일반기술

리튬 폴리머 이차전지

전기 자동차의 등장과 첨단 전자 기기의 고기능화 및 소형화에 따라 장시간 안정적으로 에너지를 공급할 수 있는 이차전지 기술의 확보에 관심이 모아지고 있다. 그러나 현재까지 이차전지 시장을 주도해온 납축전지와 니켈 카드뮴 전지는 부피가 크고 무거우며 에너지 밀도 및 출력 밀도가 낮아 고기능화소형화에의 응용에 한계가 있다.리튬 폴리머 이차전지는 전해질로서 고분자를 사용하므로 다양한 형태의 전지 설계가 가능하고 제조 공정이 빠르고 간단하며, 안정성이 매우 우수하여 전세계적인 관심을 끌고 있다. 리튬 폴리머 전지용 전해질로는 높은 유전 상수를 가지는 유기 용매를 고분자 매트릭스에 가소제로 첨가한 젤 형태의 고분자가 사용되고, 양극 활물질로는 금속 산화물 (LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2 등)이 많이 연구되고 있다. 본 연구실에서는 열경화 또는 자외선 경화형 고분자 전해질과 화학적 또는 전기화학적으로 합성된 전도성 고분자 (intrinsic conducting polymer, ICP)를 양극 활물질로 사용하고 전해질로서 고분자 단량체 가교형 고체 고분자 전해질을 사용하는 고성능 리튬 폴리머 이차전지를 개발하고 있다. 양극 활물질로 금속 산화물을 사용하는 경우 낮은 전기 전도성과 높은 취성으로 인하여 도전재 (acetylene black)와 결합재 (PVdF, EPDM 등) 등을 첨가하게 되는데 전도성 고분자를 사용할 경우 고분자 특유의 가공성과 높은 전기 전도도를 지니고 있어 첨가제가 필요 없어 경제적으로 유리하며 전극 제조 공정이 매우 간단하고 용이해질 것으로 판단된다. 또한 염의 해리 능력이 우수한 ethylene oxide를 가지는 단량체를 열경화 또는 자외선 경화에 의해 망상구조로 가교시킨 고분자 전해질은 상온 이온 전도도가 우수하고 기계적 강도가 뛰어나며 제조 공정이 매우 빠르고 간단하여 전지 제조 공정을 크게 단축시킬 수 있는 장점을 지니고 있다.