다성분을 포함하는 전고체 이차전지용 이오닉 유기골격체 전해질, 그 제조방법, 이를 포함하는 전고체 이차전지

디에틸렌글리콜 공유결합 COF와 숙시노니트릴을 결합한 고전도성 전고체 전해질

본 기술은 다공성 결정성 공유결합 유기골격체(COF)의 피리디닉 N 사이트에 디에틸렌글리콜(DEG)을 공유결합시키고 이온성 숙시노니트릴을 추가하여, 리튬 이온의 호핑·비히클·자유 확산 거동을 함께 유도함으로써 이온 전도도와 전이수를 높인 고체 전해질 기술입니다.

기존 무기계 고체 전해질은 가공이 까다롭고 전극과의 계면 접촉 저항이 큰 문제가 있었습니다. 비결정성 고분자 전해질 역시 상온 이온 전도도가 낮고 열적·전기화학적으로 불안정하며, 덴드라이트 성장으로 충방전 효율이 떨어지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 트리포르밀벤젠과 피리딘 화합물을 반응시켜 얻은 결정성 유기골격체에 디에틸렌글리콜을 공유결합으로 도입하고, 이온성 숙시노니트릴과 LiTFSI를 함께 포함시켜 리튬 이온의 해리를 촉진하고 연속적인 이온 수송 경로를 확보하도록 구성됩니다. 리튬 전고체 이차전지, 웨어러블 기기용 박형 전지, 고안전성 전기차 배터리 등에 적용될 수 있어 액체 전해질 누액 우려 없이 상온에서도 빠른 리튬 이온 이동을 기대할 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 기공을 갖고 복수 개의 피리디움 이온을 기본 성분으로 포함하는 결정성의 유기골격체
• 피리디움 이온의 피리디닉 N 사이트 질소와 공유결합되는 디에틸렌글리콜(DEG)인 글리콜계 화합물
• 유기골격체 전해질에 추가로 포함되는 이온성의 숙시노니트릴 및 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드 첨가 성분
• 트리포르밀벤젠과 피리딘 화합물을 반응시켜 기공을 갖는 결정성의 유기골격체를 제조하는 단계

‍

본 발명은 과학기술정보통신부의 다중모드 암 면역치료를 위한 광감응성 나노클러스터인공항체 지원을 통해 개발되었습니다.

‍