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2024년 12월 4일 (수) 07:59 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : Semi-Interpenetrating 구조를 도입한 Poly(ethylene oxide) 기반 Solid Polymer Electrolyte의 성능 개선

영문 : Enhancement of Poly(ethylene oxide)-Based Solid Polymer Electrolyte Performance using Semi-Interpenetrating Polymer Network

과제 팀명

SPEL

지도교수

정철수 교수님

개발기간

2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학과 202**** 정**(팀장)

서울시립대학교 화학공학과 202**** 유**

서울시립대학교 화학공학과 202**** 김**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 분자량이 600K인 poly(ethylene oxide) (PEO)와 acrylate, amine, carboxylic acid 등을 사용하여 semi-interpenetrating polymer network 구조의 고분자 필름을 제작한다.

◇ PEO 구조가 갖고 있는 낮은 온도에서의 필름성 붕괴, LIB용 전해액에 대한 용해성, 낮은 인장 강도 등의 문제를 해결해 나갈 수 있는 연구 방향을 모색한다.

◇ 기존의 낮은 Tm으로 인한 열적 불안정성을 개선하는 방안을 모색한다.

◇ Cellulose separator에 고분자 용액을 함침하여 기계적 물성을 향상한다.

◇ DSC를 이용한 Physical Properties를 분석한다.

개발 과제의 배경

◇ 고체 전해질을 사용한 리튬이온전지는 기존의 액체 전해질을 사용한 이차전지와 달리 외부 충격으로 인한 누수 위험이 없고, 그 소재가 고체이기 때문에 분리막의 역할을 수행할 수 있어 전지의 에너지 밀도를 높일 수 있다.

◇ 고체 전해질 중에서도 Solid Polymer Electrolytes (SPEs)는 뛰어난 가공성과 경제적 이점을 가지고 있어 연구가 활발히 이루어지고 있다.

◇ Polyethylene Oxide (PEO) 구조는 리튬이온염과의 친화성이 높아 이온 전도성 고분자로 연구되고 있는 대표적인 화학구조이다. 그러나 낮은 온도에서의 필름성 붕괴, 전해액에 대한 용해성, 낮은 인장 강도 등의 문제를 가지고 있어 추가적인 연구가 필요하다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ PEO600K, 4-Arm PEG-Succinimidyl Glutarate(SG), 4-arm PEG-Amine(AM), 2-isocyanatoethyl methacrylate monomer 등을 acentonitrile(ACN)에 녹인 후 반응시키고, 테프론 판 위에서 건조하여 고분자 필름을 제작한다.

◇ 제작한 film type SPE는 DSC를 사용하여 열적 안정성을 분석한다.

◇ 70% percentage strain, 상용화된 PE separator의 60% stress를 목표로 필름을 제작한다.

◇ Melting temperature는 높이고, crystallization temperature는 낮춘다.

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제의 목표 및 내용====
-내용
+◇ PEO600K, 4-Arm PEG-Succinimidyl Glutarate(SG), 4-arm PEG-Amine(AM), 2-isocyanatoethyl methacrylate monomer 등을 acentonitrile(ACN)에 녹인 후 반응시키고, 테프론 판 위에서 건조하여 고분자 필름을 제작한다.
+◇ 제작한 film type SPE는 DSC를 사용하여 열적 안정성을 분석한다.
+◇ 70% percentage strain, 상용화된 PE separator의 60% stress를 목표로 필름을 제작한다.
+◇ Melting temperature는 높이고, crystallization temperature는 낮춘다.
 ===관련 기술의 현황===