본 기술은 고분자 매트릭스 내에 질소가 도핑된 그래핀 나노시트를 분산시킨 고체전해질 기술입니다. 질소 원자의 비공유 전자쌍이 리튬 이온을 효과적으로 배위하고 이동 채널을 확보하여 이온전도도와 리튬 이온 이동도를 향상시킵니다.
PEO 등 기존 고분자 고체전해질은 상온 이온전도도가 10^-8 S/cm 수준으로 매우 낮은 문제가 있었습니다. 필러를 첨가한 기존 연구에서도 이온전도도 향상과 물리적 특성 확보를 동시에 달성하는 데 한계가 있었습니다.
본 기술은 피리딘성-N과 피롤성-N을 포함하는 질소 도핑 그래핀 나노시트를 전해질막 전체 중량 대비 2~4 wt% 범위로 첨가하도록 구성됩니다. 도핑된 질소의 비공유 전자쌍이 리튬 이온과의 친화력을 높이고, 산소 작용기가 제거된 빈자리가 이온 이동 채널 역할을 하여 전기화학적 성능을 개선합니다. 웨어러블 기기, 플렉서블 디스플레이 전원, 누액 위험을 배제해야 하는 의료용 소형 전지의 고체전해질층에 적용될 수 있어 소량의 필러 첨가만으로 상온 구동이 가능한 수준의 이온 전도 특성을 확보합니다.
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