| 초록 |
현재 많이 사용하고 있는 리튬 이차 전지용 겔형 고분자 전해질은 상온에서 10-3 S/cm 수준에 이르는 높은 이온 전도도를 가져 고분자 전해질의 범용화를 실현하였다고 볼 수 있지만, 액체 전해액이 전체 전해질 함량의 50% 이상을 차지하여 액체 전해액의 증발과 누액으로 인한 이온 전도도 감소, 안전성, 저온에서의 낮은 이온 전도 특성 등의 단점들을 지니고 있기에 고분자 전해질이 가진 고유한 장점은 상당히 희석될 수밖에 없다. 이런 단점들을 극복하기 위하여 본 연구에서는 대표적인 겔형 고분자 전해질의 지지체인 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) [P(VdF-co-HFP)]와 ethylene carbonate (EC)를 개환중합하여 얻은 높은 점도의 poly(ethylene oxide-co-ethylene carbonate) [P(EO-co-EC)]를 블렌드하고 다공성 박막을 만든 후, 박막의 다공구조에 P(EO-co-EC)를 함침시켜 이온전도 역할을 하는 P(EO-co-EC)가 전체 전해질 함량의 60% 이상을 차지하는 새로운 리튬 이차 전지용 고분자 전해질을 제조하였다. P(VdF-co-HFP)/P(EO-co-EC) 블렌드 박막의 다공구조에 P(EO-co-EC)를 함침한 고분자 전해질은 P(VdF-co-HFP)에 EC/PC 등과 같은 액체 전해액을 함침시킨 기존의 겔형 고분자 전해질과 비교하였을 때, 다공의 크기가 증가하였고 유연성이 좋아졌다. 또한, 겔형 고분자 전해질에 비해 이온 전도도는 다소 낮지만 Tm이 대략 -25℃인 P(EO-co-EC)의 특성으로 저온에서도 이온 전도도의 급격한 저하가 발생하지 않았고, 6 V에 이르는 높은 작동전압을 보였으며, 전해질의 무게 손실도 거의 발생되지 않는 것을 확인했다. 이러한 고분자 전해질의 특성은 DSC, TGA, FT-IR, SEM, NMR, 임피던스 분석 등을 통해 정량적, 정성적으로 고찰되었다. |
