Poly(4-hydroxybutyl acrylate) 또는 Poly(4-hydroxybutyl methacrylate) 기반의 젤 고분자 전해질 및 이의 제조 방법

히드록시기 수소결합 in-situ 광중합 기반 고점착 젤 고분자 전해질

본 기술은 4-hydroxybutyl acrylate(HBA) 또는 4-hydroxybutyl methacrylate(HBMA) 단량체를 가교제와 함께 전극 위에서 직접 광중합(in-situ)하여, 히드록시기(-OH)의 수소결합을 통해 점착력과 이온전도도를 높인 젤 고분자 전해질을 형성하는 기술입니다.

기존 액체 전해질은 누출과 화재 위험 등 안전성 문제가 있었습니다. 또한 통상적인 젤 고분자 전해질은 전극과의 접촉 면적이 작아 계면 저항이 발생하고, 유연 배터리에 필요한 충분한 점착성을 확보하기 어렵다는 한계가 있었습니다.

본 기술은 HBA 또는 HBMA 단량체와 아크릴레이트·메타크릴레이트 계열 가교제를 섞은 pre-gel 용액을 전극 위에 도포한 뒤 in-situ 중합하여, tanδ 1 이하의 점탄성 고체 젤 전해질을 얻도록 구성됩니다. 이렇게 형성된 전해질은 전극 파우더 사이 공간을 빈틈없이 채워 높은 점착성과 10^-3 S/cm 이상의 이온전도도를 나타냅니다. 플렉서블 배터리, 웨어러블 기기용 박형 전지, 누액 방지가 중요한 파우치형 리튬 이차전지 등에 적용될 수 있어 반복적인 굽힘에도 전극과 전해질이 들뜨지 않는 셀을 구현할 수 있습니다.

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Key Features:

• 4-hydroxybutyl acrylate 또는 4-hydroxybutyl methacrylate 단량체를 중합하여 형성되는 중합체와 가교제를 포함하는 젤 고분자 전해질
• 손실 계수와 저장 계수의 비로 정의되는 tanδ 값이 1 이하로 유지되는 점탄성 젤 전해질
• 염 함유 전해질 용액에 단량체, 가교제 및 중합반응 개시제를 투입하여 pre-gel 용액을 생성하는 단계
• pre-gel 용액을 전극물질 위에 도포한 후 그 자리에서 중합반응을 일으키는 in-situ 공정 단계

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