Fabrication of Hybrid Solid Electrolyte by LiPF6 Liquid Electrolyte Infiltration into Nano-porous Sodium borosilicate glass membrane

Abstract

무기 유리전해질은 오랫동안 고체 전해질을 위해 연구되었다. 그러나, 전기화학적 안정성, 화학적 비활성 등과 같은 많은 장점에도 불구하고 낮은 이온 전도도의 단점으로 인하여 최근 들어 그 연구 및 적용이 감소하고 있다. 따라서 유리의 상분리 특성을 이용해 3차원적으로 연결된 나노 크기의 다공질유리를 제작한 후 그 기공 안을 액체전해질이나 젤전해질로 채움으로써 이온 전도도를 향상시키려는 연구가 이루어지고 있다. Na2O-B2O3-SiO2계 유리는 적당한 열처리로 상분리를 일으키는 물질로 잘 알려져 있다. xNa2O-(1-x)(yB2O3-(1-y)SiO2) 유리를 제조하기 위하여 Na2CO3, B2O3 , SiO2 의 시약을 사용하였으며 이들로 조합된 원료를 잘 혼합한 후 백금도가니에 넣고 전기로에서 조성에 따라 1100~1450℃로 5시간 동안 용융 후 급냉시켰다. 제조된 유리의 분상 온도를 TG-DTA로 측정한 후 분상유리를 제조하기 위하여 분상온도 이하의 온도 범위에서 일정시간 열처리를 하였으며, 분상처리 조건에 따른 분상유리의 구조 및 다공질 유리의 미세구조 변화를 관찰하기 위하여 열처리 온도와 시간, 출발물질의 조성을 변화시켰다. 이후 분상된 유리를 1% 불산으로 etching시킨 후 SEM사진으로 비교 분석하였다.