#19. 고체 고분자 전해질 (1) : 장점, 필요조건

고분자 물질이 이온을 전달할 수 있다는 사실이 발견된 후 고체 고분자 전해질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.  고체 고분자 전해질의 장점은 다음과 같다.

고체 고분자 전해질의 장점

1. 음극에 리튬메탈을 사용할 수 있어 전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.

2. 누액 염려가 없어 신뢰성이 높다.

3. 다양한 모양과 디자인을 갖는 전지 제조가 가능하다.

4. 초박막 전지 제조가 가능하다.

5. 전지온도가 상승하여도 가연성 가스의 분출이 없다.

6. 분리막 및 보호회로 등이 필요 없어 저비용으로 전지 제조가 가능하다. 

 

고체 고분자 전해질의 필요조건'

1. 이온 배위능을 가지는 극성기가 고분자 사슬 내에 존재하고, 인접 사슬의 극성기가 이온과 협동배위를 할 수 있어야 한다.

2. 염을 해리하기 위하여 사슬의 공간적 배열이 적절하여야 한다.

3. 극성기의 구조는 에테르, 에스테르, 아민 등과 같이 양이온을 강하게 용매화 할 수 있는 전자공여기가 있어야 한다.

4. 고분자 사슬의 유연성을 높이기 위해 낮은 해리온도를 갖고 있어야 한다. 

 

다만, 현재까지 풀리지 않는 고체 고분자 전해질의 해결해야 할 부분이 상당히 많다. 고체 고분자 전해질은 이온전해질에 비해 이온전도성이 매우 낮기 때문에 이를 해결하고자 겔 폴리머 형태의 전해질의 개발 또한 염두해 두고 있다. 이처럼 장점과 더불어 한계점 및 단점을 해결해 나간다면, 에너지 밀도도 높일 수 있으며 열화 위험성이 현저히 낮은 전해질을 사용한다면, 전기차 시대의 상당한 보탬이 될 것이라 생각한다.