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KR100529085B1 - 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용하여제조된 리튬 이차 전지 - Google Patents

리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용하여제조된 리튬 이차 전지 Download PDF

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KR100529085B1
KR100529085B1 KR10-2003-0066261A KR20030066261A KR100529085B1 KR 100529085 B1 KR100529085 B1 KR 100529085B1 KR 20030066261 A KR20030066261 A KR 20030066261A KR 100529085 B1 KR100529085 B1 KR 100529085B1
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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 고분자 전해질 조성물은 하기 화학식 1의 다관능성 모노머; 중합 개시제; 비수성 유기 용매; 및 리튬염을 포함한다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 1a, 화학식 1b 또는 1c이고,
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
n은 1 내지 10의 정수이고,
R1 내지 R7은 동일하거나 서로 독립적으로 H, C(n1)H(2n1+1) (n1은 1 내지 3의 정수임), 또는 C≡N이고,
X는 C1 내지 C20의 지방족 또는 방향족 카본이거나 또는 폴리에테르임)
상술한 바와 같이, 본 발명의 고분자 전해질 조성물로 제조된 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지는 고온 스웰링 특성이 향상되고 또한 용량 특성도 우수하다.

Description

리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용하여 제조된 리튬 이차 전지{ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY FABRICATED USING SAME}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용하여 제조된 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 스웰링 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물 및 이를 이용하여 제조된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
[종래 기술]
최근 첨단 전자 산업의 발달로 전자장비의 소량화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬 이차 전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 리튬-전이금속 산화물이 사용되고 음극 활물질로는 탄소(결정질 또는 비정질) 또는 탄소 복합체가 사용되고 있다. 상기 활물질을 적당한 두께와 길이로 집전체에 도포하거나 또는 활물질 자체를 필름 형상으로 도포하여 절연체인 세퍼레이터와 함께 감거나 적층하여 전극군을 만든 다음, 캔 또는 이와 유사한 용기에 넣은 후, 전해액을 주입하여 각형의 이차 전지를 제조하게 된다.
상기 전해액은 리튬염과 유기 용매를 포함한다. 유기 용매로는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 환형 카보네이트와 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 등의 선형 카보네이트로 이루어진 2 내지 5 성분계의 용매를 사용하였다. 그러나 상기 용매들은 고온에서의 스웰링 현상이 과도하게 발생하는 열악한 스웰링 특성을 나타내는 문제점이 있었다. 상기 스웰링 현상이란 전지가 특정 방향으로 부풀어오르는 등 특정면의 중심부가 변형되는 현상을 의미한다. 이와 같은 스웰링 현상은 각형 전지나 리튬 폴리머 전지의 경우 더욱 심하게 발생한다.
이러한 스웰링 현상을 억제하기 위한 방법으로서 미국 특허 제 4,830,939 호에 폴리에틸렌성 불포화 모노머 물질(polyethylenicially unsaturated monomoeric material) 또는 프리폴리모노머 물질(prepolymonomeric material) 물질을 포함하는 고분자 전해질이 기술되어 있고, 미국 특허 제 4,886,716 호에는 비닐-에테르의 코폴리머 생성물인 가교-경화된 폴리에테르를 포함하는 폴리머 전해질이 기술되어 있다. 또한 미국 특허 제 4,970,012 호에는 신나메이트 에스테르가 가교된 화합물과 폴리에테릴렌 옥사이드 등을 포함하는 고분자 전해질이 기술되어 있고, 미국 특허 제 4,908,283 호에는 아크릴로일-변성된 폴리알킬렌 옥사이드를 포함하는 고분자 전해질이 기술되어 있다.
즉, 종래에는 주사슬이 폴리(알킬렌 옥사이드) 또는 폴리알킬렌 단위로 이루어진 다관능성 모노머의 가교를 통하여 고온 스웰링을 억제하려고 하였으나, 성능상의 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고온 스웰링 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 고분자 전해질 조성물을 이용하여 제조된 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 다관능성 모노머; 중합 개시제; 비수성 유기 용매; 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 1a, 화학식 1b 또는 1c이고,
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
n은 1 내지 10의 정수이고,
R1 내지 R7은 동일하거나 서로 독립적으로 H, C(n1)H(2n1+1) (n1은 1 내지 3의 정수임), 또는 C≡N이고,
X는 C1 내지 C20의 지방족 또는 방향족 카본이거나 또는 폴리에테르임)
본 발명은 또한 상기 고분자 전해질 조성물이 중합된 고분자 전해질; 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 고온 스웰링 특성을 향상시킬 수 있는 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 제조에 사용되는 고분자 전해질 조성물에 관한 것이다.
상기 고분자 전해질 조성물은 하기 화학식 1의 다관능성 모노머; 중합 개시제; 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함한다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 1a, 화학식 1b 또는 1c이고,
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
n은 1 내지 10의 정수이고,
R1 내지 R7은 동일하거나 서로 독립적으로 H, C(n1)H(2n1+1) (n1은 1 내지 3의 정수임), 또는 C≡N이고,
X는 C1 내지 C20의 지방족 또는 방향족 카본이거나 또는 폴리에테르임)
본 발명의 고분자 전해질 조성물에서 상기 다관능성 모노머는 0.5 내지 20 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 다관능성 모노머의 양이 0.5 중량% 미만인 경우에는 가교가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 전지 성능을 저하시켜 바람직하지 않다.
상기 중합 개시제는 상기 화학식 1의 다관능성 모노머의 중합을 개시할 수 있으며, 전지 성능을 열화시키지 않는 물질이면 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로 유기 과산화물 또는 아조계 화합물을 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기 과산화물로는 디(4-t-부틸사이클로헥실) 퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-3-메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 카보네이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, 1,6-비스(t-부틸 퍼옥시카보닐옥시)헥산, 디에티렌 글리콜-비스(t-부틸 퍼옥시 카보네이트) 등의 퍼옥시 디카보네이트류; 디아세틸 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드, 비스-3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드 등의 디아실 퍼옥사이드류; t-부틸 퍼옥시피발레이트, t-아밀 퍼옥시피발레이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸-헥사노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트(t-hexylperoxy pivalate), t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, t-부틸 퍼옥시 네오헵타노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 2-에틸헥사노에이트, t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 이소부티레이트, t-아밀퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노일, t-부틸 퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 디-부틸퍼옥시 트리메틸 아디페이트 등의 퍼옥시 에스테르류를 사용할 수 있고, 상기 아조계 화합물로는 2,2'-아조-비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조-비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 또는 1,1'-아조-비스(시아노사이클로-헥산)을 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 전해질 조성물에서 상기 중합 개시제는 모노머의 중합 반응을 야기할 수 있는 함량으로 존재하면 충분하며, 일반적으로 0.01 내지 5 중량%로 존재하는 것이 적당하다.
또한, 본 발명의 고분자 전해질 조성물에 에틸렌화 불포화 단관능성 또는 다관능성 화합물을 더욱 포함할 수도 있다. 상기 단관능성 또는 다관능성 화합물로는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트 등의 알킬 또는 알콕시 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 피발레이트, 비닐 프로피오네이트 등의 비닐 아세테이트, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 트리메틸로프로판 트리(메트)아크릴레이트 및 그의 유도체, 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트(pentraerythritol tetra(meth)acrylate) 및 그의 유도체, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 및 그의 유도체 등을 들수 있다. 상기 단관능성 또는 다관능성 화합물의 사용량은 전체 고분자 전해질 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부를 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 전해질 조성물은 상기 모노머와 중합 개시제, 선택적으로 단 또는 다관능성 화합물 이외에 일반적인 액체 전해액으로 사용되는 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다.
상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하는 물질로서, 본 발명의 전해액에서 리튬염의 농도는 0.6 내지 2.0M 범위 내에서 사용할 수 있으며, 0.7 내지 1.6M 범위가 바람직하다. 리튬염의 농도가 0.6M 미만이면 전해액의 전도가 낮아져 전해액 성능이 떨어지고, 2.0M을 초과하는 경우에는 전해액의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소되는 문제점이 있다. 상기 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF 6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F 5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF 2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 전해액에서 비수성 유기 용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르,케톤 및 니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 또는 부틸렌 카보네이트를 사용할 수 있고, 상기 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 헥사노에이트 또는 메틸 포르메이트를 사용할 수 있다. 또한, 상기 케톤으로는 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-발레로락톤 또는 ε-카프로락톤을 사용할 수 있으며, 상기 니트릴로는 아세토니트릴 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 전해질은 본 발명의 고분자 전해질 조성물을 이용하여 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 첫 번째 방법으로 상기 고분자 전해질 조성물을 양극, 세퍼레이터 및 음극으로 구성된 전극군을 금속 캔 또는 파우치 등의 전지 케이스에 주입하고 밀봉한 뒤 40 내지 100℃에서 30분 내지 8시간 동안 가열한다. 이때, 상기 고분자 전해질 조성물이 경화되어 고분자 전해질이 형성된다. 두 번째 방법으로는 상기 고분자 전해질 조성물을 양극 또는 음극 표면에 캐스팅한 후, 열, 자외선 또는 전자빔을 조사하여 상기 양극 또는 음극 표면이 고분자 전해질로 코팅된 양극 또는 음극을 제조한다. 이 제조된 양극 또는 음극을 전지 케이스에 주입하고 밀봉하여 전지를 제조한다. 이때, 별도의 세퍼레이터를 사용할 수도 있고, 고분자 전해질이 세퍼레이터의 역할도 할 수 있으므로 사용하지 않아도 무방하다.
본 발명의 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지는 양극 및 음극을 포함한다.
상기 양극은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함한다. 이러한 양극 활물질로는 리티에이티드 인터칼레이션 화합물이 있으며, 그 대표적인 예로는 하기 화학식 2 내지 13으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
LixMn1-yMyA2
[화학식 3]
LixMn1-yMyO2-zXz
[화학식 4]
LixMn2O4-zXz
[화학식 5]
LixCo1-yMyA2
[화학식 6]
LixCo1-yMyO2-zXz
[화학식 7]
LixNi1-yMyA2
[화학식 8]
LixNi1-yMyO2-zXz
[화학식 9]
LixNi1-yCoyO2-zXz
[화학식 10]
LixNi1-y-zCoyMzAα
[화학식 11]
LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα
[화학식 12]
LixNi1-y-zMnyMzAα
[화학식 13]
LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα
(상기 식들에서, 0.90 ≤ x ≤1.1, 0 ≤y ≤0.5, 0 ≤z ≤0.5, 0 ≤ α≤2이고, M는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, X는 F, S 또는 P이다.)
상기 음극은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질로는 결정질 또는 비정질 탄소, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질을 사용할 수 있다.
상기 양극 및 음극은 활물질, 도전재 및 결착제를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 도전제로는 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 하나 이상 사용할 수 있다.
상기 결착제는 활물질 및 도전재를 전류 집전체에 견고하게 부착시킬 수 있는 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 물질은 모두 사용할 수 있으며, 그 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필렌셀룰로즈, 디아세틸렌셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.
상기 용매로는 리튬 이차 전지의 활물질 조성물 제조시 활물질, 도전재 및 바인더를 잘 분산시킬 수 있는 일반적으로 사용되는 것은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<합성예: 펜타에리스리톨 트리아크릴로일 트리(에틸렌 글리콜) 비스포메이트(Pentaerythritol triacryloyl tri(ethylene glycol) bisformate)(화학식 1에서 n은 3, R1 내지 R7은 H)의 합성>
질소 인렛(inlet), 온도계가 설치된 100ml 삼구 플라스크 내에 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(0.02mol, 5.966g)와 트리에틸아민(0.222mol, 2.224g)을 17.4g 톨루엔에 녹였다. 얻어진 혼합액을 얼음물 뱃치(ice-water batch)에서 교반하고, 이 용액에 트리(에틸렌 글리콜) 비스클로로포메이트(0.01mol, 2.751g)와 톨루엔(17.4g)의 혼합 용액을 질소 분위기 하에서 적가하였다(흰색 고체 석출(염)). 적가 공정이 완료된 후, 25℃로 온도를 상승시킨 후 24시간 동안 추가 반응시키고, 반응이 완료된 후 석출된 염을 여과하고, 얻어진 여과 생성물을 40℃에서 감압 증류하고 세척 및 추가 감압 증류하여 목적 생성물을 제조하였다. 제조된 화합물은 냉장고에서 보관하였다.
(실시예 1)
합성예에서 합성된 펜타에리스리톨 트리아크릴로일 트리(에틸렌 글리콜) 비스포메이트(화학식 1에서 n=3, R1 내지 R7은 H) 0.5g, 디(4 -t-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트 중합 개시제를 1.3M LiPF6이 용해된 에틸렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트/프로필렌 카보네이트/플루오로벤젠(30/55/10/5 부피비) 용액 15g에 녹여 고분자 전해질 조성물(프리겔 용액)을 제조하였다. 이 조성물 2.1g을 양극/세퍼레이터/음극을 와인딩하여 제조한 젤리롤을 삽입하여 밀봉한 전지 조립체에 주입, 함침 및 진공 상태에서 밀봉한 후 65℃ 열풍오븐에서 4시간동안 가열하여 폴리머 전지를 제조하였다. 상기 양극으로는 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 /LiCoO2(8/2 중량비)의 혼합 양극 활물질을 사용하여 제조된 양극을 사용하고, 상기 음극으로는 핏치-코팅된 그라파이트 음극 활물질을 사용하여 제조된 음극을 사용하고, 상기 세퍼레이터로는 폴리에틸렌(Tonnen사)를 사용하였다.
(비교예 1)
펜타에리스리톨 트리아크릴로일 트리(에틸렌 글리콜) 비스포메이트 대신에 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리머 전지를 제조하였다.
상기 실시예 1과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 전지의 고온 스웰링 특성 및 용량을 측정하였다. 이때, 전지 용량 측정은 정전류-정전압 조건에서 0.5C 충전 속도로 4.2V 20mAh 컷-오프 충전하고, 정전류 조건에서 0.2C 방전 속도로 2.75V 컷-오프 방전하였다. 상기 실시예 1의 용량은 900mAh으로 나타났고, 상기 비교예 1의 전지의 용량은 850mAh으로 나타났다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1의 전지를 0.5C 충전 속도로 4.2V, 20mAh 컷-오프 충전한 후, 이 전지를 90℃ 오븐에서 4시간 동안 방치한 후, 두께 변화량(스웰링 특성)을 측정하였다. 그 결과, 실시예 1의 전지는 두께 변화량이 3%으로 스웰링 특성이 우수한 것으로 나타났으나 비교예 1의 전지는 10.3%로서, 스웰링 특성이 좋지 않음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 고분자 전해질 조성물로 제조된 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지는 고온 스웰링 특성이 향상되고 또한 용량 특성도 우수하다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1의 다관능성 모노머;
    중합 개시제;
    비수성 유기 용매; 및
    리튬염
    을 포함하는 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
    [화학식 1]
    (상기 화학식 1에서,
    A는 하기 화학식 1a, 화학식 1b 또는 1c이고,
    [화학식 1a]
    [화학식 1b]
    [화학식 1c]
    n은 1 내지 10의 정수이고,
    R1 내지 R7은 동일하거나 서로 독립적으로 H, C(n1)H(2n1+1) (n1은 1 내지 3의 정수임), 또는 C≡N이고,
    X는 C1 내지 C20의 지방족 또는 방향족 카본이거나 또는 폴리에테르임)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 전해질 조성물은 에틸렌화 불포화 단관능성 또는 다관능성 화합물을 하나 이상 더욱 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다관능성 모노머는 0.5 내지 20 중량%로 존재하는 것인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비수성 유기 전해액은 80 내지 99.5 중량%로 존재하는 것인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중합 개시제는 유기 과산화물 또는 아조계 화합물인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유기 과산화물은 디(4-t-부틸사이클로헥실) 퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-3-메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 카보네이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, 1,6-비스(t-부틸 퍼옥시카보닐옥시)헥산 및 디에티렌 글리콜-비스(t-부틸 퍼옥시 카보네이트)로 이루어진 군에서 선택되는 퍼옥시 디카보네이트류; 디아세틸 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드 및 비스-3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 것인 디아실 퍼옥사이드류; 및 t-부틸 퍼옥시피발레이트, t-아밀 퍼옥시피발레이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸-헥사노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트(t-hexylperoxy pivalate), t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, t-부틸 퍼옥시 네오헵타노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 2-에틸헥사노에이트, t-아밀퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 이소부티레이트, t-아밀퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노일, t-부틸 퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트 및 디-부틸퍼옥시 트리메틸 아디페이트로 이루어진 군에서 선택되는 퍼옥시 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 상기 아조계 화합물은 2,2'-아조-비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조-비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 및 1,1'-아조-비스(시아노사이클로-헥산)으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6 , LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F 5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF 2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 비수성 유기 용매는 카보네이트, 에스테르, 에테르, 케톤 및 니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  9. 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 및
    리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및
    하기 화학식 1의 다관능성 모노머, 중합 개시제, 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함하는 고분자 전해질 조성물이 중합된 고분자 전해질
    을 포함하는 리튬 이차 전지.
    [화학식 1]
    (상기 화학식 1에서,
    A는 하기 화학식 1a, 화학식 1b 또는 1c이고,
    [화학식 1a]
    [화학식 1b]
    [화학식 1c]
    n은 1 내지 10의 정수이고,
    R1 내지 R7은 동일하거나 서로 독립적으로 H, C(n1)H(2n1+1) (n1은 1 내지 3의 정수임), 또는 C≡N이고,
    X는 C1 내지 C20의 지방족 또는 방향족 카본이거나 또는 폴리에테르임)
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 고분자 전해질 조성물은 에틸렌화 불포화 단관능성 또는 다관능성 화합물을 하나 이상 더욱 포함하는 것인 리튬 이차 전지.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 중합 개시제는 유기 과산화물 또는 아조계 화합물인 리튬 이차 전지용 고분자 전해질 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 유기 과산화물은 디(4-t-부틸사이클로헥실) 퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-3-메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 카보네이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, 1,6-비스(t-부틸 퍼옥시카보닐옥시)헥산 및 디에티렌 글리콜-비스(t-부틸 퍼옥시 카보네이트)로 이루어진 군에서 선택되는 퍼옥시 디카보네이트류; 디아세틸 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드 및 비스-3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 것인 디아실 퍼옥사이드류; 및 t-부틸 퍼옥시피발레이트, t-아밀 퍼옥시피발레이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸-헥사노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트(t-hexylperoxy pivalate), t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, t-부틸 퍼옥시 네오헵타노에이트, t-헥실퍼옥시 피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 2-에틸헥사노에이트, t-아밀퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 이소부티레이트, t-아밀퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노일, t-부틸 퍼옥시 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트 및 디-부틸퍼옥시 트리메틸 아디페이트로 이루어진 군에서 선택되는 퍼옥시 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 상기 아조계 화합물은 2,2'-아조-비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조-비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 및 1,1'-아조-비스(시아노사이클로-헥산)으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6 , LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F 5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF 2x+1SO2)(CyF2+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 리튬 이차 전지.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 비수성 유기 용매는 카보네이트, 에스테르, 에테르,케톤 및 니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 리튬 이차 전지.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 음극 활물질은 탄소 계열 물질인 리튬 이차 전지.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 양극 활물질은 리티에이티드 인터칼레이션 화합물인 리튬 이차 전지.
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