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티오페늄(Thiophenium)을 포함하는 양이온, 및 플루오로하이드로제네이트(Fluorohydrogenate)를 포함하는 음이온이 결합된 화합물을 포함하는 고체 전해질
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제1 항에 있어서,상기 화합물은, 상기 티오페늄의 황 원소와 결합된 알킬기를 포함하고,상기 알킬기는, 메틸기(Methyl), 에틸기(Ethyl), 프로필기(Propyl) 또는 부틸기(Butyl) 중에서 어느 하나를 포함하는 고체 전해질
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제2 항에 있어서,상기 화합물은, 상기 알킬기의 체인이 길어질수록, 이온 전도도가 감소하는 것을 포함하는 고체 전해질
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제2 항에 있어서,상기 화합물은, 45~130mS/cm의 이온 전도도를 갖는 것을 포함하는 고체 전해질
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제1 항에 있어서,상기 화합물은, 상기 티오페늄의 황 원소와 결합된 메틸기를 포함하고,시차 주사 열량법(DSC)에 의한 온도에 따른 열 흐름(heat flow) 스펙트럼에서,28 내지 90℃의 온도 범위에서 제1 결정상을 갖고,22 내지 28℃의 온도 범위에서 제2 결정상을 갖는 것을 포함하는 고체 전해질
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제1 항에 있어서,리튬 염을 더 포함하되,상기 화합물의 유닛셀(unit cell)은 사방정계(orthorhombic)의 결정 구조를 갖고,상기 결정 구조의 꼭지점 및 면의 중심에 상기 양이온이 제공되고,상기 결정 구조의 모서리 가운데에 상기 음이온이 제공되고,상기 결정 구조의 칩입형 자리(interstitial sites)에 상기 리튬 염이 임의적으로 제공되는 것을 포함하는 고체 전해질
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제6 항에 있어서,상기 리튬 염의 농도가 증가할수록, 이온 전도도가 증가하는 것을 포함하는 고체 전해질
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제6 항에 있어서,200mS/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 고체 전해질
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제6 항에 있어서,상기 티오페늄의 황 원소와 결합된 메틸기가 제공되고,시차 주사 열량법에 의한 온도에 따른 열 흐름 스펙트럼에서,28 내지 70 ℃의 온도 범위에서 결정상을 갖는 것을 포함하는 고체 전해질
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양극;음극; 및상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하며, 제1 항 또는 제9 항 중에서 어느 한 항에 따른 고체 전해질을 포함하는 이차 전지
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티오페늄 염, 및 플루오로하이드로제네이트 전구체를 포함하는 혼합 용액을 준비하는 단계; 및상기 혼합 용액을 상온보다 낮은 온도에서 반응시켜, 티오페늄 및 플루오로하이드로제네이트가 결합된 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 고체 전해질의 제조 방법
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제11 항에 있어서,상기 혼합 용액을 준비하는 단계는 상기 티오페늄 염을 제조하는 단계를 포함하되,상기 티오페늄 염을 제조하는 단계는,알킬기 전구체 용액을 준비하는 단계;상기 알킬기 전구체 용액에 티오펜(Thiophene)을 점적하여 양이온 소스 용액을 제조하는 단계; 및상기 양이온 소스 용액을 반응시켜, 상기 알킬기를 포함하는 티오페늄 염을 제조하는 단계를 포함하고,상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기 중에서 어느 하나를 포함하는 고체 전해질의 제조 방법
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제11 항에 있어서,상기 혼합 용액을 준비하는 단계는 상기 플루오로하이드로제네이트 전구체를 제조하는 단계를 포함하되,상기 플루오로하이드로제네이트 전구체를 제조하는 단계는,불산 및 물을 포함하는 용액을 교반하여, 상기 플루오로하이드로제네이트 전구체를 제조하는 단계를 포함하는 고체 전해질의 제조 방법
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리튬플루오로하이드로제네이트를 준비하는 단계; 및제11 항에 따른 화합물 및 상기 리튬플루오로하이드로제네이트를 혼합하고, 열처리하여, 리튬 도핑된 고체 전해질을 제조하는 단계를 더 포함하는 고체 전해질의 제조 방법
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제14 항에 있어서,상기 리튬플루오로하이드로제네이트를 준비하는 단계는,불산수용액 내에 리튬 염을 첨가하여 소스 용액을 제조하는 단계; 및상기 소스 용액을 상온보다 낮은 온도에서 반응시켜, 상기 리튬플루오로하이드로제네이트를 제조하는 단계를 포함하는 고체 전해질의 제조 방법
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양이온 및 음이온이 결합된 화합물을 포함하되,상기 화합물이 결정상을 갖는 조건을 만족시키는 범위에서 최대 이온전도도를 갖도록, 상기 양이온 및 상기 음이온이 선택된 것을 포함하는 고체 전해질
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제16 항에 있어서,상기 화합물이 결정상을 갖는 조건은,상기 양이온의 분자량이 95g/mol 이상이고,상기 음이온의 분자량이 60g/mol 초과이고,상기 음이온의 수소이온농도(pH)가 3 미만인 것을 포함하되,상기 화합물의 결정상이 유연성을 갖도록, 상기 화합물의 용융 엔트로피(entropy of fusion)가 15~25J/Kㆍmol인 것을 포함하는 고체 전해질
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제16 항에 있어서,상기 양이온은, 오각의 헤테로 고리 화합물(heterocyclic compound)을 포함하되,상기 헤테로 고리 화합물은, 황, 질소, 산소 또는 인 중에서 어느 하나의 원소를 포함하는 고체 전해질
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제16 항에 있어서,상기 양이온이 티오페늄을 포함하는 경우,상기 음이온은, 플루오로하이드로제네이트, 시아노(니트로로소)메타나이드(cyano(nitroso)methanide) 또는 테트라졸리딘(Tetrazoline) 중에서 어느 하나를 포함하는 고체 전해질
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양극;음극; 및상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하며, 제16 항에 따른 고체 전해질을 포함하는 이차 전지
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