본 기술은 용매를 쓰지 않는 무용매 고분자계 고체 전해질 조성물에 액상 모노머 100 중량부 대비 120~350 중량부의 과량 리튬염을 혼합하여 이온 전도도와 산화 안정성을 높이고, 이 조성물이 전극 내 바인더 역할까지 맡도록 하여 활물질 함량을 극대화한 전극 구조체 기술입니다.
기존 고체 전해질은 이온 전도도가 낮고 계면 저항이 높은 문제가 있었습니다. 또한 별도 바인더를 사용하면서 에너지 밀도가 떨어지고, 제조 시 용매를 쓰는 탓에 건조 후 기공이 생기며 공정 효율이 낮아지는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 카보닐, 아민, 에폭시, 페놀, 우레탄, 아크릴레이트 등의 작용기를 갖는 액상 모노머와 LiTFSI, LiFSI 등 과량의 리튬염을 직접 섞어 용매 없이 전극 활물질과 슬러리를 만들고, 이를 열가교하여 전극을 형성하도록 구성됩니다. 전극 내 전해질 조성물 함량을 9~23 중량%로 맞추어 바인더 없이도 충분한 접착력과 이온 네트워크를 확보합니다. NCM811, LNMO 등 고전압 양극을 쓰는 고분자계 전고체 전지나 통신장비·ESS용 셀 제조에 적용될 수 있어, 건조 공정과 용매 회수 단계를 생략해 생산 라인을 간소화할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 단이온전도체 기반 다차원 자유형상 전원 시스템 지원을 통해 개발되었습니다.
US2025-0163197A1
