본 기술은 리튬 산화물 전구체와 금속 할로겐화물 전구체를 기계적 밀링(mechanical milling)으로 반응시켜, 전해질 내부와 계면에 5~10nm 크기의 ZrO2를 인시츄(in-situ)로 성장시켜 그물 형태로 형성함으로써 이온 전도도와 전기화학적 안정성을 극대화한 할라이드계 나노복합체 기술입니다.
기존 황화물계 고체전해질은 이온전도도는 우수하지만 대기 안정성이 낮고, 고전압 환경에서 양극 활물질과 심각한 부반응을 일으키는 문제가 있었습니다. 기존 할라이드계 전해질 역시 이온전도도가 낮고 계면 저항이 커서 실용화에 한계가 존재했습니다.
본 기술은 Li2O, LiNO3 등의 리튬 산화물과 ZrCl4 등의 금속 할로겐화물을 정해진 혼합비와 볼밀링 조건으로 반응시켜, 5~10nm 결정상 ZrO2가 Li-Zr-Cl 호스트 안에 인시츄 형성된 나노복합체를 제조하도록 구성됩니다. 공간 전하층 효과로 이온 전도도를 높이고 황화물계 전해질과 양극의 직접 접촉을 차단해 계면 안정성과 고전압 사이클 성능을 개선합니다. 하이니켈 양극을 쓰는 전고체 전지의 양극 코팅층, 황화물-할라이드 이중층 전해질, 전기차 및 전력 저장장치용 셀에 적용될 수 있어 고전압 구동 시에도 황화물 전해질의 분해를 막아 셀 설계 자유도를 넓혀 줍니다.
US2022-0416295A1
