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가교 고분자 및 비가교 고분자를 포함하는 반상호침투 고분자 네트워크(semi-interpenetrating polymer network);상기 반상호침투 고분자 네트워크에 분산되어 있는 박리된 상태의 점토광물; 및리튬염 또는 소듐염을 포함하는 전해액;을 포함하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 가교 고분자는 ETPTA(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate), TMPTA(trimethylolpropane triacrylate), PETA(Pentaerythritol triacrylate), PEGDA (Poly(ethylene glycol)diacrylate), PEGDMA (Poly(ethylene glycol) dimethacrylate), PPGDA (Poly(propylene glycol) diacrylate), 및 PPGDMA(Poly(propylene glycol) dimethacrylate) 중에서 선택된 어느 하나의 가교성 단량체의 중합체인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 비가교 고분자는 PVdF-HFP(polyvinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene), PEO(polyethylene oxide), PVdF(polyvinylidenefluoride), PAN(polyacrylonitrile), PEI(Polyethyleneimine), PMMA(polymethyl methacrylate), PBA(polybutyl acrylate), PVP(Polyvinylpyrrolidone), PVA(polyvinyl acetate) 및 EVA(ethylene vinyl acetate) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 반상호침투 고분자 네트워크는 가교 고분자 100중량부에 대하여 비가교 고분자 25 내지 45중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 박리된 상태의 점토광물은 몬모릴로나이트(Montmorillonite, MMT), 마이카(Mica), 스멕타이트(Smectite), 버미큘라이트(Virmiculite), 클로라이트(Clorite), 논트로나이트(Nontronite), 사포나이트(saponite), 헥토나이트(Hectorite), 벤토나이트(Bentonite), 사우코나이트(sauconite), 파이로 필라이트(pyrophyllite), 글루코나이트(glauconites), 폴리고르스킨(polygorskines), 세피올라이트(sepiolites), 및 탈크(talc) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 박리된 상태의 점토광물은 몬모릴로나이트이고, 상기 몬모릴로나이트는 유기화된 몬모릴로나이트인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 리튬염은 LiPF6, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi 및 (FSO2)2NLi 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 소듐염은 NaClO4, NaPF6, NaBF4, NaTiF4, NaVF5, NaAsF, NaSbF6, NaCF3SO3, Na(C2F5SO2)2N, NaB(C2O4)2, NaB10Cl10, NaB12Cl12, NaCF3COO, Na2S2O4, NaNO3, Na2SO4, NaPF3(C2F5)3, NaB(C6F5)4 및 Na(CF3SO2)3C 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질
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제1항에 있어서,상기 박리된 상태의 점토광물은 상기 반상호침투 고분자 네트워크 100중량부에 대하여 0
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(a) 리튬염 또는 소듐염을 포함하는 전해액에 층상형 점토광물을 분산시킨 후 초음파 처리하여 층상형 점토광물을 박리시키는 단계;(b) 단계 (a)의 결과물에 가교성 단량체, 비가교 고분자 및 광개시제를 혼합하여 고분자-점토 나노복합체 전해질 전구체를 제조하는 단계; 및(c) 상기 고분자 네트워크 전구체에 자외선 조사하여 상기 가교성 단량체를 자외선 경화시키는 단계;를 포함하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 전해액은 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸 프로피오네이트(MP), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(GBL) 및 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 광개시제는 HMPP(1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl propaneone), 클로로아세토페논(Chloroacetophenone), 디에톡시아세토페논(Diethoxy Acetophenone), 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐 케통(1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone), α-아미노 아세토페논(α-Amino Acetophenone), 벤조인 에테르(Benzoin Ether), 벤조페논(Benzophenone) 및 2-ETAQ(2-ethylAnthraquinone) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질의 제조방법
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제10항에 있어서,단계 (a)에서, 리튬염은 LiPF6, 소듐염은 NaClO4,, 전해액은 에틸렌카보네이트(EC)/디에틸 카보네이트(DEC)를 혼합하여 사용하고, 층상형 점토광물은 Cloisite 20A을 사용하고, 단계 (b)에서, 가교성 단량체는 ETPTA, 비가교 고분자는 PVdF-HFP, 광개시제는 HMPP(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 반상호침투 고분자 네트워크에서 가교성 단량체와 비가교 고분자의 중량비는 가교 고분자 100중량부에 대하여 비가교 고분자 40 내지 45중량부를 사용하고, 반상호침투 고분자 네트워크 100중량부에 대하여 박리된 상태의 점토광물 1 내지 3중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질의 제조방법
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제1항 내지 제9항 중에서 선택된 어느 한 항의 이차전지용 고분자-점토 나노복합체 전해질을 포함하는 이차전지
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제14항에 있어서,상기 이차전지는 리튬이차전지 또는 소듐이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지
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제14항의 이차전지를 포함하는 휴대용 전자기기, 이동 유닛, 전력 기기 및 에너지 저장장치 중에서 선택된 어느 하나의 디바이스
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