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KR100412092B1 - 고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지 - Google Patents

고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지 Download PDF

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KR100412092B1
KR100412092B1 KR10-2001-0024041A KR20010024041A KR100412092B1 KR 100412092 B1 KR100412092 B1 KR 100412092B1 KR 20010024041 A KR20010024041 A KR 20010024041A KR 100412092 B1 KR100412092 B1 KR 100412092B1
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Abstract

본 발명은 경화형 고분자 전해질과 이를 채용한 리튬 전지를 제공한다. 이 때 상기 고분자 전해질은 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 비닐아세테이트 모노머 또는 비닐아세테이트 모노머와 (메타)아크릴레이트계 모노머의 혼합물과, 리튬염과 유기용매로 구성된 전해액을 혼합하여 만든 조성물을 경화시켜 얻은 것으로서, 기계적 물성, 가공성 및 이온전도도 특성이 우수하다.

Description

고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지{Polymer electrolyte and lithium battery employing the same}
본 발명은 고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 상온에서의 이온전도도 및 기계적 강도가 우수한 고분자 전해질 및 이를 채용하고 있는 리튬 전지에 관한 것이다.
고분자 전해질이 상온에서 높은 이온전도도를 나타낸다는 사실이 알려진 이래, 이들을 각종 전기화학전지의 전해질 재료로 유망시되고 있고, 특히 상온에서의 이온전도도 특성이 우수한 고분자 전해질에 대한 연구가활발하게 이루어지고 있다. 그런데, 이러한 연구의 대부분은 액체 전해액을 함유하고 있는 가소화된 고분자 전해질에 관한 것이다. 가소화된 고분자 전해질은 고분자 매트릭스에 많은 양의 액체 전해액을 첨가하여 제조한 것으로서 리튬 2차 전지의 상용화에 기여하는 바가 크다.
한편, 고분자 전해질의 고분자 매트릭스 형성용 재료로서 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트를 기초로 한 경화형 고분자, 폴리(아크릴로니트릴), 폴리(에틸렌옥사이드), 폴리(메틸메타크릴레이트), 이들의 조합물(combination) 등이 사용된다. 이러한 고분자 전해질에 대한 구체적인 예는 다음과 같다.
미국 특허 제4,908,283호에는 아크릴로일 변성 폴리알킬렌 옥사이드(acryloyl-denatured polyalkylene oxide)로 구성된 조성물을 경화하여 만든 고분자 전해질이 개시되어 있고, 미국 특허 제4,792,504호에는 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트/폴리에틸렌옥사이드로 구성된 고분자 전해질이 기재되어 있다. 그리고 일본 특개소 63-94501호에는 아크릴로일변성 폴리알킬렌옥사이드와 무기 이온염으로 구성되며 활성광선의 조사로서 경화되는 고분자 전해질이 공지되어 있다.
또한, 미국 특허 제4,830,939호에는 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트와 액체 전해액을 혼합한 후, 이를 경화시켜 가소화된 고분자 전해질을 제조하는 방법에 대하여 개시되어 있다.
그런데, 상기 방법에 따라 제조된 고분자 전해질은 이온전도도 특성은 우수하지만, 고분자 전해질의 기계적 강도가 약하다는 문제점을 갖고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 이온전도도가 우수할 뿐만 아니라 기계적 강도가 개선된 고분자 전해질과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 고분자 전해질을 채용함으로써 가공성, 고율 방전 특성 및 저온에서의 방전 특성이 개선된 리튬 전지를 제공하는 것이다.
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 화학식 1로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트;
화학식 2로 표시되는 비닐아세테이트 모노머와, 화학식 2로 표시되는 비닐아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나;
리튬염과 유기용매를 함유하는 전해액;을 포함하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 경화 생성물(cured product)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질을 제공한다.
<화학식 1>
<화학식 2>
<화학식 3>
상기식중, R1은 H 또는 CH3이고, n은 1 내지 100,000이고,
R2는 H 또는 CH3이고, R3은 H 또는 CH3이고 R4는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상술한 고분자 전해질 형성용 조성물에서 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 혼합중량비는 1:0.0001 내지 0.0001:1인 것이 바람직하며, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량과 전해액의 혼합중량비가 1:0.1 내지 1:50인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 고분자 전해질 형성용 조성물은 경화 개시제 및 경화 촉매를 더 포함하기도 한다. 이 때 경화 개시제는 과산화벤조일, 과산화아세틸, 아조비스이소부티로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량은 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 10 중량부이다. 그리고 상기 경화 촉매는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민 및 N-벤질디메틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 두번째 기술적 과제는 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나와,
리튬염과 유기용매로 이루어진 전해액을 혼합하여 고분자 전해질 형성용 조성물을 얻는 단계; 및
상기 고분자 전해질 형성용 조성물을 캐스팅한 다음, 열 또는 자외선을 이용하여 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법에 의하여 이루어진다.
<화학식 1>
<화학식 2>
<화학식 3>
상기식중, R1은 H 또는 CH3이고, n은 1 내지 100,000이고,
R2는 H 또는 CH3이고, R3은 H 또는 CH3이고 R4는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명의 세번째 기술적 과제는 상술한 고분자 전해질을 채용한 리튬 전지에 의하여 이루어진다.
고분자 전해질의 이온 전도도나 기계적 물성은 일반적으로 고분자 매트릭스 형성용 고분자의 가교도에 큰 영향을 받는다. 고분자 매트릭스 형성용 고분자로서 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트를 단독으로 사용하는 경우에는, 전해질의 이온전도도는 우수하나, 높은 가교도로 인하여 기계적 물성이 약해지게 된다. 따라서 본 발명에서는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트에 비닐아세테이트 모노머 또는 비닐아세테이트 모노머와 (메타)아크릴레이트계 모노머의 혼합물을 첨가하여 고분자 전해질의 가교도를 낮게 조절한 것이다. 이와 같이 고분자 전해질의 가교도를 낮게 조절하면 고분자 전해질의 기계적 물성을 개선시킬 수 있으면서 고분자 전해질의 가공성을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 고분자 전해질의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.
고분자 매트릭스 형성용 재료는, 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나를 혼합하여 만든다. 이 고분자 매트릭스 형성용 재료를 리튬염과 유기용매로 이루어진 전해액과 혼합하여 고분자 전해질 형성용 조성물을 만든다.
상술한 고분자 전해질 형성용 조성물에 있어서, 고분자 매트릭스 형성용 재료와 전해액의 중량비는 1:0.1 내지 1:50인 것이 바람직하다. 만약 고분자 매트릭스 형성용 재료가 전해액의 함량에 대하여 상기 범위를 초과하는 경우에는 고분자 전해질 필름의 기계적 물성이 취약함과 동시에 이온 전도 특성이 낮고, 상기 범위 미만인 경우에는 전해액 함량이 지나치게 많아 전구체들의 반응성이 떨어져 고분자 전해질 필름을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 못하다.
상술한 고분자 매트릭스 형성용 재료에 있어서, 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머 및 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 혼합중량비는 1:0.0001 내지 0.0001:1인 것이 바람직하며, 특히 1:0.01 내지 0.01:1인 것이 바람직하다. 여기서 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트의 함량이 화학식 2의 비닐 아세테이트 및 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 함량에 대하여 상기 범위를 초과하는 경우에는 고분자 전해질 필름의 기계적 강도가 매우 취약해지고, 상기 범위 미만인 경우에는 고분자 전해질 필름 제조용 전구체들의 반응성이 저하되어 고분자 전해질 필름을 얻기가 어려워지므로 바람직하지 못하다.
또한, 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트의 중량 평균 분자량은 200 내지 100000인 것이 바람직하다. 만약 중량 평균 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트의 반응에 의하여 형성되는 필름의 기계적 물성이 매우 취약하여 바람직하지 못하다. 그리고 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머에서 R4는 특히 메틸기 또는 에틸기인 것이 바람직하다.
상술한 고분자 전해질 형성용 조성물에 필요한 경우에 경화 개시제 및 경화 촉매를 첨가한 후, 균일한 용액이 얻어질 때까지 혼합한다. 여기서 경화 촉매는 경화속도 향상을 위한 물질로서, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, N-벤질디메틸아민 등의 아민류에서 선택된 하나 이상을 사용하며, 그 함량은 고분자 매트릭스 형성용 재료 100중량부에 대하여 0.01 내지 2.0 중량부인 것이 바람직하다. 경화 촉매의 함량이 2.0 중량부를 초과하면 고분자 전해질의 전기화학적 특성이 저하되고, 0.01 중량부 미만이면, 경화 반응이 원활하게 이루어지지 않으므로 바람직하지 못하다. 그리고 경화 개시제로는 벤조페논, 과산화벤조일, 과산화아세틸, 과산화라우로일 및 아조비스이소부티로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며, 그 함량은 고분자 매트릭스 형성용 재료 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.
그리고 나서, 이 혼합물을 지지기판상에 캐스팅한 후, 열 또는 자외선을 이용하여 경화시킨다. 여기서 지지기판으로는 전해질 필름을 박리해내어 유리기판, 테프론기판 등을 사용한다. 그리고 상기 경화온도는 25 내지 80℃인 것이 바람직하다. 만약 경화온도가 80℃를 초과하는 경우에는 액체 전해액의 휘발이나 리튬염의 분해가 야기되고, 25℃ 미만인 경우에는 경화 반응이 원활하게 이루어지지 않으므로 바람직하지 못하다.
이어서, 경화가 완료되면, 지지기판으로부터 박리해내어 본 발명에 따른 고분자 전해질을 얻는다.
상술한 고분자 전해질 제조방법에 있어서, 전해액을 구성하는 유기용매로는 리튬 전지시 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이라도 무방하다. 구체적인 예를 들면, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디메틸카보네이트, 메틸에틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸하이드로퓨란, 디에톡시에탄, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트 및 감마부티로탁톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용한다. 유기용매의 함량은 전해액 100 중량부에 대하여 90 내지 99.9 중량부이다.
또한, 전해액을 구성하는 리튬염은 과염소산 리튬(LiClO4), 사불화붕산 리튬(LiBF4), 육불화인산 리튬(LiPF6), 삼불화메탄술폰산 리튬(LiCF3SO3) 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐아미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용한다. 그리고 리튬염의 함량은 전해액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부이다.
또한, 본 발명의 고분자 전해질 형성용 조성물에는 고분자 전해질의 기계적강도 및 전극과의 계면 성능 향상을 위하여 접착성 개선제, 충진제 등과 같은 각종 첨가제를 더 부가할 수 있다.
이하, 상기 방법에 따라 제조된 고분자 전해질을 이용하여 리튬 전지를 제조하는 방법을 살펴보기로 한다.
리튬 전지 제조시 사용되는 통상적인 방법에 따라 캐소드와 애노드를 각각 제조한다. 이 때 캐소드 활물질로는 리튬 금속 복합 산화물, 전이금속 화합물, 설퍼 화합물 등을 사용하며, 애노드 활물질로는 리튬 금속, 탄소재, 흑연재 등을 사용한다.
그 후, 상기 캐소드와 애노드 사이에 상기 과정에 따라 형성된 고분자 전해질을 삽입하고 이를 와인딩(winding)하거나 스택킹(stacking)하여 전극 구조체를 형성한 다음, 이를 전지 케이스에 넣어 전지를 조립한다.
이후, 전극 구조체가 수납된 전지 케이스내에, 유기용매와 리튬염을 함유하는 전해액을 주입함으로써 리튬 전지가 완성된다.
본 발명의 리튬 전지는 특별히 그 형태가 제한되지는 않으며, 리튬 일차 전지, 리튬 이차 전지 모두가 가능하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(화학식 1에서, R1이 CH3이고, n은 8이고, 중량평균분자량은 550임) 8.18 g, 비닐 아세테이트(화학식 2에서, R2는 H임) 0.91g, 경화 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.01g, 경화 촉매인 트리에틸아민 0.01g, 전해액인 1.3M LiPF6EC:DEC(3:7 중량비) 용액 90.87g를 혼합하여 고분자 전해질 형성용 조성물을 만들었다. 이 조성물을 테프론 기판상에 캐스팅한 다음, 이를 80℃에서 2시간동안 경화시켰다. 이어서, 상기 테프론 기판으로부터 필름을 박리하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<실시예 2>
폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 7.27g, 비닐아세테이트 1.81g를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<실시예 3>
폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 6.36g, 비닐아세테이트 2.73g를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<실시예 4>
고분자 전해질 형성용 조성물 제조시 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트 8.18g, 비닐아세테이트 0.46g를 사용하고, 상기 조성물에 메틸메타크릴레이트(화학식 3에서, R3과 R4가 모두 CH3임) 0.45g를 더 부가하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<실시예 5>
폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 7.27g, 비닐 아세테이트 0.91g, 메틸메타크릴레이트 0.91g를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<실시예 6>
폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 6.36g, 비닐 아세테이트 1.37g, 메틸메타크릴레이트 1.36g를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 전해질을 제조하였다.
<비교예 1>
폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌 카보네이트, 육불화인산리튬, 벤조페논을 균일하게 혼합한 다음, 이를 유기판위에 캐스팅한 다음, 여기에 UV 광선을 조사하여 고분자 전해질 필름을 얻었다(미국 특허 제4,830,939호 참조).
<실시예 7>
LiCoO294 중량부, 슈퍼-P 3 중량부 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 3 중량부를 N-메틸-2-피롤리돈에 용해하여 캐소드 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 캐소드 활물질 슬러리를 폭이 4.9㎝, 두께가 147㎛인 Al-호일에 도포하고, 이를 건조 및 압연한 뒤 소정치수로 절단하여 캐소드를 제조하였다.
메조카본파이버(MCF: Petoca사) 89.8 중량부, 옥살산 0.2 중량부, PVDF 10 중량부를 N-메틸-2-피롤리돈에 용해하여 애노드 활물질 슬러리를 제조하였다. 이애노드 활물질 슬러리를 폭이 5.1㎝, 두께가 178㎛인 구리 호일상에 도포한 다음, 이를 건조 및 압연하고 소정 치수로 절단하여 애노드를 제조하였다.
상기 캐소드와 애노드 사이에 세퍼레이타를 배치하고 이를 와인딩하여 전극 조립체를 만들었다. 이 전극 조립체를 전지 케이스내에 넣은 다음, 전구체/개시제/액체 전해액으로 구성된 혼합물을 감압하여 주입하였다.
이어서, 상기 결과물을 80℃에서 2시간동안 경화하여 리튬 2차 전지를 완성하였다. 여기에서 전해액으로는 1.3M 3:7 중량비 LiPF6EC:DEC를 사용하였다.
상기 실시예 1-6 및 비교예 1에 따라 제조된 고분자 전해질을 디스크 형태의 시편으로 만들고, 이를 스테인레스 스틸 전극과 접촉시켜 상온에서의 이온전도도를 측정하였다.
측정 결과, 실시예 1 내지 6의 고분자 전해질은 이온전도도가 각각 3.1×10-3, 4.2×10-3, 4.0×10-3, 3.8×10-3, 5.2×10-3, 5.2×10-3S/cm으로 매우 우수하였다. 그리고 비교예 1에 따른 고분자 전해질의 이온전도도는 실시예 1 내지 6의 경우와 거의 동일한 수준을 나타냈다.
한편, 상기 실시예 1-6 및 비교예 1에 따라 제조된 고분자 전해질의 유연성과 기계적 강도를 평가하였다. 여기서 고분자 전해질의 유연성 및 기계적 강도는 고분자 전해질 필름을 손으로 힘을 가해 누른 경우, 필름의 상태를 조사하여 평가하였다.
평가 결과, 실시예 1-6의 고분자 전해질은 탄성을 갖고 있어서 여기에 힘을가한다고 하더라도 부서지는 현상 등이 전혀 나타나지 않았다. 반면, 비교예 1의 경우는 필름에 힘을 가했을 때 부서지는 특성을 나타냈다. 이러한 사실로부터 실시예 1-6의 고분자 전해질은 비교예 1의 경우에 비하여 유연성이 양호할 뿐만 아니라 기계적 강도 특성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기 실시예 7에 따라 제조된 리튬 2차 전지에 있어서, 상온에서의 율별 방전 용량과 -20℃에서의 방전 용량 특성을 테스트하였다.
그 결과, 전지의 율별 특성 및 -20℃에서의 방전 용량 특성이 모두 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따르면, 상온에서의 이온 전도도가 우수하고 전해질 필름의 유연성과 기계적 강도가 우수한 고분자 전해질을 얻을 수 있다. 이러한 고분자 전해질을 이용하면, 고율 방전 특성 및 저온 방전 특성이 개선된 리튬 전지를 얻을 수 있다.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 화학식 1로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트;
    화학식 2로 표시되는 비닐아세테이트 모노머와, 화학식 2로 표시되는 비닐아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나;
    리튬염과 유기용매를 함유하는 전해액;
    경화 개시제; 및
    경화 촉매를 포함하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 경화 생성물(cured product)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질:
    <화학식 1>
    <화학식 2>
    <화학식 3>
    상기식중, R1은 H 또는 CH3이고, n은 1 내지 100,000이고,
    R2는 H 또는 CH3이고, R3은 H 또는 CH3이고 R4는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 혼합중량비가 1:0.0001 내지 0.0001:1인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량과
    전해액의 혼합중량비가 1:0.1 내지 1:50인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머에서, R4가 메틸기 또는 에틸기인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 경화개시제가 과산화벤조일, 과산화아세틸, 아조비스이소부티로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량은 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  7. 제1항에 있어서, 상기 경화 촉매가 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민 및 N-벤질디메틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  8. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트의 중량 평균 분자량이 200 내지 100000인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  9. 제1항에 있어서, 상기 리튬염이 과염소산 리튬(LiClO4), 사불화붕산 리튬(LiBF4), 육불화인산 리튬(LiPF6), 삼불화메탄술폰산 리튬(LiCF3SO3) 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐아미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 전해액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유기용매가 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디메틸카보네이트, 메틸에틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸하이드로퓨란, 디에톡시에탄, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트 및 감마부티로탁톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 전해액 100 중량부에 대하여 90 내지 99.9 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질.
  11. 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나와,
    리튬염과 유기용매로 이루어진 전해액과 경화촉매와 경화개시제를 혼합하여 고분자 전해질 형성용 조성물을 얻는 단계; 및
    상기 고분자 전해질 형성용 조성물을 캐스팅한 다음, 열 또는 자외선을 이용하여 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법.
    <화학식 1>
    <화학식 2>
    <화학식 3>
    상기식중, R1은 H 또는 CH3이고, n은 1 내지 100,000이고,
    R2는 H 또는 CH3이고, R3은 H 또는 CH3이고 R4는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 경화개시제가 과산화벤조일, 과산화아세틸, 아조비스이소부티로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량은 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 경화 촉매가 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민 및 N-벤질디메틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 혼합중량비가 1:0.0001 내지 0.0001:1인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트와,
    화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와, 화학식 2의 비닐 아세테이트 모노머와 화학식 3의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합물중에서 선택된 하나의 총중량과
    전해액의 혼합중량비가 1:0.1 내지 1:50인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질의 제조방법.
  17. 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항중 어느 한 항에 따른 고분자 전해질을 채용하고 있는 리튬 전지.
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