KR20240025727A - 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20240025727A
KR20240025727A KR1020220103680A KR20220103680A KR20240025727A KR 20240025727 A KR20240025727 A KR 20240025727A KR 1020220103680 A KR1020220103680 A KR 1020220103680A KR 20220103680 A KR20220103680 A KR 20220103680A KR 20240025727 A KR20240025727 A KR 20240025727A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aqueous electrolyte
copolymers
ceramic material
copolymer
additive
Prior art date
Application number
KR1020220103680A
Other languages
English (en)
Inventor
김재광
Original Assignee
청주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 청주대학교 산학협력단 filed Critical 청주대학교 산학협력단
Priority to KR1020220103680A priority Critical patent/KR20240025727A/ko
Publication of KR20240025727A publication Critical patent/KR20240025727A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 고전압에서 우수한 고압 안정성을 가지며, 음극에서의 부반응을 억제하여 화재나 폭발의 위험성을 저감시킬 수 있으며, 수급하기 용이한 물질을 이용하여 제조할 수 있어 적은 비용으로 제조할 수 있는 수계 전해질 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공한다. 일 실시상태에 따른 수계 전해질은 용매, 염, 및 첨가제를 포함하되, 상기 용매는 중량비로 15wt% 이상 30wt% 이하이고, 상기 염은 중량비로 30wt% 이상 60wt% 이하이고, 상기 첨가제는 중량비로 25wt% 이상 40wt% 이하이며, 상기 첨가제는 세라믹 물질 및 양쪽성 이온 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

Description

수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지{AQUEOUS ELECTROLYTE, AQUEOUS ELECTROLYTE COMPLEX AND SECONDARY BATTERY COMRISING THE SAME}
본 발명은 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다. 구체적으로, 고전압에서의 산화 안정성이 뛰어나며, 전극 표면에서의 부반응을 저감시킬 수 있는 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
기존에 상용화된 리튬 이차 전지의 전해질은 액체 상태로서, 몰농도로 약 1M ~ 1.5M의 리튬을 포함하는 염, 가연성의 유기용매 및 첨가제를 포함한다. 하지만 유기용매를 포함하는 상용 전해질은 가연성이 있어 폭발이나 화재의 위험이 크며 가격이 비싸다는 문제점을 갖고 있다. 이러한 유기용매를 포함하는 액체 전해질의 문제점을 해결하고자 수계 전해질이 해결책으로 제시되고 있다.
수계 전해질은 염을 증류수에 녹여 제조한 전해질을 의미한다. 종래 보고되고 있는 수계 전해질은 3.0 V 이하의 아연 전지(예: 이산화망간-아연 전지, 니켈-아연전지)나 리튬을 포함하는 염을 증류수에 과량 혼합한 water-in-salt 방식의 전해질이 있다. water-in-salt 방식의 수계 전해질은, 음극에서의 부반응으로 인하여 이차 전지의 빠른 수명 열화를 초래하며, 흑연이나 리튬을 음극으로 사용하지 못하여 에너지 밀도와 수명 특성이 낮다는 문제점이 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 고전압에서 발생할 수 있는 물 분자의 분해 반응을 억제하여 산화 안정성이 뛰어난 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
또한, 수소 가스가 발생하는 전극에서의 부반응을 억제하여 화재나 폭발의 위험성을 저감시킬 수 있는 안전성이 우수한 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
또한, 적은 비용으로 제조할 수 있으며 에너지 밀도가 높은 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 해결과제를 달성하기 위해, 본 발명은 용매, 염, 및 세라믹 물질을 첨가제로 포함하고, 상기 용매는 물이고, 상기 염과 세라믹 물질은 쌍극자 쌍극자 상호작용 및 수소결합을 형성하는 수계 전해질을 제공한다.
한편, 본 발명은 용매, 염, 및 양쪽성 이온을 갖는 물질을 첨가제로 포함하고, 상기 용매는 물이고, 상기 염과 양쪽성 이온을 갖는 물질은 쌍극자 쌍극자 상호작용 및 수소결합을 형성하는 수계 전해질을 제공한다.
한편, 본 발명은 용매; 염; 및 첨가제를 포함하되, 상기 용매는 중량비로 10wt% 이상 40wt% 이하이고, 상기 염은 중량비로 10wt% 이상 90wt% 이하이고, 상기 첨가제는 중량비로 20wt% 이상 50wt% 이하이며, 상기 첨가제는 세라믹 물질 및 양쪽성 이온을 갖는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 세라믹 물질은 산화물계 세라믹 물질, 리튬산화물계 세라믹 물질, 리튬인산계 세라믹 물질, 비정질 이온 전도도 물질 및 나트륨 산화물계 세라믹 물질 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 산화물계 세라믹 물질은 유전상수가 9 이상일 수 있다.
상기 산화물계 세라믹 물질은 Al2O3, β-Al2O3, TiO2, BaTiO3, 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하고, 상기 리튬산화물계 세라믹 물질은 (La,Li)TiO3(LLTO)((La,Li)=La or Li), Li5La3Ta2O12, Li6La2CaTa2O12, Li4SiO4 Li3BO2.5N0.5, Li9SiAlO8, Li6La2ANb2O12(A=Ca or Sr), Li2Nd3TeSbO12, Li7La3Zr2O12(LLZO), Li5La3Ta2O12, 및 Li9SiAlO8로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 리튬인산계 세라믹 물질은 LAGP(Li1+xAlxGe2-x(PO4)3)(O<x<2), LTAP(Li1+xTi2-xAlx(PO4)3)(0<x<2), Li1+xTi2-xAlxSiy(PO4)3-y(0<x<2, 0<y<3), LiAlxZr2-x(PO4)3(0<x<2) 및 LiTixZr2-x(PO4)3(0<x<2) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 나트륨산화물계 세라믹 물질은 Na3Zr2Si2PO12 (NASICON)일 수 있다.
상기 양쪽성 이온을 갖는 물질은 두 개 이상의 반대 전하를 띠는 관능기(functional group)를 갖는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 양쪽성 이온을 갖는 물질은 하기 화학식 1로 표시되는 알라닌(Alanine)일 수 있다.
<화학식 1>
상기 염은 LiCF3SO3 (LiOTf), LiClO4, LiPF6, CF3SO2NLiSO2CF3(LITFSI), Li[N(SO2F)2](LiFSI), Li[B(C2O4)2](LiBOB), LiAsF6 및 리튬 플루오로술포닐-트리플루오로메탄술포닐이미드(LiFTFSI)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 염은 NaCF3SO3 (NaOTf), NaClO4, NaPF4, NaPF6, NaAsF6, NaTFSI, Na[(C2F5)3PF3](NaFAP), Na[B(C2O4)2](NaBOB), Na[N(SO2F)2](NaFSI) 및 NaBETI(NaN[SO2C2F5]2) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따른 수계 전해질 복합체는 상기 수계 전해질; 및 상기 수계 전해질이 함친된 고분자 매트릭스를 포함한다.
상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)계 또는 그 공중합체, 폴리[(비닐리덴플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌]계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜(PEO)계 또는 그 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 또는 그 공중합체, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA)계 또는 그 공중합체, 폴리비닐 클로라이드계 또는 그 공중합체, 폴리비닐피롤리돈(PVP)계 또는 그 공중합체, 폴리이미드(PI)계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌(PE)계 또는 그 공중합체, 폴리우레탄(PU)계 또는 그 공중합체, 폴리프로필렌(PP)계 또는 그 공중합체, 폴리(프로필렌 옥사이드)(PPO)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 이민)(PEI)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 설파이드)(PES)계 또는 그 공중합체, 폴리(비닐 아세테이트)(PVAc)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌숙시네이트)(PESc)계 또는 그 공중합체, 폴리에스테르계 또는 그 공중합체, 폴리아민계 또는 그 공중합체, 폴리설파이드계 또는 그 공중합체, 실록산(Siloxane-based)계 또는 그 공중합체, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)계 또는 그 공중합체, 카르복시메틸셀룰로즈(CMC)계 또는 그 공중합체, 또는 이들의 유도체, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 실시상태에 따른 이차 전지는 양극; 음극; 및 상기 수계 전해질을 포함한다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지는 고전압에서 물 분자의 분해 반응을 억제하여 고전압에서의 산화 안정성(oxidation stability)이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지는 수소 가스가 발생할 수 있는 음극에서의 부반응을 억제하여 화재나 폭발의 위험성을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지는 수급이 용이한 물질을 이용하여 제조함으로써 적은 비용으로 제조가 가능하며, 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시상태에 따른 수계 전해질을 간략하게 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 수계 전해질의 온도에 따른 이온전도도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조한 수계 전해질의 첨가제 종류에 따른 물 분자의 라만 분광 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조한 수계 전해질의 첨가제에 대해 주사 속도 0.2mV/s 조건에서 측정한 LSV 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 0.1C의 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 9에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 0.2C의 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교예 1에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차전지의 0.1C 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 수계 전해질을 다공성 부직포에 함침시켜 제조한 수계 전해질 복합체의 SEM 이미지를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 수계 전해질을 다공성 부직포에 함침시켜 제조한 수계 전해질 복합체의 SEM 이미지를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이차 전지는 양극, 음극 및 전해질을 포함할 수 있다. 전해질은 이차 전지 내에서 전자가 이동하는 통로를 제공하여 이차 전지의 안전성 및 수명 특성 등에 영향을 줄 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시상태에 따른 전해질에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시상태에 따른 수계 전해질을 간략하게 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)은 용매(100), 염(200) 및 첨가제(300)를 혼합하여 제조할 수 있다. 이 때, 용매(100)는 증류수, 수용성 용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 염(200) 및 첨가제(300)는 용매(100)에 혼합될 경우 수화되어 수계 전해질(1)을 형성할 수 있다.
일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)에서, 용매(100)의 비율은 중량비로 10wt% 이상 20wt% 이하, 10wt% 이상 30wt% 이하, 10wt% 이상 40wt% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 15wt% 이상 30wt% 이하일 수 있다.
염(200)은 수계 전해질(1)을 형성하는 경우 용매(100)에 수화되어 양이온과 음이온으로 해리될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 염(200)은 Li 및 Na 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염(200)은 LITFSI, LiOTf, LiClO4, LiPF6, LiFSI, LiBOB, LiBF4, LiAsF6 및 LiFTFSI 등 Li을 포함하는 염 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 염(200)은 NaClO4, NaPF4, NaPF6, NaAsF6, NaTFSI, NaFAP, NaBOB, NaFSI, NaBETI 및 NaOTf 등 Na를 포함하는 염 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)에서, 염(200)의 비율은 중량비로 10wt% 이상 60wt% 이하, 10wt% 이상 70wt% 이하, 10wt% 이상 80wt% 이하 또는 10wt% 이상 90wt% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 20wt% 이상 60% 이하일 수 있다. 수계 전해질(1)에서 염(200)의 비율은 몰농도로 10M 이상 40M 이하, 10M 이상 50M 이하, 10M 이상 60M 이하, 10M 이상 70M 이하일수 있으며, 바람직하게는 20M 이상 40M일 수 있다.
첨가제(300)는 세라믹 물질 및 양쪽성 이온을 갖는 물질 (zwitterion) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 첨가제(300)는 용매(100)와 쌍극자-쌍극자 상호 작용 또는 수소 결합을 형성할 수 있다. 이를 통해, 첨가제(300)는 용매(100) 입자의 분해를 억제할 수 있다. 예를 들어, 첨가제(300)는 용매(100)에 포함되는 물 분자와 쌍극자-쌍극자 상호 작용 또는 수소 결합을 형성하여 고전압에서 물 분자의 분해를 억제할 수 있다. 이로써, 첨가제(300)는 일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)이 이차 전지에 적용되는 경우 고전압에서 물 분자의 분해를 억제하여 산화 안정성(oxidation stability)을 제공하고, 음극에서의 부반응을 억제하여 수소 가스 발생을 저감시켜 해당 이차 전지의 안전성(safety)을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 첨가제(300)는 세라믹 물질로서, Al2O3, β-Al2O3, TiO2, BaTiO3, SiO2 와 같이 결정 구조에 산소를 포함하는 산화물계, (La,Li)TiO3(LLTO)((La,Li)=La or Li), Li5La3Ta2O12, Li6La2CaTa2O12, Li4SiO4 Li3BO2.5N0.5, Li9SiAlO8, Li6La2ANb2O12(A=Ca or Sr), Li2Nd3TeSbO12, Li7La3Zr2O12(LLZO), Li5La3Ta2O12, Li9SiAlO8와 같이 결정 구조에 리튬과 산소를 포함하는 리튬산화물계, LAGP(Li1+xAlxGe2-x(PO4)3)(0<x<2, 바람직하게는 0<x<1), LTAP(Li1+xTi2-xAlx(PO4)3)(0<x<2, 바람직하게는 0<x<1), Li1+xTi2-xAlxSiy(PO4)3-y(0<x<2, 0<y<3, 바람직하게는 0<x<1, 0<y<1), LiAlxZr2-x(PO4)3(0<x<2, 바람직하게는 0<x<1), LiTixZr2-x(PO4)3(0<x<2, 바람직하게는 0<x<1)와 같이 결정 구조에 인을 포함하는 리튬 인산계, 인계 유리(phosphorous-based glass), 산화물계 유리(oxide-based glass), 산화물-황화물계 유리(oxide-sulfide based glass)와 같은 비정질 이온 전도도 물질, 나시콘(NASICON), 또는 Na3Zr2Si2PO12와 같은 나트륨 산화물계일 수 있으며, 또는 이들의 조합일수 있다.
한편, 상기 산화물계 세라믹 물질은 유전 상수가 9 이상일 수 있다.
또한, 예를 들어 첨가제(300)는 양쪽성 이온(zwitterion)으로서 하기 화학식 1로 표시되는 알라닌(Alanine)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 첨가제(300)는 두 개 혹은 그 이상의 반대 전하를 띠는 관능기(functional group)를 갖는 다른 물질을 포함할 수도 있다.
<화학식 1>
일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)에서, 첨가제(300)의 비율은 중량비로 20wt% 이상 30wt% 이하, 20wt% 이상 40wt% 이하, 20wt% 이상 50wt% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 20wt% 이상 30wt% 이하일 수 있다.
일 실시상태에 따른 수계 전해질(1)은 고분자 매트릭스(미도시)에 함침되어 이차 전지의 수계 전해질 복합체로서 사용될 수 있다. 상기 고분자 매트릭스는 다공성 고분자일 수 있다. 수계 전해질(1)이 상기 고분자 매트릭스에 함침되면 상기 수계 전해질이 고분자 매트릭스에 안정적으로 결합되어 수계 전해질 복합체를 형성할 수 있다. 즉, 일 실시상태에 따르면 상기 수계 전해질(1)은 고분자 매트릭스와 함께 수계 전해질 복합체로 활용될 수 있다.
예를 들어, 상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)계 또는 그 공중합체, 폴리[(비닐리덴플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌]계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜(PEO)계 또는 그 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 또는 그 공중합체, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA)계 또는 그 공중합체, 폴리비닐 클로라이드계 또는 그 공중합체, 폴리비닐피롤리돈(PVP)계 또는 그 공중합체, 폴리이미드(PI)계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌(PE)계 또는 그 공중합체, 폴리우레탄(PU)계 또는 그 공중합체, 폴리프로필렌(PP)계 또는 그 공중합체, 폴리(프로필렌 옥사이드)(PPO)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 이민)(PEI)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 설파이드)(PES)계 또는 그 공중합체, 폴리(비닐 아세테이트)(PVAc)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌숙시네이트)(PESc)계 또는 그 공중합체, 폴리에스테르계 또는 그 공중합체, 폴리아민계 또는 그 공중합체, 폴리설파이드계 또는 그 공중합체, 실록산(Siloxane-based)계 또는 그 공중합체, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)계 또는 그 공중합체, 카르복시메틸셀룰로즈(CMC)계 또는 그 공중합체, 또는 이들의 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질 및 이를 포함하는 이차 전지는 고전압에서 물 분자의 분해 반응을 억제하여 고전압에서의 산화 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질 및 이를 포함하는 이차 전지는 수소 가스가 발생할 수 있는 음극에서의 부반응을 억제하여 화재나 폭발의 위험성을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 수계 전해질 및 이를 포함하는 이차 전지는 수급이 용이한 물질을 이용하여 제조함으로써 적은 비용으로 제조가 가능하며, 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1에서, 염으로서 LITFSI, 증류수 및 첨가제로서 Al2O3를 혼합하여 수계 전해질을 제조하였다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 1에서는 LITFSI 30wt%, 증류수 30wt% 및 Al2O3 40wt%를 혼합하여 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 2
본 발명의 실시예 2에서는 첨가제로서 TiO2 40wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 3
본 발명의 실시예 3에서는 첨가제로서 BaTiO3 40wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 4
본 발명의 실시예 4에서는 첨가제로서 LATP 40wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 5
본 발명의 실시예 5에서는 첨가제로서 양쪽성 이온을 갖는 물질 (zwitterion)을 이용하였다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 5에서는 상기 화학식 1로 표시되는 알라닌(Alanine) 40wt%을 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 6
본 발명의 실시예 6에서는 염으로서 LITFSI 60wt%, 증류수 15wt% 및 첨가제로서 Al2O3 25wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 7
본 발명의 실시예 7에서는 첨가제로서 TiO2 25wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 8
본 발명의 실시예 8에서는 첨가제로서 BaTiO3 25wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 9
본 발명의 실시예 9에서는 첨가제로서 LATP 25wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 10
본 발명의 실시예 10에서는 첨가제로서 양쪽성 이온(zwitterion)을 이용하였다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 10에서는 상기 화학식 1로 표시되는 알라닌(Alanine) 25wt%을 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 11
본 발명의 실시예 11에서는 염으로서 LiOTf 60wt%를 이용한 점을 제외하고, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수계 전해질을 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 11에 따라 제조한 수계 전해질의 원료 물질 및 원료 물질별 구성 비율을 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 1
본 발명의 비교예 1에서, 염으로서 LITFSI 및 증류수를 혼합하여 수계 전해질을 제조하였다. 구체적으로, 본 발명의 비교예 1에서는 LITFSI 50wt% 및 증류수 50wt%를 혼합하여 수계 전해질을 제조하였다.
구분 리튬 포함 염 증류수 첨가제
실시예 1 LITFSI 30wt% 30 wt% Al2O3 40 wt%
실시예 2 LITFSI 30 wt% 30 wt% TiO2 40 wt%
실시예 3 LITFSI 30 wt% 30 wt% BaTiO3 40 wt%
실시예 4 LITFSI 30 wt% 30 wt% LATP 40 wt%
실시예 5 LITFSI 30 wt% 30 wt% zwitterion(Alanine) 40 wt%
실시예 6 LITFSI 60 wt% 15 wt% Al2O3 25 wt%
실시예 7 LITFSI 60 wt% 15 wt% TiO2 25 wt%
실시예 8 LITFSI 60 wt% 15 wt% BaTiO3 25 wt%
실시예 9 LITFSI 60 wt% 15 wt% LATP 25 wt%
실시예 10 LITFSI 60 wt% 15 wt% zwitterion(Alanine) 25 wt%
실시예 11 LiOTf 60 wt% 15 wt% Al2O3 25 wt%
비교예 1 LITFSI 50 wt% 50 wt%
실험예 1: 온도에 따른 이온전도도 분석
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 수계 전해질의 온도에 따른 이온전도도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질을 이용하여 273K부터 353K까지 10K 간격으로 온도에 따른 수계 전해질의 이온전도도 변화를 관찰하였다.
273K부터 353K까지의 온도 범위에서, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질의 경우 온도가 증가할수록 이온전도도가 증가하는 경향을 보였다. 다만, 온도가 증가할수록 이온전도도의 증가폭은 감소하였다. 실시예 1에서 제조한 수계 전해질은 303K에서 7x10-3S/cm의 우수한 이온전도도를 나타내었다. 즉, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질은 303K 이상에서 7x10-3S/cm 이상의 이온전도도를 나타내었다. 한편, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질은 353K에서 4.4x10-2S/cm의 이온전도도를 나타내었다.
실험예 2: 라만 분광 (Raman spectroscopy)
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조한 수계 전해질의 첨가제 종류에 따른 물 분자의 라만 분광 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조한 수계 전해질을 이용하여 물 분자의 라만 피크를 관찰하였다. 그 결과, 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조한 수계 전해질 내 물 분자의 라만 분광 피크가 비교예 1에서 제조한 수계 전해질 내 물 분자의 라만 분광 피크보다 높은 파수 쪽으로 시프트(shift)한 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 비교예 1의 경우 물 분자를 라만 분광으로 측정했을 때 약 3040cm-1에서 피크를 나타내는 반면, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우 물 분자를 라만 분광으로 측정했을 때 약 3080cm-1에서 피크를 나타내는 것을 확인하였다.
이를 통해, 첨가제로 인하여 수계 전해질 내에서 물 분자와 다른 물질 간의 상호작용이 형성된 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 실시예 1 내지 실시예 3와 비교예 1에서 제조한 수계 전해질 내 물 분자의 라만 피크를 비교할 때, 첨가제로 인하여 물 분자와 첨가제 입자 간에 쌍극자-쌍극자 상호작용 또는 수소 결합이 형성되었음을 확인할 수 있다.
따라서, 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조한 수계 전해질의 경우 물 분자와 첨가제 입자 간에 쌍극자-쌍극자 상호작용 또는 수소 결합으로 인하여 고전압에서 물 분자의 분해 반응을 억제하여 고전압에서의 산화 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조한 수계 전해질의 경우 물 분자와 첨가제 입자 간에 쌍극자-쌍극자 상호작용 또는 수소 결합으로 인하여 수소 가스가 발생할 수 있는 음극에서의 부반응을 억제하여 화재나 폭발의 위험성을 저감시킬 수 있다.
실험예 3: 첨가제 종류에 따른 이온전도도 분석
구분 이온 전도도(S/cm)
실시예 1 7x10-3
실시예 2 6.2x10-3
실시예 3 6.0x10-3
실시예 4 6.7x10-3
실시예 5 6.9x10-3
실시예 6 9.4x10-3
실시예 7 9.2x10-3
실시예 8 8.1x10-3
실시예 9 9.7x10-3
실시예 10 9.7x10-3
표 2를 참조하면, 첨가제 종류 및 각 성분의 함량 비를 달리하여 이온 전도도를 측정하였다. 이온 전도도는 각 실시예의 수계 전해질을 포함하는 스웨즈락셀(Swagelok cell)을 제조하고, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 장비를 사용하여 측정하였다.
일 실시상태에 따르면, 상기 수계 전해질은 6.0x10-3 S/cm 이상의 우수한 이온 전도도를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수계 전해질은 이차 전지의 전해질로 사용하기에 손색이 없을 정도로 충분한 이온 전도도를 나타낼 수 있다. 한편, 일 실시상태에 따르면, 수계 전해질은 염의 함량이 증가할수록, 증류수의 함량이 감소할수록, 첨가제의 함량이 감소할수록 이온 전도도는 증가할 수 있다.
실험예 4: 첨가제 종류에 따른 LSV 곡선 분석
구분 산화 안정성(V, Li/Li+)
실시예 1 4.25
실시예 2 4.1
실시예 3 4.15
실시예 4 4.3
실시예 5 4.37
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조한 수계 전해질의 첨가제 종류에 따라 주사 속도 0.2mV/s 조건에서 측정한 선형주사전위법(Linear Sweep Voltammetry; LSV) 분석 결과 그래프이다. 상기 표 3은 도 4의 데이터를 표로 나타낸 것이다.
도 4 및 표 3을 참조하여, 일 실시상태에 따른 수계 전해질은 4.1V 이상의 고전압에서도 안정성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질은 4.25V (vs. Li/Li+) 이하의 전압에서는 산화 전류가 거의 발생하지 않으므로, 4.25V(vs. Li/Li+)이하의 전압에서 충분한 산화 안정성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 실시예 2에서 제조한 수계 전해질은 4.1V(vs. Li/Li+) 이하의 전압에서 산화 안정성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 실시예 3에서 제조한 수계 전해질은 4.15V(vs. Li/Li+) 이하의 전압, 실시예 4에서 제조한 수계 전해질은 4.3V(vs. Li/Li+) 이하의 전압, 실시예 5에서 제조한 수계 전해질은 4.37V(vs. Li/Li+) 이하의 전압에서 산화 안정성을 가질 수 있다.
다시 말해, 일 실시상태에 따르면 상기 수계 전해질은 첨가제로 인하여 고전압에서 염이나 물 분자의 분해 반응을 억제하여 약 4.1V 이상의 고전압에서도 향상된 산화 안정성을 나타낼 수 있다.
실험예 5: 첨가제 종류에 따른 충전-방전 곡선 분석
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 0.1C의 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다. 도 6은 본 발명의 실시예 9에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 0.2C의 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다. 도 7은 본 발명의 비교예 1에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차전지의 0.1C 전류 밀도 조건에서의 충전-방전 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는, 음극재로 Li을 사용하고, 양극재로 LiFePO4를 사용하고, 전해질로 실시예 1 내지 실시예 3 및 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 각각 사용한 이차 전지를 이용하여 0.1C의 전류 밀도 조건에서 충전-방전 실험을 수행한 결과를 나타낸 것이다. 실시예 1 내지 실시예 3 및 실시예 5에서 제조한 수계 전해질 각각을 적용한 이차 전지 모두에서 140mAh/g 이상의 높은 용량을 발현하는 것을 확인할 수 있었다.
도 6은, 음극재로 흑연을 사용하고, 양극재로 Ni, Co, Mn 6:2:2로 포함하는 NCM622을 사용하고, 전해질로 실시예 9에서 제조한 수계 전해질을 사용한 이차 전지를 이용하여 0.2C의 전류 밀도 조건에서 충전-방전 실험을 수행한 결과를 나타낸 것이다. 실시예 9에서 제조한 수계 전해질을 적용한 이차 전지는 약 110mAh/g의 높은 용량을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
한편 도 7은, 음극재로 Li을 사용하고, 양극재로 LiFePO4를 사용하고, 전해질로 비교예의 전해질을 사용한 이차전지를 사용하여 0.1C의 전류 밀도에서 충전-방전 실험을 수행한 결과를 나타낸 것이다. 비교예에서 제조한 수계 전해질을 적용한 이차 전지는 전해질의 분해 반응이 심하게 발생하여 충전이 진행되지 않음을 확인할수 있었다.
실험예 6: 리튬 이차 전지 수명 특성 분석
도 8은 본 발명의 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 적용한 리튬 이차 전지의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은, 음극재로 Li을 사용하고, 양극재로 LiFePO4를 사용하고, 전해질로 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 각각 적용한 이차 전지를 이용하여 0.1C 전류밀도 조건에서 충전 및 방전을 반복 수행하여 이차 전지의 용량 유지율을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 실시예 5에서 제조한 수계 전해질을 적용한 이차 전지는 6 사이클 후 용량 유지율이 안정화되었으며, 용량 유지율은 250 사이클 후에도 약 77%으로 우수한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 7: 수계 전해질 복합체
도 9는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 수계 전해질을 다공성 부직포에 함침시켜 제조한 수계 전해질 복합체의 SEM 이미지를 나타낸 도면이다.
실시예 1에서 제조한 수계 전해질을 전기 방사에 의하여 제작한 부직포 고분자 매트릭스에 함침시켜 수계 전해질 복합체를 제조한 후 주사전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하였다. 도 9의 SEM 이미지에 의하면, 실시예 1에서 제조한 수계 전해질이 상기 부직포 고분자 매트릭스에 안정적으로 결합된 수계 전해질 복합체가 형성된 것을 확인할 수 있다. 즉, 일 실시상태에 따르면 상기 수계 전해질은 다공성의 고분자 분리막과 함께 수계 전해질 복합체로 활용될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 용매;
    염; 및
    세라믹 물질을 첨가제로 포함하는, 수계 전해질에 있어서,
    상기 용매는 물이고,
    상기 염과 세라믹 물질은 쌍극자 쌍극자 상호작용 및 수소결합을 형성하는 것인, 수계 전해질.
  2. 용매;
    염; 및
    양쪽성 이온을 갖는 물질을 첨가제로 포함하는, 수계 전해질에 있어서,
    상기 용매는 물이고,
    상기 염과 양쪽성 이온을 갖는 물질은 쌍극자 쌍극자 상호작용 및 수소결합을 형성하는 것인, 수계 전해질.
  3. 용매;
    염; 및
    첨가제를 포함하되,
    상기 용매는 중량비로 10wt% 이상 40wt% 이하이고,
    상기 염은 중량비로 10wt% 이상 90wt% 이하이고,
    상기 첨가제는 중량비로 20wt% 이상 50wt% 이하이며,
    상기 첨가제는 세라믹 물질 및 양쪽성 이온을 갖는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수계 전해질.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 세리믹 물질은 산화물계 세라믹 물질, 리튬산화물계 세라믹 물질, 리튬인산계 세라믹 물질, 비정질 이온 전도도 물질 및 나트륨 산화물계 세라믹 물질 중 적어도 하나의 물질을 포함하는,
    수계 전해질.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산화물계 세라믹 물질은 유전상수가 9 이상인
    수계 전해질.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산화물계 세라믹 물질은 Al2O3, β-Al2O3, TiO2, BaTiO3, 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하고,
    상기 리튬산화물계 세라믹 물질은 (La,Li)TiO3(LLTO)((La,Li)=La or Li), Li5La3Ta2O12, Li6La2CaTa2O12, Li4SiO4 Li3BO2.5N0.5, Li9SiAlO8, Li6La2ANb2O12(A=Ca or Sr), Li2Nd3TeSbO12, Li7La3Zr2O12(LLZO), Li5La3Ta2O12, 및 Li9SiAlO8로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 수계 전해질.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 리튬인산계 세라믹 물질은 LAGP(Li1+xAlxGe2-x(PO4)3)(O<x<2), LTAP(Li1+xTi2-xAlx(PO4)3)(0<x<2), Li1+xTi2-xAlxSiy(PO4)3-y(0<x<2, 0<y<3), LiAlxZr2-x(PO4)3(0<x<2) 및 LiTixZr2-x(PO4)3(0<x<2) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 수계 전해질.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 나트륨 산화물계 세라믹 물질은 Na3Zr2Si2PO12 (NASICON)인, 수계 전해질.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 양쪽성 이온을 갖는 물질은 두 개 이상의 반대 전하를 띠는 관능기(functional group)를 갖는 물질을 포함하는 것인, 수계 전해질.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양쪽성 이온을 갖는 물질은 하기 화학식 1로 표시되는 알라닌(Alanine)인, 수계 전해질.
    <화학식 1>

  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 염은 LiCF3SO3 (LiOTf), LiClO4, LiPF6, CF3SO2NLiSO2CF3(LITFSI), Li[N(SO2F)2](LiFSI), Li[B(C2O4)2](LiBOB), LiAsF6 및 리튬 플루오로술포닐-트리플루오로메탄술포닐이미드(LiFTFSI)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는, 수계 전해질.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 염은 NaCF3SO3 (NaOTf), NaClO4, NaPF4, NaPF6, NaAsF6, NaTFSI, Na[(C2F5)3PF3](NaFAP), Na[B(C2O4)2](NaBOB), Na[N(SO2F)2](NaFSI) 및 NaBETI(NaN[SO2C2F5]2) 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는, 수계 전해질.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 수계 전해질; 및
    상기 수계 전해질이 함친된 고분자 매트릭스를 포함하는 수계 전해질 복합체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)계 또는 그 공중합체, 폴리[(비닐리덴플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌]계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜(PEO)계 또는 그 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 또는 그 공중합체, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA)계 또는 그 공중합체, 폴리비닐 클로라이드계 또는 그 공중합체, 폴리비닐피롤리돈(PVP)계 또는 그 공중합체, 폴리이미드(PI)계 또는 그 공중합체, 폴리에틸렌(PE)계 또는 그 공중합체, 폴리우레탄(PU)계 또는 그 공중합체, 폴리프로필렌(PP)계 또는 그 공중합체, 폴리(프로필렌 옥사이드)(PPO)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 이민)(PEI)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌 설파이드)(PES)계 또는 그 공중합체, 폴리(비닐 아세테이트)(PVAc)계 또는 그 공중합체, 폴리(에틸렌숙시네이트)(PESc)계 또는 그 공중합체, 폴리에스테르계 또는 그 공중합체, 폴리아민계 또는 그 공중합체, 폴리설파이드계 또는 그 공중합체, 실록산(Siloxane-based)계 또는 그 공중합체, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)계 또는 그 공중합체, 카르복시메틸셀룰로즈(CMC)계 또는 그 공중합체, 또는 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인 수계 전해질 복합체.
  15. 양극;
    음극; 및
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 수계 전해질;
    을 포함하는 이차 전지.

KR1020220103680A 2022-08-19 2022-08-19 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지 KR20240025727A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220103680A KR20240025727A (ko) 2022-08-19 2022-08-19 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220103680A KR20240025727A (ko) 2022-08-19 2022-08-19 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240025727A true KR20240025727A (ko) 2024-02-27

Family

ID=90058913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220103680A KR20240025727A (ko) 2022-08-19 2022-08-19 수계 전해질, 수계 전해질 복합체 및 이를 포함하는 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240025727A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102270869B1 (ko) 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지
KR102093972B1 (ko) 리튬 이차전지
KR101946644B1 (ko) 축전 소자
Ahniyaz et al. Progress in solid-state high voltage lithium-ion battery electrolytes
US10176935B2 (en) Electrolyte composition comprising fluorinated carbonate, and battery comprising the same
EP3723169A1 (en) Negative electrode for lithium metal battery and lithium metal battery comprising same
KR20190033448A (ko) 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
EP3518333A1 (en) Hybrid solid electrolyte for secondary battery and manufacturing method therefor
KR102255538B1 (ko) 이차전지용 폴리머 전해질 및 이를 포함하는 이차전지
CN109830746B (zh) 固态电解质及其应用和阴极材料及其制备方法和应用
KR20190049585A (ko) 전기화학소자용 음극 활물질, 상기 음극 활물질을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20180106971A (ko) 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20130107597A (ko) 리튬이온 이차전지용 양극활물질 및 그것을 포함하는 리튬이온 이차전지
CN106058311A (zh) 用于锂二次电池的电解质和包括所述电解质的锂二次电池
KR20180106972A (ko) 전해질 첨가제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지용 전해질
CN105409034A (zh) 二次电池用正极材料、二次电池用正极材料的生产方法及二次电池
KR20190079131A (ko) 리튬공기전지용 유무기 복합 겔 고분자 및 이를 이용한 리튬공기전지
KR101640994B1 (ko) 리튬 이차전지
KR20210011342A (ko) 리튬 이차전지
KR20160040871A (ko) 교번 배열된 전극 합제부와 비가역부를 포함하고 있는 전극 및 그것을 포함하는 이차전지
KR20190012364A (ko) 비수전해액용 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지
KR102539149B1 (ko) 리튬-겔 배터리에서 첨가제로서 염 혼합물의 사용
KR20210036778A (ko) 고체 전해질, 그 제조방법, 이를 포함하는 리튬공기전지 및 전기화학소자
KR102256487B1 (ko) 이차전지용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20240089421A (ko) 아지로다이트 유형 구조를 갖는 무기 화합물, 그 제조 방법, 및 전기화학 응용 분야에서의 그 용도