• 제목/요약/키워드: Polymer electrolytes

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자기-도핑형 poly(PEGMA-co-BF3LiMA) 전해질의 합성과 이온전도도에 대한 PEGMA분자량의 영향 (Synthesis of Self-doped Poly(PEGMA-co-BF3LiMA) Electrolytes and Effect of PEGMA Molecular Weight on Ionic Conductivities)

  • 김경찬;류상욱
    • 전기화학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.230-235
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    • 2012
  • 분자량이 각각 300(PEGMA300) 및 1100(PEGMA1100) g $mol^{-1}$인 PEGMA와 합성된 $BF_3LiMA$ 리튬염을 이용하여 다양한 조성의 고분자전해질을 제조하고 전기화학적 특성을 평가하였다. 흥미롭게도 AC-impedance 측정법에 의한 상온 이온전도도는 분자량 $300g\;mol^{-1}$로 합성된 액체 고분자전해질에서 $8.54{\times}10^{-7}S\;cm^{-1}$의 값이 얻어진 반면, PEGMA1100으로 합성된 고체상태의 고분자전해질에서 최대 14배 이상 높은 $1.22{\times}10^{-5}S\;cm^{-1}$가 관찰되었다. 이러한 결과는 PEGMA에 ethylene oxide 단위가 5개인 $300g\;mol^{-1}$보다 23개인 $1100g\;mol^{-1}$에서 리튬이온의 배위가 쉽게 일어나기 때문으로 해석된다. 또한 양이온 수율 측정결과 리튬메탈과 $BF_3$간의 반응으로 인해 0.6의 비교적 낮은 값이 나왔지만 초기 3000초 동안에는 0.9 이상의 값이 관찰되어 단일이온 전도체의 특징을 보여주었다.

BF3LiMA를 단량체로 하는 고체 고분자전해질 합성과 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Properties of Solid Polymer Electrolytes Using BF3LiMA as Monomer)

  • 김경찬;류상욱
    • 전기화학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.208-213
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    • 2011
  • 합성된 $BF_3LiMA$ 리튬염을 단량체로 사용하는 고체 고분자전해질을 제조하고 $BF_3LiMA$의 농도가 이온전도도에 미치는 영향 및 전기화학적 안정성을 교류임피던스 측정법과 선형전위주사법을 통하여 평가하였다. 그 결과 $BF_3LiMA$가 12.9 wt%인 고체 고분자전해질에서 $7.71{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$의 가장 높은 $25^{\circ}C$ 이온전도도가 관찰되었으며 이 값을 전후로 이온전도도는 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 저농도의 $BF_3LiMA$에서 발생할 수 있는 리튬염의 부족과 고농도의 $BF_3LiMA$에서는 발생할 수 있는 고분자기질의 유동성 감소가 원인으로 해석된다. 또한 $BF_3LiMA$ 기반의 고체 고분자전해질은 음이온이 고정되어 있는 자기-도핑형 계열로서 $60^{\circ}C$에서 6.0 V까지 우수한 전기화학적 안정성을 보여주었다.

고분자-알칼리 전해질이 코팅된 Poly(acrylonitrile) 분리막을 적용한 활성탄 수퍼커패시터 특성 (Electrochemical Properties of Activated Carbon Supecapacitor Adopting Poly(acrylonitrile) Separator Coated by Polymer-Alkaline Electrolytes)

  • 김광만;이영기;고장면
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권4호
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    • pp.467-472
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    • 2017
  • Poly(acrylonitrile) (PAN) 부직포 분리막 상에 poly(ethylene oxide) (PEO), poly(vinyl alcohol) (PVA), potassium poly(acrylate) (PAAK)의 각 고분자와 6 M KOH로 조성된 전해질을 코팅하고 이를 활성탄 수퍼커패시터에 적용하여 고분자 종류에 따른 전기화학적 특성을 조사하였다. 특징적으로 PEO와 PVA는 그 고분자 사슬의 자체 구조로 인해 알칼리 전해액 성분 (KOH)과의 상호작용이 활성적이지 않은데 반하여, PAAK는 3 wt% 함량만으로도 주사슬 및 곁사슬에 분포하는 $COO^-K^+$ 이온쌍과 전해액 내 해리되어 있는 $K^+$$OH^-$ 이온들과의 상호작용이 활성적으로 진행되어 하이드로겔을 형성하며, 이것이 이온전도 및 수퍼커패시터의 전기화학적 특성에 큰 영향을 주었다. 결과적으로 PAAK-KOH 전해질/PAN 분리막으로 포함한 활성탄 수퍼커패시터가 가장 우수한 축전용량 ($100mVs^{-1}$에서 $46.8Fg^{-1}$)을 나타내었다.

젤 고분자 전해질의 전기화학적 특성에 대한 단량체 및 개시제의 영향 (Effect of Monomers and Initiators on Electrochemical Properties of Gel Polymer Electrolytes)

  • 박현규;류상욱
    • 폴리머
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    • 제34권4호
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    • pp.357-362
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    • 2010
  • Poly(ethyleneglycol diacrylate)(PEGDA) 혹은 2-ethylhexyl acrylate(2EHA)를 기반으로 하는 고체함 량 8~54 wt%의 젤 고분자 전해질(GPE)을 합성하여 상온 이온전도도 및 전기화학적 특성을 평가하였다. 그 결과 투명하고 균일한 젤을 형성하는 21 wt%의 PEGDA계에서 $1\times10^{-3}$ S/cm 이상의 높은 상온 이온전도도를 얻을 수 있었다. 하지만 GPE는 액체전해액에 비해 낮은 전압안정성을 보여주었는데, 고분자 합성과정에서 개시제인 AIBN 에 원인이 있음을 제안하였다. 그 결과 BPO를 개시제로 사용하여 전압안정성이 향상된 GPE를 확보할 수 있었다. 또한 음극에서 리튬이온의 삽입과 탈리가 용이하면서 환원분해전위에 안정한 계면피막이 형성되었음을 확인하였다.

DESIGN OF ION CONDUCTIVE POLYMERS BASED ON IONIC LIQUIDS

  • Ohno, Hiroyuki
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.123-124
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    • 2006
  • Ionic liquids (ILs) are collecting keen interests as an advanced substituent of electrolyte solution as well as novel solvents. In the present talk, I will introduce some strategies to fix IL structure on polymer chains to prepare polar polymers with low glass transition temperature. Namely, cationic, anionic, and zwitterionic monomers have been prepared, and they have been homopolymerized or copolymerized to prepare polymer electrolytes with different properties. The polymers themselves showed very poor ionic conductivity, but it was improved by suitable spacer between charged site and main chain. Other unique characteristics of functional ILs and new polymerized ionic liquids will also be mentioned.

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COIN형 리튬 폴리머전지의 충방전 특성

  • 박수길;박종은;손원근;이흥기;김상욱;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.497-500
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    • 1997
  • Conducting polymer is new material in lithium secondary battery. conducting polymer has a lot of merit which is flexible and good handing so that this material is used battery system, solid polymer electrolytes airs used PEO(Polyethylene oxide) and PEO/PMMA branding material adding by liquid plasticizer or lithium salt polymer electrolyte which is added liquid plasticizer, lithium salt decreased the crystallity and thermal stability is over than 13$0^{\circ}C$. it is very useful tn apply lithium secondary battery system.

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Changes in Facilitated Transport Behavior of Silver Polymer Electrolytes by UV Irradiation

  • Jongok Won;Yosang Yoon;Kang, Yong-Soo
    • Macromolecular Research
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    • 제10권2호
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    • pp.80-84
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    • 2002
  • Silver species other than the silver ion were formed by UV irradiation on polymer electrolyte membranes containing silver salts and their effect on complexation behavior between the silver and olefin was investigated through the separation performance of olefin/paraffin mixtures. The ideal propylene/propane separation factor reached 350 and the separation coefficient was ca.15 due to the high loading amount of silver ions into poly(2-ethyl-2-oxazoline) (POZ) without UV irradiation. On UV irradiation either in air or under nitrogen, the silver-POZ membranes became yellow-brown initially due to the formation of colloidal silver particles, and finally black and metal-like luster. Even when Ag$^{+}$ was converted, to some extent, to Ag$^{\circ}$ by UV irradiation in air at the early stage, the separation coefficient of olefin/paraffin mixtures was maintained. This suggests that silver species other than the silver ion is active for olefin carrier for facilitated transport. Meanwhile the steady decrease of the separation coefficient was observed in the silver/POZ membranes irradiated under $N_2$. It is suggested that the reduction of silver ions in POZ goes through a different photoreduction mechanism with UV irradiation depending on the environment.t.

가소제 혼합비에 따른 PAN/PVDF계 고분자 전해질의 이온 전도 특성 (Conductivity of PAN/PVDF based Polymer Electrolyte as a Function of Plasticizer Mixed Ratio)

  • 이재안;김종욱;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.261-264
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    • 2000
  • The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li polymer battery. This paper describes temperature dependence of conductivity, impedance spectroscopy, electrochemical properties of PAN/PVDF electrolytes as a function of a mixed ratio. PAN/PVDF based polymer electrolyte films were prepared by thermal gellification method of preweighed PAN/PVDF, plasticizer and Li salt. By adding PVDF and as a function of plasticizer mixed ratio to PAN-LiClO4 electrolyte, its conductivity was higher than that of PAN-$LiClO4_4$ electrolyte. The conductivity of PAN/PVDF electrolytes was $10^{-3}S/cm$. $10PAN10PVDFLiClO_4PC_5EC_5$ electrolyte shows the better conductivity of the others. Steady state current method and ac impedance used for the determination of transference numbers in PAN/PVDF electrolyte film. The transference number of $10PAN10PVDFLiClO_4PC_5EC_5$ electrolyte is 0.45.

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리튬계 수소화물 전해질 복합막의 열확산 및 전기화학적 특성평가 (Evaluations of Thermal Diffusivity and Electrochemical Properties for Lithium Hydride and Electrolyte Composites)

  • 황준현;홍태환
    • 한국재료학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.429-434
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    • 2022
  • There is ongoing research to develop lithium ion batteries as sustainable energy sources. Because of safety problems, solid state batteries, where electrolytes are replaced with solids, are attracting attention. Sulfide electrolytes, with a high ion conductivity of 10-3 S/cm or more, have the highest potential performance, but the price of the main materials is high. This study investigated lithium hydride materials, which offer economic advantages and low density. To analyze the change in ion conductivity in polymer electrolyte composites, PVDF, a representative polymer substance was used at a certain mass ratio. XRD, SEM, and BET were performed for metallurgical analyses of the materials, and ion conductivity was calculated through the EIS method. In addition, thermal conductivity was measured to analyze thermal stability, which is a major parameter of lithium ion batteries. As a result, the ion conductivity of LiH was found to be 10-6 S/cm, and the ion conductivity further decreased as the PVDF ratio increased when the composite was formed.