Ionic liquids, defined as salts with melting temperatures below 100℃, evolved from traditional high temperature molten salts. They have many novel properties; high ionic conductivity, wide electrochemical windows, negligible volatility, non-flammability, high thermal stability, sub-ambient temperature operation. Prior to be applied to the industrially important processes such as the liquid - liquid extractions and absorption heat pump systems physical properties of [bmim][Br], [bmim][I], and [bmim][$BF_4$], and vapor pressures of binary systems for [bmim][Br] + water, [bmim][$BF_4$] + water, [hydemim][$BF_4$] + water, [bmim][Br] + 2,2,2 - trifluoroethanol (TFE), and [bmim][$BF_4$] + TFE were measured in order to secure the basic physical properties of ILs.
And in secondary lithium battery solid state is preferred to liquid state from mechanical and fabrication standpoints. Solid state gel polymer electrolytes which have the properties of liquid were prepared using ionic liquids. The gel polymer electrolytes without propylene carbonate can be used as solid state electrolyte until 400℃. And those showed ionic conductivity $10^{-3}$ S/cm at 60℃. But the gel polymer electrolytes containing propylene carbonate only can be used until 60℃ but showed ionic conductivity $10^{-2}S/cm$ at 60℃.
최근 이온성 액체에 대한 연구는 화학 공정 내의 전통적인 유기 용매를 대체 하거나 이온성 액체의 뛰어난 특성을 활용하여 새로운 응용분야에 적용하려는 노력이 주를 이루고 있다. 이온성 액체의 뛰어난 특성은 높은 이온 전도도, 넓은 전기 화학창, 낮은 증기압, 비폭발성, 높은 열적 안정성, 넓은 작동 온도들이 있다. 이러한 뛰어난 특성에도 불구하고, 여전히 산업적인 공정에 적용하기에는 기초적인 물성 자료조차 미비하다. 액-액 추출과정과 흡수식 열펌프에서 흡수제의 대체제로서의 가능성을 알아보고자 [bmim][Br], [bmim][I]과 [bmim][$BF_4$] 의 밀도, 점도, 굴절률, 열용량, 용해열의 측정과 [bmim][Br] + water, [bmim][$BF_4$] + water, [hydemim][$BF_4$] + water, [bmim][Br] + 2,2,2 - trifluoroethanol (TFE) 그리고 [bmim][$BF_4$] + TFE의 2 성분 시스템에서 증기압을 측정하였다. IL + water 2성분계에서 증기압은 이온성 액체의 농도 증가에 따라서 감소하는 것을 보였다. 또한 이온성 액체의 Br 이온은 $BF_4$ 이온보다 TFE와 더 강한 상호 작용을 하고 있는 것을 보였다.
또한 이온성 액체의 높은 이온 전도도와 열적 안정성에 대한 특성에 착안하여 2차 리튬 전지의 전해질로 활용하기 위해서 겔 고분자 전해질을 제조하여 전기적 특성과 열적 특성을 조사 하였다. 제조된 겔 고분자 전해질은 새로이 합성된 모포리니움을 기초한 N-ethyl-N-methylmorpholinium bis(triflouromethanes-ulfon)imide와 N-butyl-N-methylmorpholinium bis(triflouromethanes-ulfon)imide 이온성 액체와 겔 고분자 전해질 제조를 위해서 널이 이용되는 Kynar Flex 2801-00(PVdF(HFP))을 이용하였다. 열중량 분석기와 시차주사열분석기를 이용한 결과에 의하면 제조된 겔 고분자 전해질은 400℃까지 안정하였으며, 60℃에서 각각 2.47 mS/cm, 1.89 mS/cm을 보였다. 일반적으로 이온 전도성을 향상 시키기 위해 첨가되는 가소제인 Propylene carbonate를 첨가 하였을 시에는 상온에서 각각 3.02 mS/cm, 3.93 mS/cm을 보였다. 또한 Propylene carbonate를 포함한 겔 고분자 전해질은 60℃에서 각각 10 mS/cm와 5.92 mS/cm를 보여 일반적인 겔 고분자 전해질에 비해서 탁월한 결과를 보여주었다. 이러한 결과를 종합해 보았을 때 모포리니움을 기초로한 겔 고분자 전해질은 2차 리튬 고분자 전지의 전해질로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
