파릴렌(Parylene)은 1960년대 United Carbon Corporation이 출시한 새로운 형태의 고분자 코팅재입니다. 파라자일렌 폴리머의 일반적인 이름입니다. 현재 다양한 분자 구조에 따라 파릴렌 재료는 파릴렌 N, 파릴렌 C , 파릴렌 D, 파릴렌 F, 파릴렌 HT 등과 같은 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다. 파릴렌 C는 주로 고순도 부동태화층으로 사용되며, 마이크로 전자공학과 반도체의 유전층. 또한 마이크로 전자공학의 패시베이션, 보호, 윤활 및 기타 코팅으로도 사용할 수 있습니다. 또한, 생물의학적 부식방지 및 문화재 보호 등의 절연, 고화, 보강재로도 활용이 가능합니다.

파릴렌의 응용

리튬금속은 이론 비용량이 매우 높고 전기화학적 전위가 매우 낮기 때문에 리튬 이차전지의 궁극적인 음극으로 간주됩니다. 현재 상용 리튬전지는 일반적으로 액체 전해질을 사용하고 있으나, 금속 리튬 음극은 활성 화학적 특성으로 인해 액체 전해질과 부반응이 일어나기 쉽고, 계면에서 리튬 수지상정이 성장하기 쉬워 합선 등 안전 문제를 야기한다. 이는 고에너지 밀도 금속 리튬 배터리의 개발 과정을 방해합니다. 모든 고체 리튬 배터리를 제조하기 위해 액체 전해질 대신 불연성, 고탄성률의 고체 전해질(SE)을 사용하면 이러한 안전성 문제를 근본적으로 해결하고 리튬 덴드라이트의 성장을 억제할 수 있을 것으로 기대됩니다. 고체 전해질은 모든 고체 리튬 배터리의 핵심이며 일반적인 고체 전해질에는 폴리머 유형과 무기 유형이 포함됩니다. 그 중 무기고체전해질은 높은 이온전도도와 1mS/cm에 가까운 리튬이온 이동수로 인해 널리 연구되고 있다. 그러나 무기 전해질 계면에서 리튬 이온의 비이상적인 거동으로 인해 여전히 리튬 수지상정이 성장할 수 있으며, 심한 경우 리튬 수지상정이 무기 고체 전해질을 통과하여 배터리 단락과 같은 문제를 일으킬 수도 있습니다.

기존의 문제점에 대응하여 CN113809388B 특허는 복합고체전해질재료 및 그 제조방법을 제공한다. 구체적인 제조방법은 무기고체전해질체에 절연성 고분자를 코팅하여 외면에 두께 20nm 이하의 완전 코팅된 무기고체전해질체를 형성하여 복합고체전해질재료를 얻는 것이다. 이 중 절연성 고분자는 파릴렌 N, 파릴렌 C , 파릴렌 D, 파릴렌 F, 파릴렌 HT 중 적어도 하나이다 .

코팅층의 재질은 폴리디메틸벤젠 또는 그 유도체로서, 코팅, 화학기상증착, 기상증착, 스퍼터링 등을 통해 무기고체전해질체에 부착될 수 있다. 형성된 코팅층은 두께가 균일하고 연속성이 양호하며 핀홀이 없이 치밀합니다.

참고자료

CN113809388B 복합 고체전해질 소재 및 그 제조방법, 리튬이차전지 및 단자.