본 기술은 리튬 이온으로 교환하지 않은 Y, 베타, 모데나이트 등 특정 제올라이트를 이온 전도성 고분자와 리튬염 매트릭스에 분산시켜, 고분자의 결정화를 막고 루이스 산-염기 상호작용으로 리튬 이온의 확산 경로와 농도를 최적화한 복합 고체 전해질 기술입니다.
기존 고체 전해질은 상온 이온 전도도가 약 10^-5 S/cm 수준에 머물러 전지 성능이 제한되었습니다. 또한 금속 리튬 음극과 함께 사용할 때 리튬 덴드라이트가 성장하고 전극 계면이 불안정해지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 나트륨, 수소 또는 암모늄 이온을 함유한 비교환 제올라이트 나노 입자를 PEO 등의 이온 전도성 고분자 및 LiTFSI 등의 리튬염과 혼합해, 고분자의 무정형 영역을 넓히고 제올라이트 표면의 리튬 이온 농도를 높이도록 구성됩니다. 그 결과 상온에서 4.5×10^-4 S/cm 이상의 이온 전도도를 확보하며, 리튬 금속 음극을 채용한 전고체 전지와 발화 위험을 낮춰야 하는 전기차·웨어러블 기기용 박막 전지에 적용될 수 있어 가열 장치 없이도 상온 구동이 가능한 고분자계 전해질 설계를 뒷받침합니다.
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