상반전 기법으로 제조한 PVdF-HFP/(SiO2, TiO2) 고분자 전해질을 채용한 리튬금속 고분자 2차전지의 충방전 특성

초록

용매 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)과 dimethyl acetamide(DMAc)를 각각 사용하고 물을 비용매로 사용하는 상반전 기법에 의해, 실리카(SiO2)와 티타니아(TiO2) 나노입자가 각각 충진된 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)(PVdF-HFP) 고분자 전해질을 제조하고, 이를 고용량 양극재료인 Li[Ni0.15Co0.10Li0.20Mn0.55]O2를 주성분으로 하는 양전극과 리튬금속 음전극 사이에 채용하는 리튬금속 고분자 2차전지를 제작하여 그 충방전 특성을 조사하였다. 고분자 전해질 제조에 사용한 용매에 상관없이 실리카 충진재의 함량이 40~50 wt%인 상반전막을 고분자 전해질로 적용하였을 때 가장 높은 방전용량(180 mAh/g)을 나타내었으며, 이 경우 대개 80 사이클까지 초기용량의 99% 정도의 지속성을 보이다가 그 이후 급격한 용량 감소를 보였다. 이 용량 감소는 상반전막이 보장하는 용량 유지능력이 더이상 발휘 될 수 없는 상태로 고분자 전해질에 리튬 dendrite가 침적되었기 때문이라 생각된다.

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