기술소개에 대한 요약으로 자세한 사항은 오른쪽 상단 기술소개서 및 특허 정보를 확인해주세요.

1. 기술개요

■ 기술 목표 및 내용

◦ 기술 목표

－ 우수한 전기화학적 안정성, 고온 특성, 에너지 밀도, 높은 이온전도도를 가지는 고분자 전해질 구현

◦ 기술 내용

－ Polyczrbonate계 Matrix, Tetraethylene glycol dimethyl ether(TEGDME) 가소제, 셀룰로오스 Film, LiTFSI 리튬염, 다공성 구조를 포함하는 고분자 전해질 복합재에 관한 기술

· Polycarbonate는 비정질계 고분자로서, 이온전도성에 유리

－ PC Matrix와 TEGDME의 화학적 상호작용에 의해 리튬이온 이동 개선(비정질 영역 증가)

－ 셀룰로오스 필름은 표면 및 내부에 Void가 형성된 다공성 구조 보유→ PC Matrix에 대한 코팅 면적↑, 이온전도도·물성 향상 기여

2. 기술의 우수성 및 도입 효과

■ 기술의 우수성

◦ 고온 특성과 전기화학적 안정성

－ PC계 Matrix와 TEGDME 가소제의 상호작용으로, 전해질은 고온에서도 안정적으로 작동 가능

－ 이들 복합체는 기존 전해질 대비 열적 안정성이 높으며, 폭발 및 화재 위험성 저감 가능

◦ 높은 이온전도도

－ 비정질 영역의 증가로 이온의 이동통로가 많아지며, 이온전도도가 크게 향상

－ 이는 배터리 충전속도와 출력 성능을 높이는 데에 기여

◦ 우수한 기계적 강도와 안정성

－ 다공성 구조의 셀룰로오스 기재가 포함되어 높은 인장강도와 안정성 제공

－ 특히, 배터리 수명에 중요한 전극 단락 방지 효과가 강화됨

■ 대상기술의 도입효과

◦ 고분자 전해질 적용 전고체 배터리의 수명 및 성능 개선

－ 높은 이온전도도와 물성 및 안정성을 지니는 고분자 전해질의 적용으로 배터리의 충·방전 성능이 향상되며, 배터리 수명 또한 연장 가능

   · 특히 실시예 2에 의하면 약 1,650시간 동안 안정성이 유지되어 기존 배터리 대비 수명 연장 효과 기대

◦ 고온에서의 안정적 성능 유지

－ 고온에서도 안정적으로 작동하기 때문에, 열화로 인한 성능 저하나 수명 유지 특성 및 안전성에서도 유리

◦ 제조 효율성 및 비용 절감 효과

－ 폴리카보네이트, 셀룰로오스 등 널리 보급된 소재를 활용하여 고분자 전해질을 복합적으로 설계 → 고가의 세라믹 전해질 대체 가능

－ 이를 통해 비용 효율적인 전고체 배터리 제조가 가능하며, 상용화 시 경제적 이점을 얻을 수 있음

3. 주요 적용분야

■ 고분자 전해질 기반 전고체 배터리 분야