틸포름아미드 (N, N-dimethylformamide)

n-아세트산부틸 (n-butyl acetate)

n-부틸 메틸 아민 (butyl methyl amine)

n-부틸메틸에테르 (n-butyl methyl ether)

n-부틸아민 (n-butylamine)

n-부틸벤젠 (n-butylbenzene)

n-부틸시클로헥산 (n-butylciclohexane)

n- 부티르산 (n-butyric acid)

니트로벤젠 (nitrobenzene)

니트로에탄 (nitroethane)

니트로메탄 (nitromethane)

N-메틸아세트아미드 (N-methylacetamide)

N-메틸아닐린 (N-methylaniline)

N-메틸시클로헥실아민 (N-methylcyclohexylamine)

N-메틸포름아미드 (N-methylformamide)

N-메틸이미다졸 (N-methylimidazole)

노난 (nonane)

노난산 (nonanoic acid)

n-프로필 아세테이트 (n-propyl acetate)

n-프로필 포메이트 (n-propyl formate)

n-프로필벤젠 (n-propylbenzene)

n-프로필시클로헥산 (n-propylcyclohexane)

옥탄 (octane)

옥탄산 (octanoic acid)

자일렌 (o-xylene)

펜타데케인 (pentadecane)

펜타플루오로프로피닉 산 (pentafluoropropionic acid)

펜탄 (pentane)

퍼플루오로헥산 (perfluorohexane)

퍼플루오루피리딘 (perfluoropyridine)

석유 에테르 (petroleum ether)

피페리딘 (piperidine)

프로파길알코올 (propargyl alcohol (2-propynol))

프로피온산 (propionic acid)

프로피오니트릴 (propionitrile)

프로피오페논 (propiophenone)

프로필렌 카보네이트 (propylene carbonate)

p-크실렌 (p-xylene)

피라딘 (pyridine)

피롤 (pyrrole)

피롤리딘 (pyrrolidine)

술포란 (sulfolane)

tert-부틸메틸에테르 (tert-butyl methyl ether)

tert-부틸벤젠 (tert-butylbenzene)

tert-부틸시클로헥산 (tert-butylcyclohexane)

테트라클로로메탄 (tetrachloromethane)

테트라히드로푸란 (tetrahydrofuran)

테트라히드로피란 (tetrahydropyran)

테트라히드로티오펜 (tetrahydrothiophene)

테트랄린 (tetraline)

테트라메틸구아니딘 (tetramethylguanidine)

테트라메틸요소 (tetramethylurea)

티오아니솔 (thioanisole)

톨루엔 (toluene)

트라이아세틴 (triacetin)

트리클로로에텐 (trichloroethene)

트라이에틸 인산염 (triethyl phosphate)

트라이에틸 아인산염 (triethyl phosphite)

트리에틸아민 (triethylamine)

트리플루오로아세트산 (trifluoroacetic acid)

트리플루오로-m-크레졸 (trifluoro - m-cresol)

트리플루오로메틸벤진 (trifluoromethylbenzene)

트리메틸 trimethyl orthoformate

트리메틸 trimethyl phosphate

트리메틸 trimethyl phosphite

트리메틸아세트 산 (trimethylacetic acid)

트리-N-부틸아민(tri-n-butylamine)

트리-n-프로필아민 (tri-n-propylamine)

운데칸 (undecane)

발레르 산 (valeric acid)

발레로니트릴 (valeronitrile)

또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 캐퍼시터용 전해액은 통상 -20∼50℃의 온도 범위, 더 넓게는 -50∼400℃에서도 안정한 특성을 유지한다. 본 발명의 전해액은 전기 이중층 캐퍼시터 또는 의사 캐퍼시터 등에 적용될 수 있다.

기체(1)

본 발명에 따른 IC 타입 2차 전지의 기체(1)는

기본 외형을 구성하고, 내부에 수용되는 전해질 및 전해액을 보호하는 것으로, 철, 합금강, 니켈 도금강, 합성수지 등 여러 재질이 선택적으로 사용될 수 있고, 직사각, 정사각 등의 기본 형태는 몰론 마름모, 사다리꼴, 평형사변형, 삼IC 타입 등 각(角)진 형태는 어떠한 형상으로도 제작될 수 있다.

예를 들어 첨부된 도 1은 자동차 등에 사용되는 IC 타입 2차 전지의 일예이고, 첨부된 도 4는 핸드폰 등에 사용되는 형태이다.

또한 본 발명은 전극과 세퍼레이터가 교호로 세워지는 형태와, 도 3같이 감아지는 형태 또는 지그 재기 형태로 접어지는 구성으로 이루어질 수 있다.

도면 부호 200은 스위치이다.

이 스위치는 본 발명이 적용되는 장치에 끼워졌을 때 이 스위치가 접속하여 ON 상태가 되었을 때만 충전 또는 방전이 이루어지도록 하는 것으로, 대용량을 충전하고 있는 발명의 전지가 외부적인 요인에 의해 순간 방전으로 폭발할 수 있는 위험을 방지하기 위한 것이다.

여기서 스위치는 접촉식, 누름 방식 등 어떠한 것도 가능하며, 도면과 같이 상면에만 위치하는 것이 아니라 기체 어느 위치에 있어도 무방하며, 본 발명이 사용되는 장치에는 스위치와 접속하는 수단이 구비되는 것은 당연한 것이다.

집전체(10)

본 발명에 따른 집전체(10)는 대향 배치되는 양극(+)집전체와, 음극(-)집전체로 구성되고, 이들은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(AU) 또는 다른 여러 종의 금속으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 구리를 양극집전체로, 알루미늄을 음극집전체로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 양극집전체와 음극집전체는 서로 마주보는 형태로, 각각에는 전극이 접합되도록 하되, 필요에 따라서는 도포, 증착 방법으로도 구성될 수 있다.

한편, 첨부된 도 5 내지 7은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

이 실시 예는 단 시간에 많은 량의 에너지가 충전 또는 방전되는 것을 대비하여 위한 것으로, 접속 면적을 크게 증가시킨 구조이다.

예를 들어, IC 타입 2차 전지를 포함하는 2차 전지에는 얇고 폭이 좁은 단자가 집전체와 연결되어 이를 통해 충전 및 방전이 이루어진다.

그러나 이러한 형태는 충전 용량이 대단히 크고, 충전 및 방전이 급속도로 이루어지는 본 발명에서 단자가 끓어질 우려가 있다.

따라서 본 발명은 접속 면적을 증가시키는 방법으로, 도면과 같이 음극집전체와 양극집전체를 서로 엇갈리게 배치하고, 상부 및 하부로 돌출된 각 집전체 전체가 외부 단자와 연결되도록 하는 것이다.

물론 돌출된 집전체에 별도의 캡을 씌우고, 이 캡과 외부 단자를 연결하는 예도 가능하다. 여기서 캡은 돌출된 집전체를 강제로 누르며 씌워지는 캡과, 캡 안쪽으로 벽을 세워 이 벽들 사이 사이에 집전체를 끼워져 접속 면적을 증가시키는 구성도 있다.

전극(20)

본 발명의 상기 전극(20)은 분극성 또는/및 전도성으로 구성될 수 있으며, 하나의 IC 타입 2차 전지에 동일한 형태로 구비되거나 서로 다른 형태로 전극이 구비될 수 있다.

예를 들어, 양극집전체 또는 음극집전체에 접합된 전극 중 어느 하나는 분극성 전극으로 구성되고, 다른 집전체에는 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극이 접합되는 것이다.

상기 전극(20)은 활성탄, 그래핀, 흑연 또는 탄소나노튜브, 풀러렌, 테프론 중 어느 하나가 사용되며, 동일한 재질 또는 음극과 양극이 서로 다른 재질로 구성될 수 있다.

또한 톱밥 활성탄, 야시가라 활성탄, 피치ㆍ코크스(pichcokes)계 활성탄, 페놀 수지계 활성탄, 폴리아크릴로니트릴계 활성탄, 셀룰로오스계 활성탄 등으로 제조될 수 있으며, 여기에 금속 산화물계 재료로, 예를 들면 산화루테늄, 산화망간, 산화코발트 등을 들 수 있다. 도전성 고분자 재료도 사용될 수 잇으며, 예를 들면 폴리아닐린막, 폴리피롤막, 폴리티오펜막, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)막 등을 예로 들 수 있다.

이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖는 전극은, 활성탄이나 테프론을 접합제(Binder)를 사용하여 집전체에 접합시켜 구성하거나, 또는 그래핀이나 풀러렌이 분극성을 갖도록 접합하는 것이 바람직하다.

이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극은, 집전체에 활성탄, 그래핀, 탄소나노튜브, 또는 풀러렌이 분극성과 전도성을 갖도록 접합하여 구성한다.

여기서 분극성을 갖는 다공질의 활성탄은 야자열매 섬유를 탄소화시켜 만든다. 이렇게 만들어진 활성탄을 접합제를 사용하여 집전체에 접합시키면 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖는 전극이 만들어지게 된다. 예를 들어 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 활성탄은, 분극성을 갖는 활성탄에 요오드(I3)와 같은 할로젠 원소 등을 도핑하여 만든다.

이렇게 만들어진 활성탄을 접합제를 사용하여 집전체에 접합시키면 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극이 만들어지게 되는 것이다.

다른 예로, 본 발명에 적용되는 그래핀은 탄소가 육IC 타입의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질로, 도면에 표시되는 바와 같이, 2차원 평면인 x-y축으로는 전자가 흐를 수 있어 전도성을 갖지만, z축으로는 비전도성을 갖는 특성이 있는 물질이다.

따라서 도8b에서 도시되는 바와 같이, 집전체 면에 그래핀의 2차원 평면이 평행하게 놓이도록 접합하면 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖는 전극이 만들어지고, 도8c에서 도시되는 바와 같이 집전체에 그래핀의 2차원 평면이 수직이 되도록 접합하면 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극이 만들어지는 것이다.

또 다른 전극으로 본 발명은 탄소나노튜브가 사용될 수 있다.

이 탄소나노튜브는 이미 알려진 바와 같이, 탄소 6개로 이루어진 육각 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 것으로 합성 조건에 따라 관의 지름을 다르게 할 수 있다.

도 9에 도시되는 바와 같이 키랄성(Chirality)를 제어하여 전기적 특성을 제어할 수 있는데 이를 이용하여 탄소나노튜브가 이온내포풀러렌에 대해 분극성만 갖도록 하거나, 또는 분극성과 전도성 모두를 갖도록 만들 수 있다. 따라서 집전체에 탄소나노튜브를 성장시킬 시 키랄성을 제어하여 전도성이 없도록 성장시키면 이온내포풀러렌에 대해 분극성만 갖는 전극이 만들어지며, 키랄성을 제어하여 전도성을 갖도록 성장시키면 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극을 만들 수 있다.

다시 말해, 탄소나노튜브의 키랄성은 형성된 6IC 타입의 구조에 따른 키랄 벡터(chiral vector) 지수로, 의자형(n=m), 나선형(n,m), 지그재그형(n,O) 등이 있다. 탄소나노튜브는 각각의 형태에 따라 반도체 또는 금속과 같은 전기적인 특성을 나타내는 것이다.

또 다른 예로 본 발명은 상기 전극(20)으로 풀러렌이 사용될 수 있다.

이 풀러렌은 레이저를 조사하면 풀러렌을 결합시킬 수 있다. 도6a는 2개의 풀러렌이 결합되는 것을 나타낸 것이고, 도 6b와 도 6c는 x-y 평면으로 결합된 것을 나타낸 것이다. 두 개 이상의 풀러렌이 결합된 풀러렌은 결합 방향과 인가되는 전압에 따라 전기전도도가 달라지며 이를 조절하여 분극성만 가지는 전극, 또는 분극성과 전도성을 모두 가지는 전극을 만들 수 있다.

풀러렌과 집전체와의 결합은 풀러렌이 구리(Cu)나 금(Au)의 표면에 흡착되는 성질을 이용하여 결합시킬 수 있다. 즉, 밀러 지수(Miller index)를 갖는 구리(Cu)나 금(Au)의 밀러면 위에 풀러렌을 놓으면, 도7에 도시되는 바와 같이, 풀러렌이 집전체로 사용되는 금(Au)이나 구리(Cu)에 흡착되는 되는데 이를 이용하여 집전체 위에 풀러렌 전극을 형성하는 것이다. 이와는 별도로 풀러렌을 집전체 위에 접합제를 사용하여 접합시킬 수도 있다.

또한 본 발명의 IC 타입 2차 전지는 세퍼레이터가 포함되며, 이 세퍼레이터로서는 전자 절연성이 높고, 전해액의 습윤성이 우수하여 이온 투과성이 높은 것이 바람직하고, 또한 인가 전압 범위 내에 있어서 전기 화학적으로 안정될 필요가 있다. 세퍼레이터의 재질은 특별히 한정은 없지만, 레이온이나 마닐라삼 등을 포함하는 초지; 폴리올레핀계 다공질 필름; 폴리에틸렌 부직포; 폴리프로필렌 부직포, 유리 섬유 등이 바람직하게 이용된다.

한편, 본 발명은 탄소나노튜브 전극을 구성할 수 있다.

음극집전체 및 양극집전체로 이루어지는 본 발명에서, 이들 집전체 중 어느 하나에 탄소나노튜브를 성장 또는 접합하여 전극으로 구성하고, 다른 집전체에는 활성탄 등의 제2전극이 접합하는 것이다.

당연하게도 상기 탄소나노튜브 전극은 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극이 선택될 수 있으며, 제2전극 역시 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두는 전극이 선택적으로 사용될 수 있다.

상기 탄소나노튜브 전극은 상기한 바와 같이 키랄성(Chirality)를 제어하여 전기적 특성을 제어하고, 제 2전극은 활성탄 또는 테프론으로 분극성을 구성한다.

또한 제 2전극은 상기한 바와 같이, 그래핀의 접합 방향을 제어하여 분극성을 갖도록 구성하거나, 탄소나노튜브의 키랄성을 제어하여 분극성을 갖도록 구성하거나, 또는 풀러렌의 접합 방향을 제어하는 것으로 분극성을 갖도록 한다.

상기 제 2전극은 활성탄에 할로겐 원소를 도핑하여 상기 활성탄이 전도성을 갖도록 함으로써 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖도록 하거나, 그래핀의 접합 방향을 제어하거나 또는 풀러렌의 접합 방향을 제어하여 상기 그래핀 또는 풀러렌이 전도성을 갖도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 상기 탄소나노튜브의 전극에 이온내포풀러렌이 주입되는 것이다. 이온내포풀러렌이 주입됨으로서 이온과 전극이 최단 거리에 위치하고, 따라서 충전 특성 및 방전 특성이 비약적으로 향상된다.

바람직하기로 상기 이온내포풀러렌은 리튬이온내포풀러렌이 좋다.

진공챔버(12)

한편 본 발명의 IC 타입 2차 전지의 내부에는 진공챔버를 구비하여, 전하의 충전 작용이 진공 중에서 이루어지도록 함으로써, 아주 낮은 전압부터 수십만 kV에 이르는 전압에 이르기까지 충전이 가능함은 물론, 충전 용량을 비약적으로 향상시키고, 충전 특성 및 방전 특성을 향상시키도록 한다.

본 발명에 따른 진공챔버는 탄화규소, 유리, 석영 또는 플라스틱, 비철금속 중 어느 하나로 형성되도록 하되, 본 발명에서는 탄소나노튜브가 성장할 수 있는 탄화규소를 이용하여 진공챔버를 성형하는 것이 바람직하다.

본 발명의 진공챔버는 기체와 동일 유사하게 사각 형상으로 성형 또는 다른 여러 방식으로 제작될 수 있다.

상기 진공챔버를 이용한 본 발명의 2차 전지는, 탄화수소로 진공챔버를 성형하는 단계와, 상기 진공챔버의 내면에 집전체를 접합하는 단계와, 상기 집전체에 탄소나노튜브를 형성하는 단계와, 상기 탄소나노튜브에 전해질을 구성하는 이온내포풀러렌을 주입하는 단계와, 상기 진공 단계와, 밀봉 단계;로 구성된다.

다른 실시 예로 본 발명은, 탄화수소 또는 유리로 진공챔버를 성형하는 단계와, 베이스판에 집전체를 설치하고 이 집전체에 전극을 접합하는 단계와, 상기 베이스판을 상기 진공챔버에 조립하여 집전체가 진공챔버에 끼워지도록 하는 단계와, 상기 베이스판과 진공챔버를 열 융착하는 단계와, 상기 진공 단계와, 밀봉 단계;로 구성된다.

또 다른 실시 예로 본 발명은, 탄화수소 또는 유리로 진공챔버를 성형하는 단계와, 베이스판에 음극집전체와 양극집전체를 설치하는 단계와, 상기 집전체 중 어느 하나에는 탄소나노튜브가 형성되고 다른 집전체에는 제 2전극을 형성하는 단계와, 상기 베이스판을 상기 진공챔버에 조립하여 집전체가 진공챔버에 끼워지도록 하는 단계와, 상기 베이스판과 진공챔버를 열 융착하는 단계와, 상기 진공 단계와, 밀봉 단계;로 구성된다.

여기서 상기 탄소나노튜브에는 특징적으로 이온내포풀러렌이 주입되고, 상기 제 2전극은 활성탄, 그래핀, 흑연 또는 탄소나노튜브, 풀러렌, 테프론 중 어느 하나가 사용되며, 상기한 바와 같이 분극성 또는 분극성과 전도성 모두를 갖는 전극 중 하나가 선택된다.

한편, 본 발명은 공기를 빼내는 진공 작업 중 주입된 전해질의 음이온과 양이온이 서로 작용하여 외부로 유출되지 않는 특성을 갖는다. 따라서 본 발명은 전해질의 유출 없이 자연스럽게 진공을 진행 할 수 있다.

첨부된 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 진공챔버의 예를 도시한 것이다.

이중 도 3은 상부에 확관(14)이 마련되고, 이 확관(14)의 하부에 병목부(16)가 마련된 구성으로, 내부에 전극을 형성한 상태에서, 확관에 진공펌프가 연결되어 공기를 빼내고, 진공 작업 후 병목부에 열을 가해 용접하여 밀봉하는 것이다

다른 예로 도 3의 진공챔버에서 저면이 개방된 상태로 구성하고, 이 저면의 개방부를 통해 집전체와 전극을 형성한 다음, 동일한 재질의 바닥판으로 열융착하여 밀봉하는 것이다.

또 다른 에로 본 발명은 도 4와 같이, 저면이 개방된 진공부재를 마련하고, 베이스판을 이용하여 전극이 수납되도록 한 다음 베이스판과 진공부재를 열 융착하는 것이다.

예컨대, 유리 등으로 이루어진 베이스판을 구성하고, 이 베이스판 위에 양극집전체와 음극집전체를 세워 구성하는 것이다. 상기 양극 및 음극집전체 중 어느 하나에는 탄소나노튜브가 형성되고, 다른 집전체에는 활성탄으로 이루어진 제2전극이 접합된다. 또한 상기 탄소나노튜브에는 이온내포풀러렌이 주입되며, 상기 탄소나노튜브와 제2전극은 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극 중 선택적으로 구성된다.

이 상태에서 상기 베이스판을 진공부재의 저면 개방부에 끼워지며, 양극집전체와 음극집전체는 진공챔버 내부에 위치하고, 베이스판과 개방부를 열 융착하는 것으로 마무리한다. 이후 베이스판에 구비된 확관을 통해 빼낸 다음 밀봉하여 2차 전지를 제조하는 것이다.

한편, 본 발명은, 진공챔버에 음극 및 양극집전체가 접합 또는 수납되는 것으로 설명되고 있으나, 경우에 따라서는 여러 겹의 집전체와 전극이 코일형 또는 동심원으로 감아진 상태로 진공챔버에 넣어지거나 평판 형태의 집전체 및 전극 여려 겹이 끼워지는 것도 당연하게 구성될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 IC 타입 2차 전지의 실시 예를 설명한다.

[제1실 시예]

본 발명의 제 1실시 예는 비수성 전해액(E)을 이용한 IC 타입 2차 전지이다. (도 14 참조)

기체는 도 1 및 도 4와 같이 정육면체 또는 직육면체로 구성되고, 이 기체 내부에 집전체와 전극 그리고 비수성 전해액이 충진되는 것이다.

상기 기체(1)의 내부에 집전체(10) 즉 구리(CU) 이루어진 양극집전체, 알루미늄(Al)으로 음극집전체를 구성하되, 경우에 따라 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 음극집전체와 양측집전체를 서로 엇갈리게 배치하고, 각각의 돌출 부위에 접속 캡을 씌운 다음 외부 단자와 연결하는 구성도 있다.

상기 각 집전체에는 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 가지는 전극(20)이 선택적으로 접합된다.

구체적으로 본 발명은 알루미늄으로 이루어진 음극집전체와 구리로 이루어진 양극집전체 위에 활성탄을 접합제로 접합한 후, 할로젠 원소인 요오드를 도핑하여 분극성과 전도성을 갖는 전극을 만들 수 있다.

여기에 이온내포풀러렌(30)을 포함하는 비수성 전해액이 충진된다.

비수성 전해액은 (A) 이온내포 풀러렌 또는 그 염 또는/및 (B) 이온액체 폴리머; (C) 비수성 유기용매; (D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 포함한다.

이중 하나의 실시 예는 상기 비수성 유기 용매와 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:1로 혼합하고, 이 유기 용매 혼합물 100중량부에 대하여 전해질 리튜이온내포풀러렌 0.1 ∼ 50중량부가 포함하는 전해액을 충진한다.

또 다른 실시 예는 상기 비수성 유기 용매와 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:1로 혼합하고, 이 유기 용매 혼합물 100중량부에 대하여 전해질 리튜이온내포풀러렌 0.1 ∼ 50중량부, 양이온 폴리머 또는 음이온 폴리머 또는 이중성 폴리머 중 어느 하나의 폴리머 1 ∼ 50중량부가 더 포함된 비수성 전해액을 충진하는 것이다.

여기서 이온내포풀러렌은 리튬이온내포풀러렌이며, 별도로 설명하지 않아도 이에 대응하는 음이온이 포함하고 있는 것이다.

전해액을 상기 전극 사이에 충진한 후 기체를 밀봉하여 본 실시 예에 의한 IC 타입 2차 전지를 만드는 것이다.

다음은 본 발명의 충전 과정을 설명한다.

본 발명의 2차 전지에 전압이 인가되기 시작하면, 두 전극 사이에 전기장이 형성되고, 가장 먼저 움직임 거의 없는 이온액체폴리머에 1충전이 이루어진다.

다음 상기 전기장에 이끌려 이온내포풀러렌은 음전극 쪽으로 이동되고, 함께 주입된 음이온은 양전극 쪽으로 이동되어 전기이중층을 형성하게 되며, 이온내포풀러렌에 내포된 이온에 의한 2차 충전이 이루어지게 된다.

이온내포풀러렌에 내포된 이온에 의한 2차 충전이 이루어진 후에는, 음극집전체를 통해 이동되어온 전자가 음전극을 통해 이온내포풀러렌의 축퇴된 분자궤도에 주입되어 이온내포풀러렌의 분자궤도에 의한 3차 충전이 이루어지게 되는 것이다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

풀러렌에는 축퇴된 분자궤도가 5개 존재하고, 이 분자궤도 각각에 전자가 1개씩 들어갈 수 있다.

도 16은 리튬이온풀러렌의 CV(Cyclic Voltammetry) 곡선을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, CV 곡선을 따라 전자의 환원과 산화가 이루어지게 된다. 즉, 화살표 ① 내지 화살표 ⑤가 가리키는 지점마다 전자가 하나씩 들어가 충전이 이루어진 후, 화살표 ⑥ 내지 화살표 ⑩이 가리키는 지점에서 전자가 하나씩 나와 방전이 이루어지게 된다.

따라서 본 발명은 이온액체폴리머에 의한 1차 충전과, 리튬이온내포풀러렌에 의한 2차 충전이 이루어진 다음, 전압이 점점 상승하여 리튬이온내포풀러렌에 존재하는 분자궤도의 환원전위 이상의 전압이 인가되면, 도면에 도시되는 바와 같은 그래프를 따라 다음과 같이 순차적으로 전자가 이동하여 3차 충전이 이루어지게 된다(① 내지 ⑤). 이때 상기 음전극의 전도성을 이용한다.

Li@C60 <-> Li@C60^-¹<-> Li@C60^-²<-> Li@C60^-³<-> Li@C60^-⁴<-> Li@C60^-5

또한, 풀러렌 중공에 리튬이온이 내포되면 풀러렌의 분자궤도에 대한 환원전위가 0.7eV 만큼 낮아지는데, 이로 인해 충방전 효율이 더욱 향상된다.

이때 충전되는 충전량은 리튬이온에 의한 충전량의 6배가 된다. 또한 1나노 크기의 C60 풀러렌을 이용하여 충전과 방전을 행하므로 에너지 저장 밀도가 현격히 높아진다. 또한, 화학반응을 이용한 에너지 저장이 아니므로 에너지 손실 및 열 발생이 없고, 순간 충전 및 순간 방전이 가능하게 된다. 이때 전해액의 성분 및 성분비를 제어하여 충방전 특성을 제어할 수 있다.

한편 스위치(SW)가 오프 되면, 충전할 때와는 반대의 과정을 거쳐 방전이 이루어지게 된다. 즉 도6의 ⑥ 내지 ⑩ 그래프의 경로를 따라 방전이 이루어진 후, 리튬 이온에 의해 충전된 전하도 방전되게 되는 것으로, 상기와 같은 과정을 반복하여 충전 과정 방전 과정을 행하게 된다.

상기의 실시예에 있어서는 C60 풀러렌을 사용하여 이온내포풀러렌을 구성하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 등의 풀러렌을 사용할 수 있음은 물론, 풀러렌 염을 사용하여 본 발명의 기술적 사상을 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

[제 2실시 예]

본 발명의 제 2실시 예는 탄소나노튜브 전극으로 2차 전지를 구성하는 것이다. (도 14 참조)

상기 기체(1)의 내부에 집전체(10) 즉 구리(CU) 이루어진 양극집전체, 알루미늄(Al)으로 음극집전체를 서로 대향측에 접합한다.

이 음극집전체와, 양측집전체 중 어느 하나에 탄소나노튜브가 형성되고, 이 탄소나노튜브에 이온내포풀러렌을 주입한다.

이온내포풀러렌은 리튬이온내포풀러렌이 주입되며, 탄소나노튜브 전극의 대향측 집전체에는 활성탄으로 이루어진 제 2전극이 접합된다.

상기 탄소나노튜브 전그과, 제 2전극은 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 가지는 전극(20)이 선택적으로 구성되는 것이다.

여기에 더하여 본 발명은 상기 전극 사이에 상기 비수성 전해액이 더 충진될 수 있다.

즉 비수성 전해액은 (A) 탄소나노튜브에 주입된 상기 이온내포 풀러렌 또는 그 염 또는/및 (B) 이온액체 폴리머; (C) 비수성 유기용매; (D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 포함한다.

예를 들어 상기 비수성 유기 용매와 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:1로 혼합하고, 이 유기 용매 혼합물 100중량부에 대하여 전해질 리튜이온내포풀러렌 0.1 ∼ 50중량부가 포함하는 전해액을 충진한다.

[제 3실시 예]

본 발명의 2차 전지는 전해질 및 진공챔버를 이용하여 IC 타입 2차 전지를 제조할 수 있다. 이하, 일례로서 진공 2차 전지의 구조에 대해서 설명한다.(도 15 참조)

진공챔버 성형 단계

사각 기체 내부에 설치되는 진공챔버(12)는 탄화규소, 유리, 석영, 합성수지, 또는 비철금속 중 어느 하나를 성형하여 제조하되, 본 발명에서는 탄화규소를 성형하여 제조한다.

진공챔버는 저면이 개방된 형태이고, 확관은 진공챔버 상부에 구비되거나 별도로 구비되는 저면을 막는 커버에 구비될 수 있다.

집전체, 전극 접합 단계

상기 진공챔버의 내면에 음극집전체와 양극집전체가 대향측 각각에 접합되고, 각 집전체에 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극이 선택적으로 접합된다. 바람직하기로는 활성탄 전극이 접합된다.

전해질 주입 단계

본 발명에 따른 전해질은 이온내포풀러렌 특히 리튬이온내포풀러렌이 사용되다.

진공 및 밀봉 단계

전해질 주입 후, 진공챔버의 저면을 커버로 막아 열 융착한다.

다음 상기 진공챔버의 확관에 진공펌프와 연결되는 밸브가 설치되고, 이 밸브를 개방하여 공기를 빼낸다. 이때 전해질은 음극과 양극이 서로 상호 작용으로 외부로 유출되지 않으며, 진공 작업 후 밸브를 폐쇄한 다음 병목부에 열을 가해 용접, 밀봉하는 것이다.

[제 4실시 예]

본 발명의 2차 전지는 전해질 및 진공챔버 그리고, 진공챔버에 형성되는 탄소나노튜브를 이용하여 IC 타입 2차 전지를 제조할 수 있다. 이하, 일례로서 진공 2차 전지의 구조에 대해서 설명한다.(도 16참조)

기체 제조 단계

본 발명에 따른 기체는 정사각, 직사각 형상을 기본으로 하며, 여기에 다른 형태의 사각 기체를 구성할 수 있다.

기체는 합금, 비철금속, 합성수지로 구성될 수 있으며, 성형 또는 절곡, 용접 작업을 통해 제조될 수 있다.

진공챔버 성형 단계

본 발명에 따른 진공챔버(12)는 탄화규소, 유리, 석영, 합성수지, 또는 비철금속 중 어느 하나를 성형하여 제조하되, 본 발명에서는 탄화규소를 성형하여 제조한다.

진공챔버는 저면이 개방된 형태이고, 확관은 진공챔버 상부에 구비되거나 별도로 구비되는 베이스판에 확관이 구비하는 형태 등 어떠한 것도 무방하다.

집전체, 전극 접합 단계

상기 진공챔버를 탄화규소로 형성할 경우에는 진공챔버 외부에 집전체를 접합한 후, 그 내면에 탄소나노튜브를 성장시켜 전극을 형성할 수 있으며, 이때 대향측에는 상기 집전체와 다른 극성의 집전체가 구비되고, 이 집전체에 활성탄으로 이루어진 제 2전극이 접합되는 구성이다.

다른 한편으로 본 발명은 베이스판이 사용될 수 있다.

상기 진공챔버를 유리로 형성하고, 유리로 이루어진 베이스판 위에, 이 베이스판을 관통하는 전선을 통해 상부에 세워진 양극집전체와 음극집전체를 연결하고, 상기 양극집전체와 음극집전체 중 어느 하나에 탄소나노튜브가 접합 또는 성장되며, 대향측에는 제 2전극이 접합된다.

전해질 주입 단계

본 발명에 따른 전해질은 이온내포풀러렌 특히 리튬이온내포풀러렌이 사용되며, 이 리튬이온내포풀러렌이 탄소나노튜브에 주입된다.

진공 및 밀봉 단계

전해질 주입 후, 진공챕버의 저면을 막게되며, 베이스판의 경우 진공챔버의 저면 개방부에 끼워져 집전체를 수납하고, 열융착 한다.

한편 본 발명에서 진공챔버를 이용하는 2차 전지는, 리튬이온내포풀러렌만 전해질로 사용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서, 진공챔버 내부에 본 발명의 비수성 전해액이 선택적으로 더 주입될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 IC 타입 2차 전지는 이온내포풀러렌과 이온폴리머 그리고 방향족탄화수소와 비수성 유기 용매를 포함하고, 전극 구조를 개선하며 진공챔버를 사용함으로써, 충전 용량을 비약적으로 증가시키고, 충전 및 방전 특성을 향상시키며, 경량화 초형화가 가능하여 범용성이 뛰어난 2차 전지이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 본체 20 : 전극
30 : 이온 내포 풀러렌

Claims

IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써,
사각의 육면체로 구성되는 기체;
상기 기체로부터 인출된 단자;
상기 기체의 내부에 구비되는 음극집전체와 양극집전체;
상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극;
상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
IC 타입으로 이루어진 2차 전지로써,
사각의 육면체로 구성되는 기체;
상기 기체로부터 인출된 단자;
상기 기체의 내부에 구비되는 진공 챔버;
상기 진공 챔버의 내면 또는 외면에 접합되는 양극집전체와 음극집전체로 구성된 집전체;
상기 각 집전체에 접합 또는 성장되는 전극;
상기 전극 사이에 충진되는 이온내포풀러렌으로 이루어진 전해질;로 구성된 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 음극집전체와 양극집전체 중 어느 하나에 탄소나노튜브를 성장시켜 전극으로 구성하고, 대향측 집전체에 활성탄 전극이 구비되도록 하되, 상기 탄소나노튜브 전극에 이온내포풀러렌이 주입된 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 3항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 전극과 활성탄 전극은, 분극성 또는 분극성과 전도성을 모두 갖는 전극 중 어느 하나로 선택되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전극은 이온내포플러렌에 대해 분극성 또는 분극성과 도전성을 모두 갖는 형태의 전극 중 하나로 구성되며, 집전체에 동일 또는 서로 다른 형태의 전극이 각각 접합되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 5 항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖는 전극은, 그래핀의 접합 방향을 제어하여 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖도록 구성하거나, 또는 탄소나노튜브의 키랄성을 제어하여 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖도록 구성하거나, 또는 풀러렌의 접합 방향을 제어하여 이온내포풀러렌에 대해 분극성을 갖도록 구성하는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 5항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극은, 활성탄에 할로겐 원소를 도핑하여 상기 활성탄이 전도성을 갖도록 함으로써 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖도록 하는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 5 항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극은, 그래핀의 접합 방향을 제어하거나 또는 풀러렌의 접합 방향을 제어하여 상기 그래핀 또는 풀러렌이 전도성을 갖도록 함으로써 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖도록 하는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 5항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖는 전극은, 탄소나노튜브의 키랄성을 제어하여 상기 탄소나노튜브가 전도성을 갖도록 함으로써 상기 이온내포풀러렌에 대해 분극성과 전도성을 갖도록 하는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
상기 전해질에 할로겐치환방향족탄화수소가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 IC 타입 2차 전지.
제 10항에 있어서, 상기 할로겐치환방향족탄화수소 100중량부에 대하여 이온내포풀러렌 0.5 ∼ 50중량부, 이온폴리머 0.5 ∼ 50중량부가 혼합되는 전해질을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 2항에 있어서, 상기 진공 챔버는 유리, 석영, 합성수지 중 어느 하나로 제작되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체는 정 사각, 직 사각, 마름모, 평행사변형 또는 사다리꼴 또는 삼IC 타입 중 어느 하나로 제작되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 이온내포풀러렌은, 내포되는 이종 원자로서, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘,스트론튬 중 어느 하나인 것을 포함하는 이온내포풀러렌을 이용한 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이온내포풀러렌에 내포되는 원자 이온은 금속인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 원자 이온은 알칼리 금속인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이온 내포 풀러렌은 C60인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이온 내포 풀러렌 염은 Li⁺@·^-인 것을 포함하는 이온내포풀러렌을 이용한 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 원자가 내포된 풀러렌에 대응되는 이온은 Cl^-, Br^-, F^-, I^-, ClO₃ ^-, ClO₄ ^-, BF₄ ^-, A1Cl4^-, PF₆ ^-, SbC₁₆ ^- 또는 SbF₆ ^- 중 어느 하나 또는 2종 이상인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체의 집전체 접합된 전극 사이에 비수성 전해액이 주입되며,
상기 비수성 전해액은
(A) 이온내포 풀러렌 또는 그 염;
(B) 이온액체 폴리머;
(C) 비수성 유기용매; 및
(D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
상기 기체의 집전체 접합된 전극 사이에 비수성 전해액이 주입되며,
상기 비수성 전해액은,
(A) 이온내포 풀러렌 또는 그 염;
(C) 비수성 유기용매; 및
(D) 할로겐 치환 방향족 탄화수소인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 20항에 있어서,
상기 비수성 유기 용매와 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1: 0.5 ∼ 3으로 혼합하고, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 이온내포풀러렌 0.5 ∼ 50중량부를 첨가한 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 20항에 있어서, 상기 비수성 유기용매와 상기 할로겐 치환 방향족 탄화수소의 중량비가 1: 1인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 20항에 있어서, 상기 할로겐치환방향족탄화수소는 할로겐치환벤젠, 할로겐치환나프탈렌 및 할로겐치환안트라센으로 구성된 군에서 선택되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 20항에 있어서, 상기 이온액체 폴리머는 화학식 1 또는 화학식 2의 양이온성 폴리머와 Cl^-,Br^-,BF₄ ^-,PF₆ ^-,(CF₃SO₂)₂N^-,HPO₃R^11-(여기서, R¹¹은 C₁~C₆알킬기) 및 COOH^-로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 음이온이 결합되어 있는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 1]

[화학식 2]

화학식 1 및 2에서 R은 수소 원자, 알킬, 사이클로알킬, 알릴, 아릴 또는 알킬아릴이고, 여기서, 알킬은 C_1-C₆,사이클로알킬은 C_3-C₁₀,알릴은 C_2-C_20,아릴은 C_6-C₂₀이며, n은 5,000 내지 30,000의 정수이다.
제 20항에 있어서, 상기 이온액체 폴리머는 화학식 3의 음이온성 폴리머와 R₄-P⁺(여기서, R은 수소 원자, 알킬, 사이클로알킬, 알릴, 아릴 또는 알킬아릴이고, 여기서, 알킬은 C_1-C₆,사이클로알킬은 C_3-C₁₀,알릴은 C_2-C_20,아릴은 C_6-C₂₀임) 음이온과 결합되어 있는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 3]

화학식 3에서 n은 5,000 내지 500,000의 정수이다.
제 20항에 있어서, 상기 이온액체 폴리머는 화학식 4의 이중성 폴리머인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 4]

화학식 4에서 A^-는 SO₃ ^-또는 PO₃H^-또는 CO₂ ^-이고, n은 5,000 내지 300,000의 정수이다.
제 20항에 있어서, 상기 비수성 전해액은,
비수성 유기 용매와 할로겐 치환 방향족 탄화수소를 1:0.5 ∼ 3으로 혼합하고, 이 유기 용매 혼합물 100중량부에 대하여 전해질 리튜이온내포풀러렌 0.1 ∼ 50중량부, 양이온 폴리머 또는 음이온 폴리머 또는 이중성 폴리머 중 어느 하나의 이온액체폴리머 0.5 ∼ 50중량부를 더 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 24항에 있어서, 상기 할로겐 치환 벤젠은 화학식 5로 표시되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 5]

화학식 1에서 R¹내지 R⁶는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.
제 24항에 있어서, 상기 할로겐 치환 나프탈렌은 화학식 6으로 표시되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 6]

화학식 2에서 R¹내지 R⁸는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.
제 24항에 있어서, 상기 할로겐 치환 안트라센은 화학식 7로 표시되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
[화학식 7]

화학식 3에서 R¹내지 R¹⁰는 각각 독립적으로 비치환된 C₁~C₆알킬기, 할로겐 또는 할로겐 원자로 치환된 C₁~C₆알킬기이되, 반드시 하나 이상의 할로겐이 치환된다.
제 20항에 있어서, 상기 비수성 유기용매는 환형(cyclic) 카보네이트, 사슬형(chain) 카보네이트 또는 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트 중 어느 하나 또는 혼합물인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 32항에 있어서, 상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌 카보네이트, γ-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 카보네이트이고, 상기 사슬형 카보네이트는 디메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, n-부틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 에틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 플루오로디메틸카보네이트, 디플루오로디메틸카보네이트, 트리플루오로디메틸카보네이트, 테트라플루오로디메틸카보네이트, 플루오로디메틸카보네이트, 플루오로에틸메틸카보네이트, 디플루오로에틸메틸카보네이트, 트리플루오로에틸메틸카보네이트, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 프로피온산메틸, 플루오로아세트산메틸, 디플루오로아세트산메틸, 트리플루오로아세트산메틸, 플루오로아세트산에틸, 디플루오로아세트산에틸, 트리플루오로아세트산에틸, 플루오로프로피온산메틸, 디플루오로프로피온산메틸, 트리플루오로프로피온산메틸 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 카보네이트인 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
양극, 음극 및 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항의 비수성 전해액을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 20항에 있어서, 상기 이온내포플러렌이 할로겐치환방향족 탄화수소에 인터칼레이션되는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.
제 35항에 있어서, 상기 인터칼레이션에 의해 자연 방전을 방지함으로써, 충전 지속시간을 향상시키는 것을 포함하는 IC 타입 2차 전지.