겔 고분자 전해질용 조성물, 겔 고분자 전해질 및 그 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 이차전지.

이온성 액체 가교제 화학가교 기반 난연성 겔 고분자 전해질

본 기술은 고분자 다공성 지지체 내부에 액체 전해질과 2개 이상의 이중결합 작용기를 지닌 이온성 액체 가교제를 함침시킨 뒤 열처리로 화학적 가교 결합을 형성하여, 난연성과 열적 안정성을 크게 높인 겔 고분자 전해질 기술입니다.

기존 액체 전해질은 가연성 유기 용매를 사용하기 때문에 내부 단락이나 온도 상승 시 발화 및 화재 위험이 컸습니다. 단순 겔 전해질 역시 높은 점도로 인해 이온 전도도가 떨어지고 누액이 발생하는 문제가 있었습니다.

본 기술은 이중결합 작용기를 2개 이상 가진 이온성 액체 가교제를 30 wt% 이상 투입하여 가교 밀도가 높은 고분자 네트워크를 형성함으로써 전해액 휘발을 억제하고 난연성을 높이며, 폴리아미드이미드(PAI) 등의 섬유형 다공성 지지체로 젖음성과 전기화학적 안정성을 함께 개선하도록 구성됩니다. 리튬 이온전지는 물론 나트륨 이온전지, 대형 ESS 모듈, 전기차 배터리팩에 적용될 수 있어 열폭주에 따른 화재 리스크를 근본적으로 낮추는 데 기여합니다.

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Key Features:

• 고분자를 포함하는 다공성 지지체와 소듐 또는 리튬 중 어느 하나를 포함하는 액체 전해질
• 이중결합 작용기를 매개로 가교 반응하며 이미다졸륨 등 양이온과 BF4 등 음이온으로 이루어진 이온성 액체 가교제
• 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 등 고분자로 이루어진 복수의 섬유들을 포함하는 다공성 지지체
• 다공성 지지체에 혼합 용액을 제공한 뒤 70℃ 이상에서 1시간 이상 열처리하여 화학 가교 결합시키는 단계

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본 발명은 산업통상자원부의 초고사양 슈퍼커패시터 개발 및 고출력 모듈 개발 지원을 통해 개발되었습니다.

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