아크릴로니트릴-메틸메타크릴레이트 공중합체를 이용한 겔 고분자 전해질의 전기화학적 특성

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리튬 이온 고분자 전지(lithium-ion polymer batteries)에 사용되는 고분자 전해질 중 아크릴로니트럴(Acrylonitril)과 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 공중합체를 이용한 겔 고분자 전해질을 이용하여 전기 화학적 거동을 알아보고, 실제 전지에 응용하여 충전, 방전 및 속도 특성을 확인하였다.
고분자 전해질 제조는 아크릴로니트릴(Acrylonitril)과 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 공중합체를 DMF(N,N-Dimethylformamide)solvent에 녹이고 이 solution을 non-solvent인 물에 phase inversion 시킴으로 pore를 갖는 다공성막을 제조하여 cell에 적용, 높은 이온전도도와 전기화학적 안정성, 좋은 전기 용량을 보였다. Dry time에 따른 기계적 물성온 10hr이상일 때 좋은 결과를 보였다.
취약해 지는 물성을 보완하기 위하여 여러 지지체에 매트릭스 고분자를 코팅하여 겔 고분자 전해질을 제조하는 방법을 선택하였는데 기계적 물성이 우수하면서 높은 이온 전도도를 가질 수 있는 장점 뿐만 아니라 현재 생산 공정에 쉽게 적응할 수 있는 장점을 지니고 있다.
PAN와 PMMA 공중합체를 매트릭스 고분자로 사용하였고, PE separator에 합성한 매트릭스 고분자를 여러 농도로 코팅하여 membrane을 제조한 후 액체전해질(LiClO_(4)-EC/DMC)을 함침 시켜 겔 고분자 전해질을 제조하였다. 코팅 농도에 따라서 코팅 두께와 함량 조절이 가능하였고 코팅의 농도는 1%, 2%, 3%, 4%를 각각 test한 결과 3%일 때 이온전 도도 및 전기화학적 안정성, 그리고 충방전 효율과 속도특성등에서 가장 좋은 결과를 나타내었다.