The electrochemical stability and conductivity enhancement composite polymer electrolyte.

Abstract

최근 에너지의 저장수단으로 리튬2차전지 사용이 증대되고 있으며, 전지의 성능개선과 에너지 저장능력을 높이기 위하여 고체고분자 전해질의 개발이 진행되고 있다. 대부분의 고분자 전해질은 PEO를 이용하여 연구되고 있으나, 상온에서 이온전도도가 낮아 사용이 제한되고 있으므로, 이온전도도의 향상을 위한 방법이 연구중이다. 그 중 한 방법이 composite polymer이며, composite polymer는 고분자에 inorganic filler를 첨가시키는 것을 말한다. composite polymer에서 inorganic filler는 이온전도도가 활발히 일어나는 무정형의 부분을 확대시키는 것과 composite polymer의 유전율을 향상시키므로 salt의 해리도를 향상시켜 이온전도도를 증가시키는 역할을 한다. 지금까지의 연구진행방향은 단일 filler를 이용하여 이온전도도의 향상에 초점을 맞춰 왔고 1승에서 2승 정도의 전도도 향상을 보이고 있다. 그러나 double inorganic filler를 첨가했을 경우 전도도 향상과 전기화학적 안전성에 관한 연구는 보고되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 composite polymer의 double inorganic filler의 전도도 향상과 전기화학적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 연구에 사용된 고분자는 PEO(Mn=600000), inorganic fillers로는 Al2O3- activated acid, Al2O3 activated basic, Al2O3 activated neutral, silica 그리고 BaTiO3를 을 사용하였고, lithium salt로는 LiClO4를 사용하였다. 전기화학적 특성 분석을 위한 전극은 SUS working electrode, lithium counter electrode을 이용하여 2전극 system으로 구성하였으며, 전도도측정은 SUS ion blocking electrode를 이용하여 AC impedance 법으로 측정하였다. composite polymer electrolyte의 전기화학적 특성은 Al2O3- activated acid, Al2O3 activated neutral, Al2O3 activated basic 순으로 산화에 영향을 미쳤으며, 단일 filler를 첨가 했을 때 보다 double filler를 첨가 했을 때 전도도의 향상을 보였다.