일반기술

균질상의 고체고분자합금 전해질 및 그 제조방법과, 그 전해질을 이용한 복합전극, 리튬고분자전지, 리튬이온고분자전지 및 그 제조방법

5∼90중량%의 PAN계 화합물[예를 들면, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(아크릴로니트릴-메틸아크릴레이트), 폴리(아크릴로니트릴-co-메틸메타크릴레이트) 공중합체] 또는 PMMA계 화합물[예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-에틸아크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-메타크릴산)], 5∼80중량%의 PVdF계 화합물[예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리(비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로-프로필렌) 공중합체] 또는 PMMA계 화합물, 및 5∼80중량%의 PVC계 화합물[예를 들면, 폴리비닐클로라이드, 폴리(비닐리덴클로라이드-co-아크릴로니트릴)] 또는 PVdF계 화합물을 혼합한 화합물에 중량비로 1∼5배의 가소제를 첨가하고, 중량비로 1∼5배의 유기용매 전해질을 첨가하고, 이들 용액의 저온특성을 향상시키지 위해 메틸아세테이트(MA), 메틸프로피오네이트(MP), 에틸아세테이트(EA), 에틸프로피오네이트(EP) 중 하나 이상의 성분을 첨가하고, 0∼20중량%의 SiO2를 혼합하고 110∼180℃까지 가열하여 10분∼2시간 정도 동안 고분자 블렌딩을 실시하여 매트릭스를 형성하고 이를 캐스팅하여 다성분계 고체고분자 전해질을 제조한 다음, 복합음극(25∼35중량%의 음극활물질, 0.5∼2중량%의 도전재, 15∼25중량%의 삼성분계 고체고분자합금 전해질, 나머지 중량%의 가소제로 혼합한 후 110∼180℃에서 10분∼2시간 동안 가열하여 얻은 매트릭스를 구리그리드 양면에 캐스팅하고, 건조, 압연하여 제조함)/다성분계 고체고분자합금 전해질/복합양극(25∼35중량%의 양극활물질을 사용하여 복합음극과 같은 방법으로 제조함)/다성분계 고체고분자합금 전해질/복합음극의 순으로 적층하여 리튬고분자 전지를 제조한다기존의 고체고분자 전해질은 주로 폴리(에틸렌옥사이드)(PEO) 계였으나, 근래에는 이온전도도가 우수한 젤형태의 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 및 하이브리드 형태의 폴리(비닐리덴플루오라이드)(PVdF)계가 개발되었다. PAN계 전해질은 강도가 떨어지는 단점이 있고, PVdF계 전해질은 제조공정이 까다로우며, 접착력이 불량하여 전극 및 전지 제조시 가열 라미네이션과 추출공정을 필요로 하는 결정적인 단점이 있고, 폴리비닐클로라이드(PVC)계 고체 고분자 전해질은 상온에서 이온전도도 및 기계적 강도가 우수하지만 저온특성이 나쁘며 접촉저항이 큰 단점이 있다. 또한, 근래에 발표된 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA)계 전해질도 상온에서 이온전도도 및 접착력은 우수하나 기계적 강도가 매우 취약하다.PMMA계, PAN계, PVC계 및 PVdF계를 블렌딩하여 다성분계 고체 고분자 전해질을 제조함으로써 각 성분 고분자 전해질들의 단점을 해결한 리튬 고분자 전지용 고체 고분자 전해질을 제조한 것이다. 기존의 고체고분자합금 전해질에 비하여 이온전도도, 유기용매와의 호환성 및 기계적강도가 우수한 균질상 전해질을 이용하여 복합 음(양)극을 제조하고, 고체고분자합금 전해질과 복합음(양)극을 적층하여 리튬(이온)고분자 전지를 제조하여 전지의 접착력과 기계적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 저온 및 고온 특성, 고율방전특성, 층방전특성, 전지의 용량 및 수명 등의 전지성능이 우수한 리튬고분자 전지 및 리튬이온고분자 전지를 제조한다