KR20210063858A - Composite solid electrolyte comprising crosslinked polymer and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composite solid electrolyte including a crosslinked polymer and a method for manufacturing the same. One aspect of the present invention provides a composite solid electrolyte including a crosslinked polymer, including: an organic electrolyte; inorganic nanoparticles; a first photocrosslinking agent; a second photocrosslinking agent; and a photopolymerization initiator.

Description

가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질 및 이의 제조방법{COMPOSITE SOLID ELECTROLYTE COMPRISING CROSSLINKED POLYMER AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Composite solid electrolyte containing cross-linked polymer and method for manufacturing same {COMPOSITE SOLID ELECTROLYTE COMPRISING CROSSLINKED POLYMER AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer and a method for preparing the same.

최근 스마트 워치, 롤업 디스플레이, 폴더블 폰과 같은 플렉서블/웨어러블 전자 기기에 대한 관심이 증가하면서, 플렉서블/웨어러블 전자기기에 적용할 수 있는 플렉서블 이차 전지에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다.Recently, as interest in flexible/wearable electronic devices such as smart watches, roll-up displays, and foldable phones has increased, the need for developing a flexible secondary battery that can be applied to flexible/wearable electronic devices is emerging.

일반적으로, 이차 전지는 양극 활물질과 양극 집전체로 이루어진 양극, 음극 활물질과 음극 집전체로 이루어진 음극, 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성되며, 전해질은 양극과 음극 사이에 이온을 운송하는 매개체로 기능한다.In general, a secondary battery is composed of a positive electrode consisting of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode consisting of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the electrolyte is a medium for transporting ions between the positive electrode and the negative electrode function as

이차 전지의 전해질로는, 현재 액체 전해질이 주로 사용되고 있으나, 액체 전해질은 외부 힘을 가하여 변형이 일어났을 때 누액 가능성이 있으며, 휘발성 또는 가연성 용매를 포함하기 때문에 폭발 가능성이 존재한다.Currently, liquid electrolytes are mainly used as electrolytes for secondary batteries, but liquid electrolytes may leak when deformation occurs by applying an external force, and there is a possibility of explosion because they contain volatile or combustible solvents.

이에 따라, 최근에는 안전성을 증가시키는 고체 전해질에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히, 플렉서블 이차 전지에 적용되기 위해 높으 유연성을 가지면서도 이온 전도도가 높아 효율이 우수한 고체 전해질 소재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, in recent years, research and development of solid electrolytes that increase safety have been actively conducted. In particular, it is required to develop a solid electrolyte material with high ionic conductivity and high efficiency for application to flexible secondary batteries. It is becoming.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 유연성을 가지면서 이온 전도도, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수한 고체 전해질 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid electrolyte having excellent ionic conductivity, electrochemical stability and thermal stability while having flexibility, and a method for manufacturing the same.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면은, 유기 전해질; 무기 나노입자; 제1 광가교제; 제2 광가교제; 및 광중합 개시제를 포함하는, 가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질을 제공한다.One aspect of the present invention, an organic electrolyte; inorganic nanoparticles; a first photocrosslinking agent; a second photocrosslinking agent; and a photopolymerization initiator, to provide a composite solid electrolyte comprising a cross-linked polymer.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질은, 해리 가능한 염, 유기 용매 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 상기 유기 용매 내의 해리 가능한 염의 농도는 0.1 M 내지 5.0 M인 것일 수 있다.According to an embodiment, the organic electrolyte may include a dissociable salt, an organic solvent, or a mixture thereof, and the concentration of the dissociable salt in the organic solvent may be 0.1 M to 5.0 M.

일 실시형태에 따르면, 상기 해리 가능한 염은, TEABF4, Li(CF3SO2)2N, Li(FSO2)2N, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the dissociable salt is TEABF 4 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, Li(FSO 2 ) 2 N, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x +1 SO 2 )(C y F 2y +1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) and combinations thereof may be included.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 용매는, 이미다졸리움계 화합물, 피롤리디늄계 화합물, 4급 암모늄계 화합물, 4급 포스포늄계 화합물, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매, 비양성자성 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the organic solvent is an imidazolium-based compound, a pyrrolidinium-based compound, a quaternary ammonium-based compound, a quaternary phosphonium-based compound, a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a ketone-based compound It may include one or more selected from the group consisting of solvents, alcohol solvents, aprotic solvents, and combinations thereof.

일 실시형태에 따르면, 상기 무기 나노입자는, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2 및 SiC로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiAlO 2 , SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 and SiC may be included.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 광가교제는, 비닐 에테르계 화합물, 알릴 에테르계 화합물, 프로페닐 에테르계 화합물, 알켄계 화합물, 아크릴레이트계 화합물, 불포화 에스테르계 화합물, 말레이미드계 화합물, 아크릴로나이트릴계 화합물, 스티렌계 화합물, 다이엔계 화합물, N-비닐 아미드계 화합물, 알릴 트리아진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the first photocrosslinking agent is a vinyl ether-based compound, an allyl ether-based compound, a propenyl ether-based compound, an alkene-based compound, an acrylate-based compound, an unsaturated ester-based compound, a maleimide-based compound, acrylo It may include one or more selected from the group consisting of nitrile-based compounds, styrene-based compounds, diene-based compounds, N-vinyl amide-based compounds, allyl triazine, and mixtures thereof.

일 실시형태에 따르면, 상기 제2 광가교제는, 알킬 3-메르캅토프로피오네이트계 화합물, 알킬티오글리콜레이트계 화합물, 알킬티올계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the second photocrosslinking agent comprises at least one selected from the group consisting of an alkyl 3-mercaptopropionate-based compound, an alkylthioglycolate-based compound, an alkylthiol-based compound, and mixtures thereof. it could be

일 실시형태에 따르면, 상기 광중합 개시제는, 벤조페논, 티오잔톤, 캄포퀴논, 아세토페논, 벤질, 벤질 케탈, 안트라퀴논, 벤조일 퍼옥사이드, 벤조일포스핀 옥사이드, 아실포스핀 옥사이드, 트리아진, 옥심 에스테르, 아미노페닐 케톤 및 하이드록시페닐 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the photopolymerization initiator is benzophenone, thioxanthone, camphorquinone, acetophenone, benzyl, benzyl ketal, anthraquinone, benzoyl peroxide, benzoylphosphine oxide, acylphosphine oxide, triazine, oxime ester , may be one comprising at least one selected from the group consisting of aminophenyl ketone and hydroxyphenyl ketone.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 무기 나노입자를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, based on 100 parts by weight of the organic electrolyte, the inorganic nanoparticles may be included in an amount of 1 to 100 parts by weight.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the organic electrolyte, the first and second optical communication agent may be included in an amount of 1 to 100 parts by weight.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 1,000 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, with respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent, the second optical crosslinking agent may be included in an amount of 10 parts by weight to 1,000 parts by weight.

일 실시형태에 따르면, 상기 복합 고체 전해질은, 상기 유기 전해질 내부에 가교된 고분자들이 네트워크 구조를 형성하고, 상기 가교된 고분자들 사이에 무기 나노입자들이 분포하는 것일 수 있다.According to an embodiment, in the composite solid electrolyte, cross-linked polymers form a network structure in the organic electrolyte, and inorganic nanoparticles are distributed between the cross-linked polymers.

본 발명의 다른 측면은, 유기 전해질이 용해된 유기 용액을 준비하는 단계; 상기 유기 용액에 무기 나노입자, 제1 광가교제, 제2 광가교제 및 광중합 개시제를 용해하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 기판 상에 상기 혼합 용액을 이용하여 전해질 층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질 층에 자외선을 조사하는 단계;를 포함하는, 가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of preparing an organic solution in which an organic electrolyte is dissolved; dissolving inorganic nanoparticles, a first photocrosslinking agent, a second photocrosslinking agent, and a photopolymerization initiator in the organic solution to form a mixed solution; forming an electrolyte layer on a substrate using the mixed solution; and irradiating ultraviolet light to the electrolyte layer; provides a method for producing a composite solid electrolyte comprising a cross-linked polymer.

일 실시형태에 따르면, 상기 자외선을 조사하는 단계는, 250 nm 내지 450 nm 파장을 5 초 내지 5 분간 조사하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of irradiating the ultraviolet rays may be irradiating a wavelength of 250 nm to 450 nm for 5 seconds to 5 minutes.

본 발명의 또 다른 측면은, 상기 복합 고체 전해질 또는 상기 제조방법으로 제조된 복합 고체 전해질을 포함하는, 플렉시블 전자 디바이스를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a flexible electronic device comprising the composite solid electrolyte or the composite solid electrolyte manufactured by the manufacturing method.

본 발명에 따른 복합 고체 전해질은, 유연성을 가지면서 고온에서도 높은 이온 전도도를 나타내고, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수한 효과가 있다.The composite solid electrolyte according to the present invention is flexible, exhibits high ionic conductivity even at high temperatures, and has excellent electrochemical stability and thermal stability.

또한, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질의 제조 방법은, 유기 전해질과 무기 나노입자, 제1 광교제, 제2 광교제 및 광중합 개시제를 혼합하고 자외선 조사하는 과정을 통해, 유기 전해질 내부에 가교된 고분자들이 네트워크 구조를 형성하고 가교된 고분자 사이에 무기 나노입자들을 분포시킴으로써, 복합 고체전해질의 기계적 물성과 유연성을 모두 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the method for manufacturing a composite solid electrolyte according to the present invention, a polymer crosslinked in the organic electrolyte is mixed with an organic electrolyte and inorganic nanoparticles, a first optical agent, a second optical agent, and a photopolymerization initiator and irradiated with ultraviolet rays. By distributing inorganic nanoparticles between cross-linked polymers and forming a network structure, it is possible to secure both mechanical properties and flexibility of the composite solid electrolyte.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 고체 전해질의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 복합 고체 전해질(실시예 1(a) 및 실시예 2(b))을 나타내는 사진이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 복합 고체 전해질을 사용하여 측정된 전압에 따른 전류밀도 값을 나타내는 그래프이다.
도 4는, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질과 일반적으로 사용되는 기존 액체 전해질의 시간에 따른 중량변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing the structure of a composite solid electrolyte according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing the composite solid electrolyte (Example 1 (a) and Example 2 (b)) prepared according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a current density value according to a voltage measured using a composite solid electrolyte prepared according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the change in weight over time of the composite solid electrolyte according to the present invention and the conventional liquid electrolyte generally used.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments in describing the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 복합 고체 전해질 및 이의 제조 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the composite solid electrolyte of the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명의 일 측면은, 유기 전해질; 무기 나노입자; 제1 광가교제; 제2 광가교제; 및 광중합 개시제를 포함하는, 가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질을 제공한다.One aspect of the present invention, an organic electrolyte; inorganic nanoparticles; a first photocrosslinking agent; a second photocrosslinking agent; and a photopolymerization initiator, to provide a composite solid electrolyte including a crosslinked polymer.

본 발명에 따른 복합 고체 전해질은, 유기 전해질을 통해 고온 안정성을 확보할 수 있고, 무기 나노입자를 통해 전해질의 기계적 물성을 향상시켜 양극과 음극 사이 내부 단락을 방지할 수 있으며, 제1 광가교제를 통해 전해질을 고체화시켜 전해질의 기계적 물성을 증가시키고, 제2 광가교제를 통해 전해질의 기계적 유연성을 높일 수 있는 특징이 있다. The composite solid electrolyte according to the present invention can secure high-temperature stability through an organic electrolyte, improve mechanical properties of the electrolyte through inorganic nanoparticles, and prevent internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode, and include a first photocrosslinking agent Through the solidification of the electrolyte, the mechanical properties of the electrolyte can be increased, and the mechanical flexibility of the electrolyte can be increased through the second photocrosslinking agent.

본 발명에 따른 복합 고체 전해질은 불투명한 겔 형태로 형성될 수 있고, 전기 화학 소자의 형태에 따라 필름 또는 층을 형성하도록 제조될 수 있다.The composite solid electrolyte according to the present invention may be formed in the form of an opaque gel, and may be prepared to form a film or layer depending on the shape of the electrochemical device.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질은, 해리 가능한 염, 유기 용매 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 상기 유기 용매 내의 해리 가능한 염의 농도는 0.1 M 내지 5.0 M인 것일 수 있다.According to an embodiment, the organic electrolyte may include a dissociable salt, an organic solvent, or a mixture thereof, and the concentration of the dissociable salt in the organic solvent may be 0.1 M to 5.0 M.

상기 유기 전해질은 이온 전도도를 확보하는데 핵심적인 성분으로, 일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질은 200 ℃ 이상의 비점을 가질 수 있고, 이를 통해 고온 안정성을 확보할 수 있다.The organic electrolyte is a key component in ensuring ionic conductivity, and according to one embodiment, the organic electrolyte may have a boiling point of 200° C. or higher, thereby ensuring high-temperature stability.

일 실시형태에 따르면, 상기 해리 가능한 염은, TEABF4, Li(CF3SO2)2N, Li(FSO2)2N, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the dissociable salt is TEABF 4 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, Li(FSO 2 ) 2 N, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x +1 SO 2 )(C y F 2y +1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) and combinations thereof may be included.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 용매는, 이미다졸리움계 화합물, 피롤리디늄계 화합물, 4급 암모늄계 화합물, 4급 포스포늄계 화합물, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매, 비양성자성 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the organic solvent is an imidazolium-based compound, a pyrrolidinium-based compound, a quaternary ammonium-based compound, a quaternary phosphonium-based compound, a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a ketone-based compound It may include one or more selected from the group consisting of solvents, alcohol solvents, aprotic solvents, and combinations thereof.

상기 유기 전해질은 이온 전도 특성을 갖는 물질 군에서 선택하여 포함될 수 있다.The organic electrolyte may be included by selecting from a group of materials having ion conductive properties.

일 실시형태에 따르면, 상기 무기 나노입자는, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2 및 SiC로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the inorganic nanoparticles, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiAlO 2 , SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 and SiC may be included.

상기 무기 나노입자는, 전해질의 기계적 물성을 향상시켜 양극과 음극 사이에 내부 단락을 방지할 수 있다.The inorganic nanoparticles can prevent an internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode by improving the mechanical properties of the electrolyte.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 광가교제는, 비닐 에테르계 화합물, 알릴 에테르계 화합물, 프로페닐 에테르계 화합물, 알켄계 화합물, 아크릴레이트계 화합물, 불포화 에스테르계 화합물, 말레이미드계 화합물, 아크릴로나이트릴계 화합물, 스티렌계 화합물, 다이엔계 화합물, N-비닐 아미드계 화합물, 알릴 트리아진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the first photocrosslinking agent is a vinyl ether-based compound, an allyl ether-based compound, a propenyl ether-based compound, an alkene-based compound, an acrylate-based compound, an unsaturated ester-based compound, a maleimide-based compound, acrylo It may include one or more selected from the group consisting of nitrile-based compounds, styrene-based compounds, diene-based compounds, N-vinyl amide-based compounds, allyl triazine, and mixtures thereof.

상기 제1 광가교제는, 가교 반응을 통해 고분자 매트릭스를 형성하여 전해질을 고체화시키며, 전해질의 기계적 물성을 증가시킬 수 있다.The first photocrosslinking agent may form a polymer matrix through a crosslinking reaction to solidify the electrolyte and increase mechanical properties of the electrolyte.

일 실시형태에 따르면, 상기 제2 광가교제는, 알킬 3-메르캅토프로피오네이트계 화합물, 알킬티오글리콜레이트계 화합물, 알킬티올계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the second photocrosslinking agent, an alkyl 3-mercaptopropionate-based compound, an alkylthio glycolate-based compound, an alkylthiol-based compound, and at least one selected from the group consisting of mixtures thereof. it could be

상기 제2 광가교제는, 전해질의 가교도를 높이고 기계적 유연성을 높일 수 있다.The second photocrosslinking agent may increase the degree of crosslinking of the electrolyte and increase mechanical flexibility.

일 실시형태에 따르면, 상기 광중합 개시제는, 벤조페논, 티오잔톤, 캄포퀴논, 아세토페논, 벤질, 벤질 케탈, 안트라퀴논, 벤조일 퍼옥사이드, 벤조일포스핀 옥사이드, 아실포스핀 옥사이드, 트리아진, 옥심 에스테르, 아미노페닐 케톤 및 하이드록시페닐 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the photopolymerization initiator is benzophenone, thioxanthone, camphorquinone, acetophenone, benzyl, benzyl ketal, anthraquinone, benzoyl peroxide, benzoylphosphine oxide, acylphosphine oxide, triazine, oxime ester , may be one comprising at least one selected from the group consisting of aminophenyl ketone and hydroxyphenyl ketone.

상기 광중합 개시제는, 자외선을 받아서 전해질 내 광가교제들이 가교를 시작하도록 하는 개시제 역할을 수행하는 것일 수 있다.The photopolymerization initiator may serve as an initiator to initiate crosslinking of the photocrosslinking agents in the electrolyte by receiving ultraviolet rays.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 무기 나노입자를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, based on 100 parts by weight of the organic electrolyte, the inorganic nanoparticles may be included in an amount of 1 to 100 parts by weight.

바람직하게는, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 무기 나노입자를 10 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 무기 나노입자를 10 중량부 내지 50 중량부로 포함하는 것일 수 있다.Preferably, based on 100 parts by weight of the organic electrolyte, 10 parts by weight to 100 parts by weight of the inorganic nanoparticles may be included, and more preferably, the inorganic nanoparticles are added to 100 parts by weight of the organic electrolyte. It may be included in an amount of 10 parts by weight to 50 parts by weight.

만일, 상기 유기 전해질을 기준으로 하여, 상기 무기 나노입자가 상기 범위 미만으로 포함될 경우, 기계적 물성 저하로 인해 양극과 음극 사이 내부 단락 방지 기능이 저하될 수 있고, 상기 무기 나노입자가 상기 범위를 초과하여 포함될 경우, 이온 전도도가 감소될 수 있다.If, based on the organic electrolyte, when the inorganic nanoparticles are included below the above range, the internal short circuit prevention function between the positive electrode and the negative electrode may be reduced due to deterioration of mechanical properties, and the inorganic nanoparticles exceed the above range , the ionic conductivity may be reduced.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the organic electrolyte, the first and second optical communication agent may be included in an amount of 1 to 100 parts by weight.

바람직하게는, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 5 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 50 중량부로 포함하는 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 30 중량부로 포함하는 것일 수 있다.Preferably, based on 100 parts by weight of the organic electrolyte, 5 to 100 parts by weight of the first optical agent and the second optical agent may be included, and more preferably, 100 parts by weight of the organic electrolyte. With respect to, it may be to include 10 parts by weight to 50 parts by weight of the first optical agent and the second optical agent, and even more preferably, based on 100 parts by weight of the organic electrolyte, the first optical agent and the agent 2 It may be to include 10 parts by weight to 30 parts by weight of the optical agent.

만일, 상기 유기 전해질을 기준으로 하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제의 총 중량이 상기 범위 미만으로 포함될 경우, 가교 반응에 따른 고분자 네트워크가 충분히 형성되지 않아 기계적 물성이 저하되거나, 흐름 특성으로 인해 누액이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 이온 전도도가 저하될 수 있다.If, based on the organic electrolyte, when the total weight of the first and second optical agents is less than the above range, the polymer network according to the crosslinking reaction is not sufficiently formed, so that mechanical properties are lowered, or the flow Due to the characteristics, leakage may occur, and if the above range is exceeded, the ionic conductivity may be reduced.

일 실시형태에 따르면, 상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 1,000 중량부로 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent, the second optical crosslinking agent may be included in an amount of 10 parts by weight to 1,000 parts by weight.

바람직하게는, 상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 500 중량부로 포함하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 100 중량부 내지 500 중량부로 포함하는 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 100 중량부 내지 300 중량부로 포함하는 것일 수 있다Preferably, with respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent, 10 parts by weight to 500 parts by weight of the second optical crosslinking agent may be included, and more preferably, with respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent, 100 parts by weight to 500 parts by weight of the second optical crosslinking agent may be included, and more preferably, 100 parts by weight to 300 parts by weight of the second optical crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent. may be doing

만일, 상기 제1 광가교제를 기준으로 하여, 상기 제2 광교제가 상기 범위 미만으로 포함될 경우, 유연성이 저하될 수 있고, 상기 제2 광교제가 상기 범위를 초과할 경우 겔 절해질의 기계적 물성이 저하되어 필름 형태를 유지하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.If, based on the first light crosslinking agent, when the second light crosslinking agent is included in less than the above range, flexibility may be reduced, and if the second light crosslinking agent exceeds the above range, the mechanical properties of the gel cutting agent are lowered This may cause a problem in that the film shape cannot be maintained.

일 실시형태에 따르면, 상기 유기 용액에 용해되는 상기 광중합 개시제의 중량 : 제1 광가교제의 중량 및 제2 광가교제 중량합의 비는, 0.5: 100 내지 5 : 100 인 것일 수 있다.According to an embodiment, a ratio of the weight of the photopolymerization initiator dissolved in the organic solution: the weight of the first photocrosslinking agent and the weight of the second photocrosslinking agent may be 0.5: 100 to 5: 100.

만일, 상기 광중합 개시제가 상기 수치범위를 기준으로 제1 광가교제 및 상기 제2 광가교제의 중량합에 비해 적게 포함될 경우, 충분하게 가교반응이 일어나지 않는 문제가 생길 수 있고, 과도하게 포함될 경우, 미반응 광중합 개시제로 인해 부반응이 일어나게 되는 문제가 생길 수 있다.If the photopolymerization initiator is included less than the weight sum of the first and second photocrosslinking agents based on the numerical range, there may be a problem that the crosslinking reaction does not occur sufficiently, and if it is excessively included, There may be a problem in that side reactions occur due to the reactive photopolymerization initiator.

일 실시형태에 따르면, 상기 복합 고체 전해질은, 상기 유기 전해질 내부에 가교된 고분자들이 네트워크 구조를 형성하고, 상기 가교된 고분자들 사이에 무기 나노입자들이 분포하는 것일 수 있다.According to an embodiment, in the composite solid electrolyte, cross-linked polymers form a network structure in the organic electrolyte, and inorganic nanoparticles are distributed between the cross-linked polymers.

상기 가교된 고분자들은 제1 광가교제 및 제2 광가교제 성분 중 하나 이상으로 형성된 것일 수 있다.The crosslinked polymers may be formed of at least one of a first photocrosslinking agent and a second photocrosslinking agent component.

상기 가교된 고분자들 사이에 분포된 무기 나노입자는 복합 고체 전해질의 기계적 물성을 향상시킬 뿐만 아니라, 양극과 음극 사이 내부 단락을 방지하는 기능을 한다.The inorganic nanoparticles distributed between the cross-linked polymers function to not only improve the mechanical properties of the composite solid electrolyte, but also prevent an internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode.

본 발명의 다른 측면은, 유기 전해질이 용해된 유기 용액을 준비하는 단계; 상기 유기 용액에 무기 나노입자, 제1 광가교제, 제2 광가교제 및 광중합 개시제를 용해하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 기판 상에 상기 혼합 용액을 이용하여 전해질 층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질 층에 자외선을 조사하는 단계;를 포함하는, 가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of preparing an organic solution in which an organic electrolyte is dissolved; dissolving inorganic nanoparticles, a first photocrosslinking agent, a second photocrosslinking agent, and a photopolymerization initiator in the organic solution to form a mixed solution; forming an electrolyte layer on a substrate using the mixed solution; and irradiating ultraviolet light to the electrolyte layer; provides a method for producing a composite solid electrolyte comprising a cross-linked polymer.

일 실시형태에 따르면, 상기 자외선을 조사하는 단계는, 250 nm 내지 450 nm 파장을 5 초 내지 5 분간 조사하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the step of irradiating the ultraviolet rays may be irradiating a wavelength of 250 nm to 450 nm for 5 seconds to 5 minutes.

만일, 상기 조건을 벗어나 과한 에너지의 자외선을 장시간 조사할 경우, 복합 고체 전해질의 구성 성분이 분해되는 문제가 생길 수 있고, 상기 조건을 벗어나 부족한 에너지의 자외선을 단시간 조사하게 될 경우, 복합 고체 전해질이 충분히 가교되지 않는 문제가 생길 수 있다.If ultraviolet rays of excessive energy are irradiated for a long time outside the above conditions, the components of the composite solid electrolyte may be decomposed, and if ultraviolet rays of insufficient energy are irradiated for a short time outside the above conditions, the composite solid electrolyte will be There may be a problem of not being sufficiently crosslinked.

본 발명의 또 다른 측면은, 상기 복합 고체 전해질 또는 상기 제조방법으로 제조된 복합 고체 전해질을 포함하는, 플렉시블 전자 디바이스를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a flexible electronic device comprising the composite solid electrolyte or the composite solid electrolyte manufactured by the manufacturing method.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are for illustrative purposes only, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

<< 실시예Example 1> 1>

제1 광가교제로서 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 제2 광가교제로서 트리메틸올프로판 트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 무기 나노입자로서 실리카 나노입자를 5 : 8 : 10의 중량비로 혼합하고, 광중합 개시제로서 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논을 광중합 개시제 : 제1광가교제 및 제2 광가교제가 1 : 100의 중량비를 갖도록 혼합하여 가교 혼합물을 제조하였다.Trimethylolpropane triacrylate as the first photocrosslinking agent, trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) as the second photocrosslinking agent, and silica nanoparticles as inorganic nanoparticles are mixed in a weight ratio of 5:8:10, A crosslinking mixture was prepared by mixing 2,2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone as a photopolymerization initiator so that the photopolymerization initiator: the first photocrosslinking agent and the second photocrosslinking agent have a weight ratio of 1:100.

유기 전해질인 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드에 상기 가교 혼합물을 77 : 23(유기 전해질 : 가교 혼합물)의 중량비로 용해하고, 스터러바를 이용하여 분산시켜 혼합 용액을 제조하였다.The crosslinking mixture was dissolved in 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, which is an organic electrolyte, in a weight ratio of 77:23 (organic electrolyte:crosslinked mixture), using a stirrer bar. A mixed solution was prepared by dispersing.

이후 기판 상에 상기 혼합 용액을 도포하여 전해질 층을 형성하고, 365 nm 파장의 자외선을 20 초간 조사하여, 복합 고체 전해질을 제조하였다.Then, the mixed solution was applied on the substrate to form an electrolyte layer, and ultraviolet rays of 365 nm wavelength were irradiated for 20 seconds to prepare a composite solid electrolyte.

<< 실시예Example 2> 2>

제1 광가교제로서 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 제2 광가교제로서 펜탄에리스리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 무기 나노입자로서 실리카 나노입자를 4 : 7 : 25의 중량비로 혼합하고, 광중합 개시제로서 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논을 광중합 개시제 : 제1광가교제 및 제2 광가교제가 1 : 100의 중량비를 갖도록 혼합하여 가교 혼합물을 제조하였다.Trimethylolpropane triacrylate as the first photocrosslinking agent, pentaneerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) as the second photocrosslinking agent, and silica nanoparticles as inorganic nanoparticles in a weight ratio of 4: 7:25 were mixed, A crosslinking mixture was prepared by mixing 2,2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone as a photopolymerization initiator so that the photopolymerization initiator: the first photocrosslinking agent and the second photocrosslinking agent have a weight ratio of 1:100.

유기 전해질인 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드에 상기 가교 혼합물을 64 : 36(유기 전해질 : 가교 혼합물)의 중량비로 용해하고, 스터러바를 이용하여 분산시켜 혼합 용액을 제조하였다.Dissolve the crosslinking mixture in the organic electrolyte 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide in a weight ratio of 64:36 (organic electrolyte:crosslinking mixture), and use a stirrer bar to A mixed solution was prepared by dispersing.

이후 기판 상에 상기 혼합 용액을 도포하여 전해질 층을 형성하고, 365 nm 파장의 자외선을 20 초간 조사하여, 복합 고체 전해질을 제조하였다.Then, the mixed solution was applied on the substrate to form an electrolyte layer, and ultraviolet rays of 365 nm wavelength were irradiated for 20 seconds to prepare a composite solid electrolyte.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 고체 전해질의 구조를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the structure of a composite solid electrolyte according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질은 유기 전해질 내부에 가교된 고분자들이 네트워크 구조를 형성하고, 가교된 고분자들 사이에 무기 나노입자들이 분포된 형태임을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1 , it can be confirmed that, in the composite solid electrolyte according to the present invention, cross-linked polymers form a network structure inside the organic electrolyte, and inorganic nanoparticles are distributed between the cross-linked polymers.

도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 복합 고체 전해질(실시예 1(a) 및 실시예 2(b))을 나타내는 사진이다.2 is a photograph showing the composite solid electrolyte (Example 1 (a) and Example 2 (b)) prepared according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질은 불투명하면서 플렉시블한 겔 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2 , it can be seen that the composite solid electrolyte according to the present invention exhibits an opaque and flexible gel form.

<< 실험예Experimental example 1> 고체 1> solid 전해질의 이온 전도도Ionic Conductivity of Electrolytes 평가 evaluation

상기 실시예 1 및 실시예 2로부터 제조한 복합 고체 전해질을 지름 18 mm의 원형으로 성형 후, 코인 형태의 셀로 제작하여 주파수에 따른 교류 전압을 인가하여 이온 전도도를 측정하였다.After forming the composite solid electrolytes prepared in Examples 1 and 2 into a circular shape having a diameter of 18 mm, coin-shaped cells were manufactured and AC voltage according to frequency was applied to measure ionic conductivity.

측정된 이온 전도도 값을 표 1에 나타내었다.The measured ionic conductivity values are shown in Table 1.

실시예Example 이온 전도도(Scm-1)Ionic Conductivity (Scm -1 ) 실시예 1Example 1 4.59 x 10-3 4.59 x 10 -3 실시예 2Example 2 3.85 x 10-3 3.85 x 10 -3

표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고체 전해질은 우수한 이온 전도도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the solid electrolyte according to the present invention exhibits excellent ionic conductivity.

<< 실험예Experimental example 2> 전기 화학적 안정성 평가 2> Electrochemical stability evaluation

상기 실시예 1 및 실시예 2로부터 제조한 복합 고체 전해질을 사용하여 전압에 따른 전류밀도 값을 측정하였다.Current density values according to voltage were measured using the composite solid electrolytes prepared in Examples 1 and 2 above.

도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 복합 고체 전해질을 사용하여 측정된 전압에 따른 전류밀도 값을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a current density value according to a voltage measured using a composite solid electrolyte prepared according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질은 우수한 전기 화학적 안정성을 나타내는 것을 확인하였다.Referring to FIG. 3 , it was confirmed that the composite solid electrolyte according to the present invention exhibited excellent electrochemical stability.

<< 실험예Experimental example 3> 열적 안정성 평가 3> Thermal stability evaluation

상기 실시예 1로 부터 제조한 복합 고체 전해질을 사용하여, 150 ℃의 온도에서 시간에 따른 중량 % 값을 측정하였다.Using the composite solid electrolyte prepared in Example 1, the weight % value over time was measured at a temperature of 150 °C.

비교예로 슈퍼커패시터에 쓰이는 일반적인 기존 액체 전해질(1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate(TEABF4) in propylene carbonate)을 사용하였다.As a comparative example, a conventional liquid electrolyte (1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEABF 4 ) in propylene carbonate) used in supercapacitors was used.

도 4는, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질과 일반적으로 사용되는 기존 액체 전해질의 시간에 따른 중량변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the change in weight over time of the composite solid electrolyte according to the present invention and the conventional liquid electrolyte generally used.

도 4를 참조하면, 고온의 조건에서 일반적으로 사용되는 기존 액체 전해질은 시간에 따라 중량이 감소하는 것과 달리, 본 발명에 따른 액체 전해질은 시간에 따른 중량 감소가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be confirmed that the weight of the liquid electrolyte according to the present invention does not decrease with time, unlike the conventional liquid electrolyte generally used in high temperature conditions, which decreases in weight with time.

이를 통해, 본 발명에 따른 복합 고체 전해질은 고온에서 열적 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the composite solid electrolyte according to the present invention has excellent thermal stability at high temperatures.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

Claims (15)

유기 전해질;
무기 나노입자;
제1 광가교제;
제2 광가교제; 및
광중합 개시제를 포함하는,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
organic electrolytes;
inorganic nanoparticles;
a first photocrosslinking agent;
a second photocrosslinking agent; and
containing a photopolymerization initiator,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 유기 전해질은, 해리 가능한 염, 유기 용매 또는 이들의 혼합물을 포함하고,
상기 유기 용매 내의 해리 가능한 염의 농도는 0.1 M 내지 5.0 M인 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The organic electrolyte includes a dissociable salt, an organic solvent, or a mixture thereof,
The concentration of the dissociable salt in the organic solvent is 0.1 M to 5.0 M,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제2항에 있어서,
상기 해리 가능한 염은, TEABF4, Li(CF3SO2)2N, Li(FSO2)2N, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x + 1SO2)(CyF2y + 1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 2,
The dissociable salt is, TEABF 4 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, Li(FSO 2 ) 2 N, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x + 1 SO 2 )(C y F 2y + 1 SO 2 ), where x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB(C 2 O 4 ) 2 ( Lithium bis (oxalato) borate (lithium bis (oxalato) borate; LiBOB) and a combination thereof comprising at least one selected from the group consisting of,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제2항에 있어서,
상기 유기 용매는, 이미다졸리움계 화합물, 피롤리디늄계 화합물, 4급 암모늄계 화합물, 4급 포스포늄계 화합물, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매, 비양성자성 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 2,
The organic solvent is an imidazolium-based compound, a pyrrolidinium-based compound, a quaternary ammonium-based compound, a quaternary phosphonium-based compound, a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a ketone-based solvent, an alcohol-based solvent, Which comprises at least one selected from the group consisting of aprotic solvents and combinations thereof,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 무기 나노입자는, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2 및 SiC로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The inorganic nanoparticles are, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiAlO 2 , SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 and that comprising any one or more selected from the group consisting of SiC,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 제1 광가교제는, 비닐 에테르계 화합물, 알릴 에테르계 화합물, 프로페닐 에테르계 화합물, 알켄계 화합물, 아크릴레이트계 화합물, 불포화 에스테르계 화합물, 말레이미드계 화합물, 아크릴로나이트릴계 화합물, 스티렌계 화합물, 다이엔계 화합물, N-비닐 아미드계 화합물, 알릴 트리아진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The first photocrosslinking agent is a vinyl ether-based compound, an allyl ether-based compound, a propenyl ether-based compound, an alkene-based compound, an acrylate-based compound, an unsaturated ester-based compound, a maleimide-based compound, an acrylonitrile-based compound, a styrene-based compound compounds, diene-based compounds, N-vinyl amide-based compounds, allyl triazine and a mixture thereof comprising at least one selected from the group consisting of,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 제2 광가교제는, 알킬 3-메르캅토프로피오네이트계 화합물, 알킬티오글리콜레이트계 화합물, 알킬티올계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The second photocrosslinking agent, which comprises at least one selected from the group consisting of an alkyl 3-mercaptopropionate compound, an alkylthio glycolate compound, an alkylthiol compound, and mixtures thereof,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 광중합 개시제는, 벤조페논, 티오잔톤, 캄포퀴논, 아세토페논, 벤질, 벤질 케탈, 안트라퀴논, 벤조일 퍼옥사이드, 벤조일포스핀 옥사이드, 아실포스핀 옥사이드, 트리아진, 옥심 에스테르, 아미노페닐 케톤 및 하이드록시페닐 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The photopolymerization initiator is benzophenone, thioxanthone, camphorquinone, acetophenone, benzyl, benzyl ketal, anthraquinone, benzoyl peroxide, benzoylphosphine oxide, acylphosphine oxide, triazine, oxime ester, aminophenyl ketone and hydr Which comprises at least one selected from the group consisting of hydroxyphenyl ketone,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 무기 나노입자를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the organic electrolyte, 1 part by weight to 100 parts by weight of the inorganic nanoparticles,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 유기 전해질 100 중량부에 대하여, 상기 제1광교제 및 상기 제2광교제를 1 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the organic electrolyte, 1 part by weight to 100 parts by weight of the first optical agent and the second optical agent,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 제1 광가교제 100 중량부에 대하여, 상기 제2광교제를 10 중량부 내지 1,000 중량부로 포함하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the first optical crosslinking agent, the second optical crosslinking agent comprising 10 parts by weight to 1,000 parts by weight,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
제1항에 있어서,
상기 복합 고체 전해질은,
상기 유기 전해질 내부에 가교된 고분자들이 네트워크 구조를 형성하고,
상기 가교된 고분자들 사이에 무기 나노입자들이 분포하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질.
The method of claim 1,
The composite solid electrolyte is
Cross-linked polymers form a network structure in the organic electrolyte,
Inorganic nanoparticles are distributed between the cross-linked polymers,
A composite solid electrolyte comprising a crosslinked polymer.
유기 전해질이 용해된 유기 용액을 준비하는 단계;
상기 유기 용액에 무기 나노입자, 제1 광가교제, 제2 광가교제 및 광중합 개시제를 용해하여 혼합 용액을 형성하는 단계;
기판 상에 상기 혼합 용액을 이용하여 전해질 층을 형성하는 단계; 및
상기 전해질 층에 자외선을 조사하는 단계;를 포함하는,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질의 제조방법.
preparing an organic solution in which an organic electrolyte is dissolved;
dissolving inorganic nanoparticles, a first photocrosslinking agent, a second photocrosslinking agent, and a photopolymerization initiator in the organic solution to form a mixed solution;
forming an electrolyte layer on a substrate using the mixed solution; and
Including; irradiating ultraviolet rays to the electrolyte layer;
A method for producing a composite solid electrolyte comprising a cross-linked polymer.
제13항에 있어서,
상기 자외선을 조사하는 단계는, 250 nm 내지 450 nm 파장을 5 초 내지 5 분간 조사하는 것인,
가교된 고분자를 포함하는 복합 고체 전해질의 제조방법.
The method of claim 13,
In the step of irradiating the ultraviolet rays, 250 nm to 450 nm wavelength is irradiated for 5 seconds to 5 minutes,
A method for producing a composite solid electrolyte comprising a cross-linked polymer.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 복합 고체 전해질 또는 제13항 및 제14항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 복합 고체 전해질을 포함하는,
플렉시블 전자 디바이스.

Claims 1 to 13, comprising the composite solid electrolyte of any one of claims 1 to 13 or the composite solid electrolyte prepared by the method of any one of claims 13 and 14,
Flexible electronic devices.

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