¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö °³¹ß ÇöȲ ¹× Àü¸Á


Á¶º´¿ø, À±°æ¼®


¼­ ·Ð

ÃÖ±Ù µé¾î ÀüÀÚ, Åë½Å, ÄÄÇ»ÅÍ »ê¾÷ÀÇ ±Þ¼ÓÇÑ ¹ßÀü¿¡ µû¶ó Ä·ÄÚ´õ, ÈÞ´ëÆù, ³ëÆ®ºÏ PC µîÀÌ ÃâÇöÇÏ¿´°í, ÀÌ¿¡ µû¶ó °¡º±°í ¿À·¡ »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç, ½Å·Ú¼ºÀÌ ³ôÀº °í¼º´ÉÀÇ ¼ÒÇü 2Â÷ÀüÁö °³¹ßÀÌ Àý½ÇÈ÷ ¿äûµÇ°í ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ È¯°æ ¹× ¿¡³ÊÁö¹®Á¦ÀÇ ÇØ°á ¹æ¾ÈÀÇ Çϳª·Î Àü±âÀÚµ¿Â÷ÀÇ ½ÇÇö°ú ½É¾ßÀ¯ÈÞÀü·ÂÀÇ È¿À²Àû Ȱ¿ëÀ» À§ÇÑ ´ëÇü 2Â÷ÀüÁöÀÇ °³¹ßÀÌ ½É°¢È÷ ´ëµÎµÇ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¼ö¿ä¿¡ ºÎÀÀÇϱâ À§ÇØ ±× µ¿¾È ¸¹Àº °¢±¤À» ¹Þ°í ÀÖ°í, ¶ÇÇÑ ÀϺΠ»ó¿ëÈ­µÇ¾î ÀÖ´Â °ÍÀÌ ¸®Æ¬2Â÷ÀüÁöÀÌ´Ù.

¸®Æ¬2Â÷ÀüÁö´Â ÀüÇØÁú ÇüÅ¿¡ µû¶ó À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö ¹× ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö¿Í °íü°íºÐÀÚÀüÇØÁúÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁö·Î ³ª´­ ¼ö ÀÖ´Ù. ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö´Â ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀ» À½±ØÀ¸·Î »ç¿ëÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ½ÎÀÌŬ ¼ö¸í ¹× ¾ÈÀü¼ºÀÌ ³·¾Æ »ó¿ëÈ­¿¡ ¾î·Á¿òÀ» °Þ°í ÀÖÀ¸¸ç, À̸¦ ±Øº¹Çϱâ À§ÇØ ¸®Æ¬±Ý¼Ó ´ë½Å Ä«º»À» À½±ØÀ¸·Î »ç¿ëÇÏ´Â ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö°¡ °³¹ßµÇ¾î 1991³â ÀϺ» Sony Energytec¿¡¼­ óÀ½À¸·Î »ó¿ëÈ­ÇÏ¿´´Ù. ÇöÀç´Â ÀϺ»ÀÇ ¿©·¯ ÀüÁöȸ»ç¿¡¼­ ¾ç»êÀ» Çϰí ÀÖÀ¸¸ç ±¹³»¿¡¼­µµ ¸î¸î ±â¾÷¿¡¼­ ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö¿¡ ´ëÇÑ °³¹ß ¿¬±¸¸¦ ¸¶Ä¡°í ¾ç»êÈ­¸¦ °®Ãß°í ÀÖ´Ù.

¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁöÀÎ °æ¿ì´Â À½±ØÀ¸·Î ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀ» »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì¿Í Ä«º»À» »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ¾î Ä«º»À½±ØÀ» »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì´Â ±¸º°ÇÏ¿© ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÆú¸®¸ÓÀüÁö·Î Ç¥±âÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖÀ¸³ª, ´ëºÎºÐÀÇ °æ¿ì ÆíÀÇ»ó ¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁö·Î Åë¿ëÇϰí ÀÖ´Ù.

¸®Æ¬±Ý¼ÓÀ» À½±ØÀ¸·Î »ç¿ëÇÏ´Â ÀüÁöÀÇ °æ¿ì´Â Ãæ¹æÀüÀÌ ÁøÇàµÊ¿¡ µû¶ó ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀÇ ºÎÇǺ¯È­°¡ ÀϾ°í ¸®Æ¬±Ý¼ÓÇ¥¸é¿¡¼­ ±¹ºÎÀûÀ¸·Î ħ»ó¸®Æ¬ÀÇ ¼®ÃâÀÌ ÀϾ¸ç ÀÌ´Â ÀüÁö ´Ü¶ôÀÇ ¿øÀÎÀÌ µÈ´Ù. ±×·¯³ª Ä«º»À» À½±ØÀ¸·Î »ç¿ëÇÏ´Â ÀüÁö¿¡¼­´Â Ãæ¡¤¹æÀü½Ã ¸®Æ¬ ÀÌ¿ÂÀÇ À̵¿¸¸ »ý±æ »Ó Àü±ØÈ°¹°ÁúÀº ¿øÇüÀ» À¯ÁöÇÔÀ¸·Î½á ÀüÁö¼ö¸í ¹× ¾ÈÀü¼ºÀÌ Çâ»óµÈ´Ù. ¸®Æ¬2Â÷ÀüÁö¿¡ À־ ´ëÇ¥ÀûÀÎ ¾ç±Ø ¹ÝÀÀ ¹× À½±Ø¹ÝÀÀÀº ¾Æ·¡¿Í °°´Ù.

¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö´Â ÇöÀç ÀϺ»¿¡¼­ »ó¿ëÈ­µÇ¾î ÀÖ´Â ¾×ü ÀüÇØÁúÇü ¸®Æ¬À̿ ÀüÁöÀÇ ´ÜÁ¡ÀÎ ¾ÈÀü¼º ¹®Á¦, Á¦Á¶ ºñ¿ëÀÇ °í°¡, ´ëÇü ÀüÁöÁ¦Á¶ÀÇ ¾î·Á¿ò, °í¿ë·®È­ÀÇ ¾î·Á¿ò µîÀÇ ¹®Á¦¸¦ ÇØ°áÇÒ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀ¸·Î Àü¸ÁµÇ´Â ÀüÁöÀÌ´Ù. ±¸Ã¼ÀûÀ¸·Î ¼­¼úÇϸé ÀüÇØÁúÀÌ °íüÀ̱⠶§¹®¿¡ ÀüÇØÁúÀÇ ´©¼ö¿°·Á°¡ ¾ø¾î ¾ÈÀü¼ºÀÌ È®º¸µÇ°í, ¶ÇÇÑ ¿ëµµ¿¡ µû¶ó ´Ù¾çÇÑ Å©±â¿Í ¸ð¾çÀ¸·Î ÀüÁöÆÑÀ» Á¦Á¶ÇÒ ¼ö ÀÖ¾î ±âÁ¸ÀÇ ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö¿¡¼­ ¿øÅëÇü ¹× °¢ÇüÀüÁö·Î ÀüÁöÆÑÀ» Á¦ÀÛÇÒ °æ¿ì ÀüÁö¿Í ÀüÁö »çÀÌ¿¡ ÀüÁö¿ë·®°ú ¹«°üÇÑ ¾µµ¥¾ø´Â °ø°£ÀÌ »ý±â´Â ¹®Á¦¸¦ ÇØ°áÇÔÀ¸·Î½á ¿¡³ÊÁö¹Ðµµ°¡ ³ôÀº ÀüÁö¸¦ Á¦Á¶ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ ÀÚ±â¹æÀüÀ² ¹®Á¦, ȯ°æ¿À¿°¹®Á¦, ¸Þ¸ð¸®È¿°ú ¹®Á¦°¡ °ÅÀÇ ¾ø´Â Â÷¼¼´ë ÀüÁö¶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ƯÈ÷ ÀüÁöÁ¦Á¶°øÁ¤ÀÌ ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö¿¡ ºñÇÏ¿© ºñ±³Àû ¿ëÀÌÇÒ °ÍÀ¸·Î ¿¹»óµÇ¾î ´ë·®»ý»ê ¹× ´ëÇüÀüÁö Á¦Á¶°¡ °¡´ÉÇÒ °ÍÀ¸·Î º¸À̹ǷΠÀüÁöÁ¦Á¶ºñ¿ëÀÇ Àú·ÅÈ­ ¹× Àü±âÀÚµ¿Â÷ ÀüÁö·ÎÀÇ È°¿ë °¡´É¼ºÀÌ ¸Å¿ì ³ôÀº ÀüÁö¶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×·¯³ª ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°¡ ±â¼úÀûÀ¸·Î ½ÇÇö °¡´ÉÇÏ°Ô Çϱâ À§Çؼ­´Â ¾Æ·¡¿Í °°Àº ¹®Á¦°¡ ¼±°áµÇ¾î¾ß ÇÑ´Ù.[1]

Polymer electrolyte class

Conductivity (S/cm)


Characteristics

25 ¡É

100 ¡É


Pure solid polymer electrolyte

1. High molecular weight polyethers

10-6

10-3

1978

Good mechanical properties and low ionic conductivity and cationic transference number

2. Low molecular weight polyethers

10-5

10-3

1980

Very poor mechanical properties and limited ambient temperature conductivity

3. Networks and crosslinked

10-5

10-3

1981

Limited crystallinity, limited ambient temperature conductivity

4. Co-polymers

10-5

10-3

1983

Residual crystalllinity, EO side chains, low conductivity, and poor mechanical properties

5. Plasticizing additives

10-4

10-3

1985

Improved conductivity, limited chemical and mechanical stability

Network

6. Interpenetrating networks

10-4

10-3

1988

Non-solvating network, high interfacial impedances

7. Host and gel-polymer electrolytes

10-3

10-2

1990

Single phase, high conductivity, limited electrochemical stability

Table 1. Classification of the polymer electrolyte material development strategy.

- Àü±âÈ­ÇÐÀûÀ¸·Î ¾ÈÁ¤ÇØ¾ß ÇÔ (°úÃæ¹æÀü¿¡ °ßµð±â À§ÇØ ³ÐÀº Àü¾Ð ¹üÀ§¿¡¼­ ¾ÈÁ¤)

- Àü±âÀüµµµµ°¡ ³ô¾Æ¾ß ÇÔ (»ó¿Â¿¡¼­ 1 mS/cm ÀÌ»ó)

- Àü±Ø¹°ÁúÀ̳ª ÀüÁö³»ÀÇ ´Ù¸¥ Á¶¼ºµé°ú È­ÇÐÀû, Àü±âÈ­ÇÐ Àû ȣȯ¼ºÀÌ ¿ä±¸µÊ

- ¿­¾ÈÁ¤¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÏ¿©¾ß ÇÔ (ƯÈ÷ ¸®Æ¬Àü±Ø°ú Á¢ÃËÇÒ ¶§ Áß¿ä)

Àü °íüÇü ÀüÁö¿¡¼­ ±â°èÀû ¼ºÁúÀº °¡²û ¹«½ÃµÇ¾îÁö³ª ¿ª½Ã Áß¿äÇÑ ÀÎÀÚÀÌ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ °ÍÀº ½ÇÇè½Ç ¼öÁØ¿¡¼­ ¾ç»ê ¼öÁØÀ¸·Î ÀÌÀüµÉ ¶§ ´õ¿í Áß¿äÇÏ´Ù. ¶ÇÇÑ ¿øÀç·á´Â ½±°í °ª½Î°Ô ±¸ÀÔÇÒ ¼ö ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ±Ù·¡ ´ëºÎºÐÀÇ ¿¬±¸´Â »ó¿Â¿¡¼­ ³ôÀº ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â °íü °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ °³¹ß¿¡ ÃÊÁ¡ÀÌ ¸ÂÃß¾îÁ® ÀÖÀ¸¸ç, Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú ¹× Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ °³¹ß·Î À̰ÍÀÌ ½ÇÇöµÇ¾ú´Ù. ÀÌµé °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº ¾×ü¿Í °íü °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ¹®Á¦Á¡À» ±Øº¹Çϱâ À§ÇÑ °ÍÀ¸·Î Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº ¸¹Àº ¾çÀÇ ¾×ü °¡¼ÒÁ¦¸¦ Æú¸®¸Ó È£½ºÆ® ±¸Á¶¿¡ ÷°¡ÇÏ¿© Á¦Á¶ÇÑ °ÍÀ̰í, Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº °íºÐÀÚ ¸ÅÆ®¸¯½º ³»¿¡ À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÀ» ÁÖÀÔ½ÃÄÑ Á¦Á¶ÇÑ °ÍÀ¸·Î Àü±âÈ­ÇÐÀû, È­ÇÐÀû, ¿­Àû, Àü±âÀû Ư¼ºÀÌ ¿ì¼öÇϸç, ¶ÇÇÑ Á¦3ÀÇ ¹°ÁúÀ» ÷°¡ÇÏ¿© ±â°èÀû Ư¼ºÀ» Çâ»ó½ÃÅ´À¸·Î½á ¸®Æ¬ Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ »ó¿ëÈ­ °¡´É¼ºÀ» ³ô¿´´Ù.

°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú

°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº Å©°Ô ¾Æ·¡¿Í °°ÀÌ ¼¼ ºÐ·ù·Î ³ª´­ ¼ö ÀÖ´Ù.

- ¼ø¼ö °íü °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è

- Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è

- Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è

¼ø¼ö °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è´Â Hydro-Quebec»ç¿¡¼­ óÀ½ ½ÃµµÇÑ °ÍÀ¸·Î ³ôÀº ºÐÀÚ·®ÀÇ polyethers(homo- ȤÀº co-polymers)¿Í plasticizing¿°, ¶§·Î´Â ¾à°£ÀÇ ¾×ü°¡¼ÒÁ¦¸¦ È¥ÇÕÇÏ¿© Á¦Á¶ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÀüÇØÁúÀº ¿ë¸ÅÁõ¹ß ÇǺ¹¹ýÀ¸·Î ¹Ú¸·À» Á¦Á¶ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Á¾·ùÀÇ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú·Î´Â polyether grafted polyether, polysiloxane, polyphosphazene µîÀÌ ÀÖÀ¸¸ç, ÀÌ·¯ÇÑ ÀüÇØÁúÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµ´Â Æú¸®¸ÓÀÇ local segmental motionÀ¸·Î ÀÌ·ç¾îÁø´Ù.

Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº ¼ø¼ö-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú¿¡ ºñÇÏ¿© »ó¿Â¿¡¼­ÀÇ ³ôÀº ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¿Í ºÒ·®ÇÑ ±â°èÀû ¼ºÁúÀ» ³ªÅ¸³»´Â °ÍÀ¸·Î ¸¹Àº ¾çÀÇ ¾×ü°¡¼ÒÁ¦¿Í ȤÀº ¿ë¸Å¸¦ Æú¸®¸Ó ¸ÅÆ®¸¯½º¿¡ ÷°¡ÇÏ¿© Æú¸®¸ÓÈ£½ºÆ®±¸Á¶¿Í ¾ÈÁ¤ÇÑ Á©À» Çü¼ºÇϵµ·Ï ÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ±â°èÀû ¹°¼ºÀ» Çâ»ó½Ã۱â À§ÇÏ¿© cross-linked³ª thermosetÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¹°ÁúµéÀ» ÷°¡Çϰí ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµ´Â ¾×ü»ó¿¡ ÀÖ´Â ÀÌ¿ÂÁ¾ÀÇ À̵¿µµ¿¡ ÀÇÇÏ¿© ÀÌ·ç¾îÁø´Ù. µû¶ó¼­ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ´Â ¾×ü¿ë¸Å¿¡¼­ÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¿¡ Á¢±ÙÇÏ°Ô µÇ¸ç Àü±âÈ­ÇÐÀû ¾ÈÁ¤¼ºÀº ¾×ü ÀüÇØÁú¿¡¼­¿Í À¯»çÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀÌó·³ Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº ³ôÀº ÀÌ¿ÂÀ̵¿µµ¿Í ³ôÀº ÀüÇϼö¼Û¹°Áú ³óµµ¸¦ ³ªÅ¸³»¾î ÁÖµÈ ¼º´ÉÇâ»óÀ» ÀÌ·ç¾ú°í, ¶ÇÇÑ Àú¿ÂƯ¼ºµµ ¿ì¼öÇÏ°Ô µÇ¾ú´Ù.

±Ù·¡ ¸¹Àº ¿¬±¸°¡ ÀÌ·ç¾îÁø °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ºÐ·ù ¹× ÃÖ±Ù °³¹ßµÈ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ Á¶¼ºÀ» Table 1, Table 2¿¡ °¢°¢ ³ªÅ¸³»¾ú´Ù.[2,3]

Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è´Â °íºÐÀÚ ¸ÅÆ®¸¯½º¸¦ submicronÀÌÇÏ·Î ´Ù°ø¼ºÇÏ°Ô ¸¸µé¾î À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÀ» ÀÌ ÀÛÀº ±â°ø¿¡ ÁÖÀÔ½ÃÄÑ Á¦Á¶ÇÑ´Ù. ÀÌ ÀÛÀº ±â°ø¿¡(£¼submicron) µé¾î°£ À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÀº ´©¾×ÀÌ µÇÁö ¾Ê°í ¾ÆÁÖ ¾ÈÀüÇÑ ÀüÇØÁú·Î »ç¿ëÇÒ ¼ö°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ ÀüÇØÁúÀº ÀÌ¿ÂÀüµµµµ°¡ À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¿Í °°Àº Ư¼ºÀ» °®°í ÀÖ°í, ¿ëÀÌÇÏ°Ô Á¦ÀÛÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °ÍÀÌ ÀåÁ¡À̶ó°í º¼ ¼ö ÀÖ´Ù.

Àü Áö

Developer

Polymer

Salt

Plasticizer

Estimated ¥ò ambient (S/cm)

Hydro-Quebec

EO-Copolymers

LiClO4

TFSI

-

TESA (10 %)

3¡¿10-5

¡­5¡¿10-3

Mead/Valence

EO-Acrylate

LiAsF6

PC/EC (70 %)

¡­4¡¿10-3

CGE

PAN

LiClO4

PC/Sulfolane

(60-80 %)

¡­1¡¿10-3

EIC

MEEP-EO

PAN

TFSI

LiClO4

-

PC/EC(71 %)

6.7¡¿10-5

1.7¡¿10-3

SRI

SiO(EO-ES)CF2SO3Li+

SiO(EO-ES)CF2SO3Li+

-

-

-

PC (66 %)

1.7¡¿10-5

5¡¿10-4

KIST

M-PAN

LiPF6

EC-based

¡­3¡¿10-3

Table 2. Formulation of recently published polymer electrolyte compositions.

¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ ±¸¼ºÀ» º¸¸é Ãʱ⿡´Â ¸®Æ¬À½±Ø°ú ±Ý¼Ó»êÈ­¹° º¹ÇÕ¾ç±ØÀ» »ç¿ëÇÑ ÀüÁöÀ̾úÀ¸³ª ¸®Æ¬À½±ØÀÇ ºÎµ¿ÅÂÈ­, ¼öÁö»ó¼®Ãâ¹®Á¦ µîÀ¸·Î ÀÎÇÏ¿© ½ÎÀÌŬ ¼ö¸íÀÌ ÀúÁ¶ÇÏ¿© ÃÖ±Ù¿¡´Â ¸®Æ¬À½±Ø ´ë½Å Ä«º»º¹ÇÕÀ½±ØÀ» »ç¿ëÇÑ ¸®Æ¬À̿ ÀüÁö ÇüÅÂÀÇ ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°¡ °³¹ßµÇ°í ÀÖ´Ù. ÃÖ±Ù µé¾î ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ ¼º´ÉÀÌ ±Þ¼ÓÈ÷ Çâ»óµÇ°í ÀÖÀ¸³ª ¾ÆÁ÷±îÁö µ¿·Â¹Ðµµ, ¿¡³ÊÁö¹Ðµµ, Àú¿ÂƯ¼º, ½ÎÀÌŬ ¼ö¸í µî ÇØ°áÇÏ¿©¾ß ÇÒ Á¡ÀÌ ¸¹ÀÌ ³²¾Æ Àִµ¥ ÀÌ´Â ¾Æ·¡ÀÇ ¹®Á¦Á¡¿¡ ÀÇÇÑ °ÍÀÌ´Ù.

-ÀÌ¿ÂÀ̵¿ ¹°¼ºÀÇ ºÎÀûÇÕÇÑ Á¦¾î

-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°ú Àü±Ø»çÀÌÀÇ È­ÇÐÀû, Àü±âÈ­ÇÐÀû ¾ÈÁ¤¼º °á¿©·Î ½ÎÀÌŬ Áß °¡¿ª¼ºÀÌ ¶³¾îÁü

-°íºÐÀÚ Àç·áÀÇ ¹°¼º¿¡ µû¸¥ ¼³°è ¹®Á¦

1. ¾çÀ̿ À̵¿ Ư¼º

´ëºÎºÐ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ÀϹÝÀû ¹°¼ºÀ» ¿Âµµ¿¡ µû¸¥ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ·Î ³ªÅ¸³»°í Àִµ¥, ÀÌ °ªÀº °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú ³»¿¡ Á¸ÀçÇÏ´Â ¸ðµç À̿µéÀÇ À̵¿µµ¸¦ ÇÕÇÑ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ¿¡ ¹ÝÇÏ¿© ¼ö¼Û¼ö´Â °¢À̿µéÀÇ À̵¿µµ, º» ÀüÇØÁúÀÎ °æ¿ì´Â ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀÇ À̵¿µµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â °ÍÀ¸·Î ¸®Æ¬ Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ ¼º´É¿¡ ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ£´Ù. ¸î °¡Áö º¸°íµÈ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ¼ö¼Û¼ö´Â Table 3°ú °°Àºµ¥[2,3]

SPE

T(¡É)

t+

PEO20LiClO4

EO/Acrylate/PC/LiClO4

MEEP/PEGDA/LiClO4

PEOmLiCp+1F2p+3SO3

m=6, 20 and p = 5, 7

PEO8LiClO4

PC/LiClO4

M-PAN(KIST)

80¡©120

0¡©80

70

> 60




120

25

25

0.16¡©0.28

¡­0.0¡©0.5

0.4

< 0.5




0.06

¡­0.374

¡­0.5

Table 3. Reported cationic transference number for different polymer electrolyte systems.

À̷κÎÅÍ ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀº ÀüÇÏÀ̵¿¹°Áú Áß ¼Ò¼ö¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀÇ À̵¿µµ´Â ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ ±Þ¼Ó Ãæ¹æÀü ¹× ½É¹æÀü¿¡ °áÁ¤ÀûÀÎ ¿ªÇÒÀ» ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ¾çÀ̿ ¼ö¼Û¼ö°¡ ³·À» ¶§, ƯÈ÷ ÀÌ¿ÂÀüµµµµµµ °°ÀÌ ³·À» ¶§´Â ÀüÁöƯ¼º¿¡ ¸Å¿ì ³ª»Û ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ£´Ù. ¸®Æ¬À̿ ¼ö¼Û¼ö¸¦ Áõ°¡½Ã۱â À§ÇÑ ¹æ¹ýÀ¸·Î´Â ¸Å¿ì ³ôÀº Àüµµµµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â ¾çÀ̿ Àüµµ¼º ionomer¸¦ °³¹ßÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù.

2. °è¸é Ư¼º

°è¸é ¹× Àü±ØÀÇ ÀÓÇÇ´ø½º ¹®Á¦´Â ¿¹ÃøÇÒ ¼ö ¾ø´Â °ÍÀ¸·Î ¼ö³â Àü±îÁö¸¸ ÇØµµ º°·Î ÁÖ¸ñÀ» ¹ÞÁö ¸øÇÏ¿´´Ù. Àü±Ø°ú ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ ³ôÀº ÀÓÇÇ´ø½º´Â Ãæ¹æÀüÀ²¿¡ ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ¡¸ç ¿ë·® ÀúÇϸ¦ ÀÏÀ¸Å°°í, ¶ÇÇÑ ¿¹»óÄ¡ ¸øÇÑ ¿­È­¸¦ ÀÏÀ¸ÄÑ ½ÎÀÌŬ ¼ö¸íÀÇ ÀúÇϸ¦ °¡Á®¿Â´Ù. °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°è¿¡¼­ÀÇ ¸®Æ¬°ú ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ È­ÇÐÀû, Àü±âÈ­ÇÐÀû ¾ÈÁ¤¼ºÀÌ À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁú¿¡¼­º¸´Ù´Â ¾ÈÁ¤ÇÏÁö¸¸ ¾ÆÁ÷±îÁö ¹®Á¦°¡ µÇ°í ÀÖ´Ù. ¸®Æ¬¿°, ±Ø¹Ì·®ÀÇ ¼öºÐ, ÇÕ¼º ¹× °øÁ¤Áß ºÒ¼ø¹° µîÀÌ ¸®Æ¬°ú °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ ºÒ¾ÈÁ¤¼º¿¡ ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ£´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ºÒ¾ÈÁ¤¼ºÀº º¸°üÁß ¸®Æ¬À½±Ø»ó¿¡ ºÎµ¿Å¸·À» Çü¼ºÇϰųª ½ÎÀÌŬÁß ¸®Æ¬ÀÇ ¼öÁö»ó¼®ÃâÀ» ÀÏÀ¸ÄÑ °á±¹Àº ÀüÁöƯ¼ºÀÇ ÀúÇϸ¦ °¡Á®¿Â´Ù. ÃÖ±Ù¿¡´Â ÀÌ·¯ÇÑ ¹®Á¦Á¡À» ÇØ°áÇϱâ À§ÇÏ¿© Ä«º»º¹ÇÕÀ½±ØÀ» »ç¿ëÇϰí ÀÖÀ¸³ª, Ä«º»º¹ÇÕÀ½±Ø°ú °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ °è¸é¹®Á¦°¡ ¸Å¿ì Áß¿ä½ÃµÇ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ¹Ì »ó¿ëÈ­µÇ¾î ÀÖ´Â ¸®Æ¬À̿ ÀüÁö¿¡¼­ÀÇ Ä«º»À½±Ø°ú À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ °è¸éÇö»óµµ ¿ÏÀüÈ÷ ÆÄ¾ÇÄ¡ ¸øÇÑ »óÅ¿¡¼­ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú¿¡¼­ÀÇ °è¸éÇö»óÀº ´õ¿í º¹ÀâÇϹǷΠÀÌ¿¡ ´ëÇÑ Ã¶ÀúÇÑ ¿¬±¸°¡ ¿äûµÇ°í ÀÖ´Ù. ƯÈ÷ Ä«º»º¹ÇÕÀ½±ØÀ» »ç¿ëÇÒ ½Ã¿¡´Â À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁú¿¡¼­¿Í °°Àº ºñ°¡¿ª¹ÝÀÀÀÌ ³ªÅ¸³ª°í, Ãæ¹æÀü ½ÎÀÌŬÀ» ¹Ýº¹ÇÔ¿¡ µû¶ó Àü±ØÈ°¹°Áú°ú °íºÐÀÚÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ °è¸é»óŰ¡ º¯È­ÇÏ°Ô µÇ¹Ç·Î ÀÌ¿¡ ´ëÇÑ ÁýÁßÀûÀÎ ¿¬±¸°¡ ÇÊ¿äÇÏ´Ù.

3. ÀüÁö ¼³°è ¹®Á¦

ºñ·Ï ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°¡ °í¾ÈÀü¼º, °í¿¡³ÊÁö¹Ðµµ, °íµ¿·Â¹Ðµµ¸¦ ³ªÅ¸³»´Â À¯¸ÁÇÑ ÀüÁöÀÌÁö¸¸ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ±âº»Àû ¹°¼º°ú Á¦Á¶°øÁ¤¿¡ ´ëÇÑ ¹®Á¦°¡ ¸ÕÀú ÇØ°áµÇ¾î¾ß ÇÑ´Ù. °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ̳ª À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁú Áß ¾î´À °ÍÀ» »ç¿ëÇÏ´ø °£¿¡ ÀüÁö ¼º´ÉÀ» Çâ»ó½Ã۱â À§ÇÑ ÀüÁö¼³°è°¡ ¸Å¿ì Áß¿äÇÏ´Ù. À½±Ø ¿ë·® ¹× ÀüÁöÀü¾Ð Áï ¿¡³ÊÁö¹ÐµµÀÇ ÀúÇϾøÀÌ ¸®Æ¬À½±ØÀ» ´ëüÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¸®Æ¬ ÇÔÀ¯ À½±Ø ¹°ÁúÀÌ ¾ÆÁ÷±îÁö ¶Ñ·ÇÇÏ°Ô ³ªÅ¸³ªÁö ¾Ê°í ÀÖÀ¸¸ç, ´ÜÁö À¯±â¿ë¸Å ÀüÇØÁúÇü ÀüÁö¿¡¼­ »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Â Ä«º» À½±ØÀÌ ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö¿¡¼­ ´ëü Àü±ØÀ¸·Î »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Ù.

¾ç±Ø¹°Áú·Î´Â ÀüÁöÀü¾ÐÀÌ ³·Àº TiS2, V6O13, LiV3O8 µî°ú ÀüÁöÀü¾ÐÀÌ ³ôÀº LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4 µîÀÌ ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Ãþ°£ È­ÇÕ¹°ÀÇ °íü»ó¿¡¼­ÀÇ Àü±âÀüµµµµ¿Í ¸®Æ¬ È®»ê°è¼ö´Â º¹ÇÕ¾ç±Ø¼³°èÀÇ ÃÖÀûÈ­¿¡ ¸Å¿ì ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ£´Ù. ´õ±¸³ª º¹ÇÕ¾ç±ØÁ¦Á¶¿¡ À־ °íÁ¡µµ ÆäÀ̽ºÆ®ÀÇ È¥ÇÕ°ú ÇǺ¹¿¡ ´Ù¼Ò ¹®Á¦°¡ ¼ö¹ÝµÈ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¹®Á¦´Â ¿¬¼Ó°øÁ¤À¸·Î Àü±Ø µÎ²²¸¦ 50¡­100 Ռm ¹üÀ§·Î Çϰí Ç¥¸éÀ» ¸Å¿ì ¸Å²ô·´°Ô ÇÏ¿©¾ß Çϱ⠶§¹®¿¡ ´õ¿í ½É°¢ÇÏ°Ô ´ëµÎµÈ´Ù. ¾ç±Ø Ç¥¸éÀÇ ºÒ±ÕÀϼºÀº ÀüÇØÁúÀÇ ÇǺ¹À» ³ª»Ú°Ô ÇÏ¿© ÀüÁö ³» °áÇÔ ºÎÀ§¸¦ Çü¼ºÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¾Æ·¡ÀÇ µÎ °¡Áö ¹æ¹ýÀÌ º¹ÇÕ¾ç±ØÁ¦Á¶¿¡ »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Ù.

-¿ë¸ÅÁõ¹ß ÇǺ¹¹ý

-Àü-Á©Çü¼º ÇǺ¹¹ý

¿ë¸ÅÁõ¹ß ÇǺ¹¹ýÀº ¸ðµç ¾ç±Ø Á¶¼º ¹°ÁúÀ» ¿ë¸Å¿¡ È¥ÇÕ½ÃŲ ÈÄ ±âÆÇ À§¿¡ ÇǺ¹ÇÏ°í ¿ë¸Å¸¦ Áõ¹ß½ÃÄÑ Á¦Á¶ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î º¸Åë ¿ë¸Å ´ë ¾ç±Ø Á¶¼º ¹°Áú ºñ´Â 5:1¡­10:1 Á¤µµ°¡ µÈ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î ÇǺ¹ µÎ²²´Â ¿ë¸ÅÁõ¹ß ¼Óµµ¿¡ Á¦ÇÑÀ» ¹Þ´Â´Ù. Àü-Á©Çü¼º ÇǺ¹¹ýÀº Á©-Àü±¸Ã¼¸¦ »ç¿ëÇϱ⠶§¹®¿¡ ´õ¿í Á¦Á¶°¡ ¾î·Æ´Ù. Á©-Àü±¸Ã¼´Â ¶ß°Ì°í ¾×ü¼ººÐÀÇ Áõ¹ßÀ» Á¦¾îÇϱ⠾î·Á¿ì¸ç, º¹»ç-À¯µµ °æÈ­(radiation-induced curing)°¡ ¿ä±¸µÈ´Ù. Ä«º»º¹ÇÕÀ½±ØÀÎ °æ¿ìµµ º¹ÇÕ¾ç±ØÁ¦Á¶¿Í °ÅÀÇ µ¿ÀÏÇϳª, ´ÜÁö Ä«º» Á¾·ù ¹× ¾ç±Ø ¿ë·®¿¡ µû¸¥ Àü±ØÈ°¹°Áú¾ç, Áï Àü±Ø µÎ²²¸¦ ¼³°èÇÏ¿©¾ß ÇÏ´Â ¹®Á¦°¡ ÀÖ´Ù. º¹ÇÕÀ½¾ç±ØÀÇ ÃÖÀûÈ­´Â º¹ÇÕÀ½¾ç±Ø ±¸¼º ¹°Áú, Á¶¼ººñ, Á¦Á¶°øÁ¤ µîÀÇ Á¶Àý¿¡ ÀÇÇØ °¡´ÉÇÏ´Ù.

ÀϹÝÀûÀ¸·Î °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ÀúÇ×Àº Àüü ÀüÁöÀúÇ×ÀÇ ÀÛÀº ºÎºÐÀ» Â÷ÁöÇϸç, Àü±Ø/ÀüÇØÁú »çÀÌÀÇ °è¸éÀúÇ×ÀÌ ÀüÁö¿¡ À־ °¡Àå Å« ÀúÇ×¼ººÐÀÌ´Ù. ºñ·Ï À̿¼ö¼Ûµµ¸¦ Áõ°¡½Ã۱â À§ÇØ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ µÎ²²¸¦ ÁÙ¿©µµ ÀüÁöÀúÇ×Àº º°·Î º¯È­ÇÏÁö ¾Ê´Âµ¥ ÀÌ´Â °è¸éÀúÇ×ÀÌ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ µÎ²²¿¡ °ü°è¾øÀÌ Á¸ÀçÇϱ⠶§¹®ÀÌ¸ç °è¸éÀúÇ×Àº ¿ÀÁ÷ Ç¥¸éÀû¿¡ °ü°èµÈ´Ù.

»ó¿ëÈ­

1980³â´ë ÃÊ¿¡ À¯·´°ú ºÏ¹Ì¸¦ Áß½ÉÀ¸·Î ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö¿¡ ´ëÇÑ ¿¬±¸°¡ ½ÃÀ۵Ǿî 1980³â´ë ¸»ºÎÅÍ Àü¼¼°è °¢±¹¿¡¼­ ¸¹Àº ¿¬±¸°¡ ÀÌ·ç¾îÁ³À¸¸ç, 1990³â´ë ÃʺÎÅÍ´Â ¸î¸î ±â¾÷¿¡¼­ »ó¿ëÈ­¸¦ ÃßÁø Áß¿¡ ÀÖ´Ù.

Hydro-Quebec»ç¿Í Yuasa°¡ ACEP¶ó ºÒ¸®´Â ÇÕÀÛȸ»ç¸¦ ¼³¸³ÇÏ¿© PEO°è ÀüÇØÁúÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°³¹ß¿¡ ¹ÚÂ÷¸¦ °¡Çϰí ÀÖ´Ù. ¿ì¼± 1Â÷ÀüÁö¸¦ »ó¿ëÈ­ÇÏ¿´´Âµ¥, ÀÌ ÀüÁö´Â ¹Ú¸·Çü ÀüÁö·Î ½Å·Ú¼º°ú ¾ÈÀü¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÏ´Ù°í º¸°íÇϰí ÀÖ´Ù.[4] ÇöÀç´Â 2Â÷ÀüÁöÀÇ »ó¿ëÈ­¸¦ À§ÇÑ ¿¬±¸°¡ ÁýÁßÀûÀ¸·Î ¼öÇàµÇ°í ÀÖ´Ù.

Valence Technology»ç¿¡¼­´Â ¸®Æ¬À½±Ø, Vanadium Oxidesº¹ÇÕ¾ç±Ø, radiation cross linked °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ» »ç¿ëÇÑ ÀüÁö¸¦ °³¹ßÇÏ¿´´Ù.[1] °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀº prepolymeric polyethylenically unsaturated compound, radiation inert ionically conducting liquid, lithium salt·Î ÀÌ·ç¾îÁ³´Ù. Prepolymeric compound´Â ÁÖ·Î acrylicÀ̰í, ¾×ü´Â PC, 2Me-THFÀ̸ç, ¸®Æ¬¿°Àº LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4 µîÀÌ´Ù. Á¦Á¶µÈ °íüÀüÇØÁúÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ´Â »ó¿Â¿¡¼­ 1 mS/cm, -20 ¡É¿¡¼­ 0.1 mS/cm·Î ¿ì¼öÇÏ°Ô ³ªÅ¸³µ´Ù. À̿¼ö¼Û Ư¼ºµµ ´Ù¸¥ ¾×ü³ª °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°ú ºñ½ÁÇѵ¥, ¸®Æ¬À̿ Ȯ»ê°è¼ö°¡ 10-6¡­10-5 cm2/sÀÌ°í ¼ö¼Û¼ö°¡ 0.5º¸´Ù ÀÛ¾Ò´Ù. ÀÌ ÀüÁöÀÇ ¶Ç ´Ù¸¥ ÀåÁ¡Àº Á¦Á¶°øÁ¤ Áß ¾ç±Ø°ú ÀüÇØÁúÀ» Àü±âÁýÀüü»ó¿¡ ¾×ü»óÅ·ΠÇǺ¹Çϰí radiation󸮷Π¾×ü¸¦ °íºÐÀÚ·Î Àüȯ½ÃÅ´À¸·Î½á Á¢Âø·ÂÀÌ ¿ì¼öÇÑ °è¸éÀ» Çü¼ºÇÏ¿© °è¸éÀúÇ×À» ¾ø¾Ý´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ ÀüÁö´Â °íÀ²¹æÀüƯ¼º°ú ¿ë·®º¸Á¸Æ¯¼ºÀÌ ¸Å¿ì ¿ì¼öÇÏ¿´À¸³ª ¸®Æ¬À½±ØÀ» »ç¿ëÇÏ¿´±â ¶§¹®¿¡ ÀüÁö ¼ö¸íÀÌ Âª°Ô(250 cycles) ³ªÅ¸³ª´Â ´ÜÁ¡À¸·Î ÀÎÇÏ¿© »ó¿ëÈ­¿¡ ¾î·Á¿òÀ» °Þ°í ÀÖ´Ù.

ÃÖ±Ù¿¡´Â Bell Communications Research, Inc.¿¡¼­ PVdF- HFP copolymer¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© »ó¿Â¿¡¼­ 10-3 S/cm ÀÌ»óÀÇ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¸¦ ³ªÅ¸³»°í Àü±âÈ­ÇÐÀû, È­ÇÐÀû ¾ÈÁ¤¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÑ Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ» °³¹ßÇÏ¿´´Ù.[5] ¶ÇÇÑ ÀÌ ÀüÇØÁúÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© LiMn2O4Ä«º»À¸·Î ±¸¼ºµÇ´Â ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö¸¦ °³¹ßÇÏ¿´´Âµ¥, ÀÌ ÀüÁöÀÇ ¼º´ÉÀº Fig. 1, Fig. 2¿Í °°ÀÌ ¿¡³ÊÁö¹Ðµµ, ½ÎÀÌŬ¼ö¸í, °íÀ²¹æÀü Ư¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÏ´Ù°í º¸°íÇÏ¿´´Ù.[6] ÀÌ °á°ú¸¦ º¸¸é ±× µ¿¾È ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ ´ÜÁ¡ÀÎ ÀüÁö ¼ö¸í¹®Á¦¿Í °íÀ²¹æÀü ¹®Á¦¸¦ ¾î´À Á¤µµ ÇØ°áÇÑ È¹±âÀûÀÎ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ ±â¼úÀ» ±¸Ã¼ÀûÀ¸·Î »ìÆìº¸¸é, ±× Á¦Á¶°øÁ¤Àº Fig. 3°ú °°´Ù. Çʸ§ÇüÅ·ΠÁ¦Á¶ÇÑ ¾ç±ØÆÇ, À½±ØÆÇ°ú ±Ý¼Ó±×¸®µå¸¦ °¡¿­¶ó¹Ì³×ÀÌ¼Ç °øÁ¤À¸·Î Á¢ÇÕ½ÃÄÑ °¢°¢ ¾ç±Ø°ú À½±ØÀ» Á¦Á¶Çϰí ÀÌµé »çÀÌ¿¡ °¡¼ÒÈ­µÈ ÀüÇØÁú¸·À» ³õ°í °¡¿­¶ó¹Ì³×ÀÌ¼Ç °øÁ¤À¸·Î ÀÏüȭ ½ÃŲ´Ù. À̰ÍÀ» ÀÏÁ¤ Å©±â·Î Àý´ÜÇϰí ÀûÃþÀ» ÇÏ¿© ÀüÁö¸¦ ±¸¼ºÇÑ ÈÄ ÃßÃâ°øÁ¤À¸·Î °¡¼ÒÁ¦¸¦ Á¦°ÅÇÑ´Ù. ±×ÈÄ ÇÃ¶ó½ºÆ½ ¾Ë·ç¹Ì´½ ÁÖ¸Ó´Ï¿¡ ³Ö°í °ÇÁ¶ÇÑ ÈÄ ¸®Æ¬¿° ¿ë¾×À» ÁÖÀÔÇÏ°í ¹ÐºÀÀ» ÇÏ¿© ÀüÁö¸¦ ±¸¼ºÇÑ´Ù. º» Á¦Á¶°øÁ¤ÀÇ ÀåÁ¡Àº ÃßÃâ°øÁ¤±îÁö´Â ¼öºÐÀÌ ÀÖ´Â »óÅ¿¡¼­ Á¦Á¶ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ̳ª, º» HybridÇü °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ Æ¯¼º»ó °¡¿­¶ó¹Ì³×ÀÌ¼Ç °øÁ¤°ú ÃßÃâ°øÁ¤ÀÌ ¿ä±¸µÇ´Â ´ÜÁ¡À» ¾È°í ÀÖ´Ù. ÇöÀç´Â ÀÌ ±â¼úÀ» ¹ÙÅÁÀ¸·Î Valence Technology»ç¿¡¼­ ¿µ±¹ÀÇ ³ë´ø¾ÆÀÏ·£µå¿Í Çѱ¹ÀÇ ÇÑÀÏ º£ÀÏ·±½º¿¡ ÇÕÀÛȸ»ç¸¦ ¼³¸³ÇÏ¿© »óǰȭ¿¡ ¹ÚÂ÷¸¦ °¡Çϰí ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ ¹Ì±¹ Ultralife»ç, ÀϺ»ÀÇ µµ½Ã¹Ù»ç µî¿¡¼­µµ ÀÌÀÇ »ó¿ëÈ­¸¦ À§ÇÑ ¸¹Àº ³ë·ÂÀ» ±â¿ïÀ̰í ÀÖ¾î, Á¶¸¸°£¿¡ Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ» ÀÌ¿ëÇÑ ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁöÀÇ »ó¿ëÈ­°¡ ÀÌ·èµÉ °ÍÀ¸·Î Àü¸ÁµÈ´Ù.

¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö ºÐ¾ßÀÇ µ¶º¸Àû À§Ä¡¸¦ Â÷ÁöÇϰí ÀÖ´Â ÀϺ»¿¡¼­µµ ¼Ò´Ï»ç, ¸¶Âê½Ã´Ù»ç, È÷Ÿġ ¸Æ¼¿»ç µî¿¡¼­µµ ¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁö¿¡ ´ëÇÑ ¿¬±¸¸¦ 10¿©³â ÀüºÎÅÍ ¼öÇàÇÏ¿© ¼ö³â ³»¿¡ »ó¿ëÈ­ÇÒ °ÍÀ¸·Î ¿¹»óµÇ°í ÀÖÀ¸³ª ¾ÆÁ÷±îÁö °³¹ßÇÑ ÀüÁö½Ã½ºÅÛ¿¡ ´ëÇÑ ±¸Ã¼Àû °á°ú¸¦ ¹ßÇ¥ÇÏÁö ¾Ê°í ÀÖ´Â »óÅÂÀÌ´Ù. ÇÑÆí ±¹³»ÀÇ Çѱ¹°úÇбâ¼ú¿¬±¸¿ø¿¡¼­´Â M-PAN°è °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ» °³¹ßÇÏ¿© ±âÁ¸ÀÇ Á©Çü °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ ´ÜÁ¡À» ±Øº¹ÇÏ¿´À¸¸ç, À̸¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁö´Â Fig. 4¡­Fig. 6°ú °°ÀÌ ¿¡³ÊÁö¹Ðµµ ¹× ½ÎÀÌŬ¼ö¸í, °íÀ²Ãæ¹æÀü Ư¼º, Àú¿Â ¹× °í¿ÂƯ¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÏ¿´´Ù.[3] º» °³¹ß ÀüÁö½Ã½ºÅÛÀº ±âÁ¸ Bellcore»çÀÇ HybridÇü ¸®Æ¬Æú¸®¸ÓÀüÁö ½Ã½ºÅÛ°ú´Â ´Þ¸® °¡¿­¶ó¹Ì³×ÀÌ¼Ç °øÁ¤°ú ÃßÃâ°øÁ¤ÀÌ ÇÊ¿ä¾ø°í ¾ç»ê°øÁ¤ÀÌ ¿ëÀÌÇÒ °ÍÀ¸·Î ¿¹»óµÇ¾î 1¡­2³â ³»¿¡ »ó¿ëÈ­°¡ ÀÌ·ç¾îÁú °ÍÀ¸·Î Àü¸ÁµÈ´Ù.


ÇâÈÄ ¿¬±¸¹æÇâ

ÇöÀç Hybrid °íºÐÀÚ ÀüÇØÁú°ú Á©-°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀ» ÀÌ¿ëÇÑ ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°¡ »ó¿ëÈ­ ´Ü°è¿¡ ¿Í ÀÖÀ¸³ª ÀÌ·¯ÇÑ ÀüÁö½Ã½ºÅÛÀº ÀüÇØÁú·Î ¾×ü ÀüÇØÁú°ú °íü°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ Áß°£ÇüŸ¦ »ç¿ëÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ÁøÁ¤ÇÑ ÀǹÌÀÇ Àü °íüÇüÀüÁö°¡ ¾Æ´Ï¶ó´Â °ÍÀÌ´Ù. µû¶ó¼­ ¾ÕÀ¸·Î´Â º¹ÇÕ°íºÐÀÚÇüÅÂÀÇ °íü°íºÐÀÚ ÀüÇØÁú¿¡ ´ëÇÑ ¿¬±¸°¡ ¸¹ÀÌ ÀÌ·ç¾îÁú °ÍÀ¸·Î Àü¸ÁµÇ´Âµ¥, ¿¹¸¦ µé¸é "ionic rubbers"¿Í "°íºÐÀÚ-ÇÕ±Ý"°³³äÀÇ °íü°íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÌ´Ù.[7,8] "Ionic rubbers"°³³äÀº ÀÌ¿ÂÀüµµ´Â °íºÐÀÚÀÇ local segmental motion¿¡¸¸ Á¦ÇѵǴ °ÍÀÌ ¾Æ´Ï¸ç, ¶ÇÇÑ ¹«±â ÷°¡¹°¿¡ ÀÇÇØ ´Ù¸¥ ÀÌ¿ÂÀüµµ±â±¸°¡ °¡´ÉÇÏ´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ÀÌ·¯ÇÑ Á¢±ÙÀÌ ÀÌ¿ÂÀüµµµµ¿Í ¾çÀ̿¼ö¼Û¼ö¸¦ Áõ´ë½ÃųÁö¶óµµ È­ÇÐÀû, Àü±âÈ­ÇÐÀû ¾ÈÁ¤¼º ¹× °¡°ø¼ºÀº ÇØ°áÇØ¾ß ÇÒ ¹®Á¦ÀÌ´Ù. "°íºÐÀÚ-ÇÕ±Ý" °³³äÀº °¢ ¼ººÐµéÀÌ ¼­·Î È­ÇÐÀûÀ¸·Î ÀÛ¿ëÇÏ´Â ´Ù¼ººÐ°è °íºÐÀÚ¸¦ ÀǹÌÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ÀÌ·¯ÇÑ »óÈ£ÀÛ¿ëÀº »óºÐ¸® ¹× °áÁ¤È­°¡ ÀϾÁö ¾Êµµ·Ï ÃæºÐÈ÷ °­ÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ´õ±¸³ª °íºÐÀÚÇÕ±ÝÀº °íÀÌ¿ÂÀüµµµµ¸¦ À¯ÁöÇϸ鼭 ÀüÇØÁú ³»¿¡ ÀÖ´Â ÀÌ¿ÂÁ¾µéÀÇ À̵¿µµ¸¦ ´õ Àß Á¶ÀýÇÒ °¡´É¼ºÀÌ ÀÖ´Ù. À̿ܿ¡µµ °íºÐÀÚ ÀüÇØÁúÀÇ Á¦Á¶°øÁ¤ ¹× ÀüÁö Á¦Á¶°øÁ¤»ó¿¡¼­ ´õ¿í ¸¹Àº ÁøÀüÀÌ ¿ä±¸µÇ¸ç, ÀÌ¿Í ¾Æ¿ï·¯ °è¸éƯ¼º¿¡ ´ëÇÑ º¸´Ù ü°èÀûÀÎ ¿¬±¸°¡ ÀÌ·ç¾îÁ®¾ß ÇÒ °ÍÀ¸·Î »ç·áµÈ´Ù.

¿¬±¸¼öÇà ¹æ¹ý·ÐÀûÀ¸·Î º¸¸é ¸®Æ¬Æú¸®¸Ó ÀüÁö°³¹ß¿¡ À־´Â Àü±âÈ­ÇÐ, È­ÇÐ, È­°ø, °íºÐÀÚ, Àç·á, ±Ý¼Ó µî ´Ù¹æ¸éÀÇ Àü¹®°¡°¡ ¿ä±¸µÇ´Â ºÐ¾ß·Î Àü¹® ¿¬±¸ÀηÂÀÌ ºÎÁ·ÇÑ ±¹³»ÀÇ °æ¿ì´Â »óÈ£Çù·Â ¿¬±¸¿Í ±¹°¡ Â÷¿øÀÇ ÁýÁßÀû Áö¿øÀÌ Áö¼ÓÀûÀ¸·Î ÀÌ·ç¾îÁ®¾ß ÇÒ °ÍÀ¸·Î »ç·áµÈ´Ù.

Âü °í ¹® Çå

[1] R. Koksbang, I. I. Olsen and D. Shackle, Solid state Ionics 69, 320 (1994).

[2] D. Fauteux, A. Massucco, M. Mclin, M. van Buren and J. Shi, Electrochimica Acta 40, 2185 (1995).

[3] B. W. Cho and K. S. Yun, KIST Report (1997)

[4] K. Murata, Electrochimica Acta 40, 2177 (1995).

[5] A. S. Gozdz, J. M. Tarascon, O. S. Gebizlioglu, C. N. Schmutz, P. C. Warren and F. K. Shokoohi, Proceedings of the Symposium on Rechargeable Lithium and Lithium-Ion Battteries 94-28, 400 (1994).

[6] C. Schmutz, J. M. Tarascon, A. S. Gozdz, P. C. Warren and F. K. Shokoohi, Proceedings of the Symposium on Rechargeable Lithium and Lithium-Ion Battteries 94-28, 330 (1994).

[7] F. K. Shokoohi et al., 13th Int. Seminar Primary and Secondary Battery Technol. Appl., Boca Raton, FL, USA, March (1996).

[8] C. A. Angell, C. Liu and E. Sanches, Nature 362, 137 (1993).

[9] W. Gang, J. Ross, D. Brinkmann, F. Capuano and B. Scrosati, Solid state Ionics 53-56, 1102 (1992).

Á¶º´¿ø ¹Ú»ç´Â Çѱ¹°úÇбâ¼ú¿ø È­°ø°ú ¹Ú»ç·Î¼­ Çѱ¹°úÇбâ¼ú¿¬±¸¿ø ¿¬±¸¿ø, ¼±ÀÓ¿¬±¸¿øÀ» °ÅÃÄ ÇöÀç Ã¥ÀÓ¿¬±¸¿øÀ¸·Î ÀçÁ÷ ÁßÀÌ´Ù. À±°æ¼® ¹Ú»ç´Â µ¶ÀÏ Clausthal °ø´ë Àü±âÈ­ÇÐ ¹Ú»ç·Î¼­ ¹Ì±¹ Rice ´ëÇÐ ¿¬±¸¿ø, ¹Ì±¹ Argonne ¿¬±¸¼Ò °´¿ø¿¬±¸¿øÀ» °ÅÃÄ ÇöÀç Çѱ¹°úÇбâ¼ú ¿¬±¸¿ø Ã¥ÀÓ¿¬±¸¿øÀ¸·Î ÀçÁ÷ ÁßÀÌ´Ù. (bwcho@kistmail.kist.re.kr, ksyun@kistmail.kist.re.kr)