리튬 유황 전지용 PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제에 따른 전기화학적 특성 평가
Electrochemical Properties of PVdF Gel Polymer Electrolyte with Plasticizer for Lithium/Sulfur Battery
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초록
리튬/유황 전지에 적합한 전해질을 조사하기 위하여, 여러 종류의 글라임(glyme)계 가소제를 넣은 폴리비닐리덴플로라이 드(poly(vinylidene fluoride) : PVdF) 겔 고분자 전해질을 제조하여 전기화학적 특성을 실험하였다. 가소제는 에틸렌옥 사이드(ethylene oxide; EO) 구조를 가지는 glyme계 유기용매 중에서, EO의 체인 길이가 다른 트리글라임(triglyme), 테트라글라임(tetraglyme), 폴리글라임(polyglyme (Mn = 250, 500))의 네 종류를 사용하였다. 가소제 내의 EO의 체인 길이가 길어질수록 PVdF 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 감소하였다. PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제로 triglyme 을 사용한 경우의 이온전도도가 5.38×10−4 S/cm로 가장 높았으며, polyglyme(Mn = 500)를 사용한 경우에는 2.80× 10−4 S/cm으로 가장 낮았다. 그러나 계면저항은 tetraglyme을 사용한 경우에 가장 낮게 나타났으며, 이 전해질을 리튬/유황 전지에 적용하였을 때 1232 mAh/g-S(이론용량의 70%)의 높은 초기 방전 용량을 나타내었다.
Abstract
In order to find out proper PVdF gel polymer electrolyte for Li/S battery, we investigated PVdF gel poly-mer electrolytes with various glyme type plasticizer such as polyglyme, tetraglyme, triglyme. The organic solventsas triglyme, tetraglyme, polyglyme (Mn = 250, 500) has different chain length of ethylene oxide(EO) in solvent ofglyme system. Ionic conductivity decreased as increasing chain length of EO in plasticizers. Ionic conductivity ofPVdF gel electrolyte with tetraglyme, triglyme, polyglyme (Mn = 250, 500) at room temperature was 5. 104, 3.104, 6. 105, 3. 105 S/cm, respectively. Li/S cel with PVdF gel polymer electrolyte using tetraglyme plasticizerhad low interfacial resistance and the about 70% utilization of theoretical value.