리튬할라이드계 고체전해질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전고체전지

대기 안정성이 우수한 저가 지르코늄 기반 Li2ZrCl6 할라이드 고체전해질

본 기술은 리튬(Li), +4 산화수를 갖는 전이금속(Zr 등), 할로겐 원소로 구성되어 대기 안정성과 이온 전도도를 함께 확보한 유리-세라믹 구조의 리튬 할라이드계 고체전해질입니다.

기존 황화물계 고체전해질은 대기 중에서 쉽게 열화되는 낮은 안정성 문제가 있었습니다. 할라이드계 대안 역시 In, Y 같은 고가 희소금속을 사용해야 해 제조 원가가 높고 대량 생산이 어렵다는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 +4 산화수 전이금속인 Zr을 기반으로 Li2ZrCl6 조성의 고체전해질을 합성하며, 볼밀 등 기계적 밀링에 의한 고상법 또는 유기 용매를 이용한 습식법으로 제조하도록 구성됩니다. 전기차용 전고체 배터리의 양극 복합층과 고체전해질층, 대량 생산형 전고체 셀 파일럿 라인에 적용될 수 있어 드라이룸 관리 부담과 원재료 비용을 동시에 줄일 수 있습니다.

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Key Features:

• Li2ZrCl6 화학식으로 표시되며 X선 회절분석에서 2θ 15° 내지 20° 사이에 피크를 나타내는 화합물
• 2θ 30° 내지 35° 사이의 메인 피크와 그 좌우에 더 작은 피크를 보이는 리튬할라이드계 고체전해질
• 리튬 할로겐화물과 지르코늄 할로겐화물 전구체를 400 rpm 내지 700 rpm 볼밀 등 기계적 밀링으로 고상 반응시키는 단계
• 양극층과 음극층 사이에 형성되며 유리-세라믹 구조의 리튬할라이드계 고체전해질을 포함하는 고체전해질층

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본 발명은 과학기술정보통신부의 고안정성 상온작동 소듐 전고체전지를 위한 고이온전도성 용액공정 가능 황화물계 고체전해질 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.

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