김찬우ㆍ이우진ㆍ이승훈 고분자 과학과 기술 제 36 권 5 호 2025년 10월 311 결과, SNEO=14의 비율에서 균일한 단상 상이 형성되었으며, 이 조성에서 0.28 × 10-3 S cm-1의 우수한 상온 이온 전도도가 측정되었다.70 이 소재를 응용한 Li||LFP 전지는 상온 25 ℃ 에서 750 사이클 후에도 92.3%, 0 ℃ 저온 조건에서도 180 사이클 후 97.3%의 높은 용량 유지율을 기록하였다. 이와 같은 연구는 고체상 유기 첨가제를 활용한 결정성 제어 및 이온 전달 경로 확장 전략이 저온 구동 환경에서도 안정적이고 효율적인 전해질 성능 구현에 유효함을 시사하며, 향후 다양한 CPE의 설계에 중요한 기반을 제공한다. 2.2.2.3 PEO를 유기물 충진제로 이용한 나노섬유 네트워크 고분자 전해질 친환경적인 바이오매스를 이용하여 SPE의 저온 성능을 향상시킨 사례로, Liu 등 2024 은 리튬 리그노설포네�...

김찬우ㆍ이우진ㆍ이승훈 고분자 과학과 기술 제 36 권 5 호 2025년 10월 313 양쪽성 이온과 리튬염을 혼합한 양쪽성 이온 액체 zwitterionic liquid, ZIL 를 설계하고, 이를 SiO2 기반 무기 매트릭스에 in-situ 졸-겔 공정으로 기능화한 겔 전해질 SiGE-ZIL 을 제조하였다 그림 5a .86 ZIL의 낮은 동결점과 높은 이온 이동성은 저온에서도 액상 유지와 전도도 향상에 핵심적 역할을 한다. 동시에, ZIL의 큰 쌍극자 모멘트는 리튬염의 해리를 강화하여 자유 Li+ 농도를 극대화하고, 결과적으로 tLi+의 향상에 기여한다. 그 결과 SiGE-ZIL은 -40 ℃에서 3.36 × 10-4 S cm-1, 0 ℃에서 10-3 S cm-1 수준의 이온 전도도를 달성하였다. 또한 tLi+가 -40 ℃에서 0.553, 0 ℃에서 0.59이며, 이는 기존의 이온성 액체 기반 전해질 대비 약 2.3배 향상된 수치이다. SiGE-ZIL을 도입한 Li||LFP 전지는 -20 ℃에서 0.5 C 조건으...

김찬우ㆍ이우진ㆍ이승훈 고분자 과학과 기술 제 36 권 5 호 2025년 10월 315 활용한 PDOL 기반의 GPE를 리튬 금속 음극을 활용한 전지에 도입할 경우 계면에서의 낮은 계면 저항과 리튬의 균일한 전착/탈리가 관찰된다는 연구 결과도 존재한다.91 즉, GPE의 연구에서 in-situ 개환 중합은 안정적인 저온 성능을 가진 소재 합성 방법으로 적합할 수 있다. 2.3.2.1 첨가제에 의한 PDOL 겔 고분자 전해질의 개선 PDOL 기반 GPE의 성능은 첨가제 도입을 통한 사슬 운동성 chain motility 제어로 향상될 수 있다. 이러한 맥락에서, Ren 등 2022 은 전극과의 우수한 계면 접촉성과 저온에서 높은 이온 전도성을 동시에 갖춘 PDOL 기반 GPE를 발표하였다.92 해당 연구에서 제시한 소재는 fluoroethylene carbonate FEC 를 가소제로 이용하여 DOL의 in-situ 개환 중합으로 합성되었다 그림 6a 이때 FEC 첨가는 PD...

김찬우ㆍ이우진ㆍ이승훈 고분자 과학과 기술 제 36 권 5 호 2025년 10월 317 합금과 LiCl 염, 유기층은 중합된 PTHF으로 구성되며, 벌크 THF 기반 중합 전해질과 함께 계층적 구조를 형성했다 그림 7b .98 이 HGE는 in-situ 중합을 통한 치환-중합-합금화 반응의 동시 진행으로 제조되며, 이 공정은 혼성층 내 LixGa86In14 합금과 LiCl 염을 안정화시켜 이를 리튬 금속 음극 표면에 균일하게 분포시키고, 견고한 계면층 형성을 유도했다. 이는 Li+ 확산을 효과적으로 조절하고 덴드라이트 성장을 억제한다. 또한, 저유전율의 THF 사용은 저온에서 높은 이온 전도도를 보장한다. HGE를 도입한 Li||Li4Ti5O12 전지를 고전류밀도 1,000 mA g-1 에서 충방전 시험한 결과, -20 ℃에서 88.8%의 높은 용량 유지율을 1,500 사이클 동안 유지했다 그림 7b 2.3.3.3 무기 충진재의 개질을 통한 저온 구동 성능 �...

김찬우ㆍ이우진ㆍ이승훈 고분자 과학과 기술 제 36 권 5 호 2025년 10월 319 M. Osi ska, Electrochem. Commun., 9, 1558 2007 56. J. Li, Y. Lin, H. Yao, C. Yuan, and J. Liu, ChemSusChem, 7, 1901 2014 57. C. N. Walker, C. Versek, M. Touminen, and G. N. Tew, ACS Macro Lett., 1, 737 2012 58. X. Huang, S. Huang, T. Wang, L. Zhong, D. Han, M. Xiao, S. Wang, and Y. Meng, Adv. Funct. Mater., 33, 2300683 2023 59. J. Zhou, H. Ji, Y. Qian, J. Liu, T. Yan, C. Yan, and T. Qian, ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 48810 2021 60. X. Zhang, X. Cui, Y. Li, J. Yang, and Q. Pan, Small Methods, 8, 2400356 2024 61. Z. Yao, S. Zhao, S. Yang, W. Ma, J. Gong, J. Rong, G. Hou, and S. Chen, Chem. Eng. J., 495, 153005 2024 62. L. Chen, Y. Li, S.-P. Li, L.-Z. Fan, C.-W. Nan, and J. B. Goodenough, Nano Energy, 46, 176 2018 63. D. Zhang, X. Xu, Y. Qin, S. Ji, Y. Huo, Z. Wang, Z. Liu, J. Shen, and J. Liu, Chem. A Eur. J., 26, 1720 2020 64. M. Falco, L. Castro, J. R. Nair, F. Bella, F. Bard , G. Meligr...