전극 활물질 입자 표면에 고체 전해질 코팅막을 균일하게 코팅하는 방법

4~6° 저접촉각 코팅액을 이용한 활물질 표면 고체전해질 박막 습식코팅 공정

본 기술은 전극 활물질 표면과 고체 전해질 코팅액 사이의 평균 접촉각을 4~6°로 제어하여, 고체 전해질 코팅막을 얇고 균일하게 형성하는 습식 코팅 공정입니다.

전고체 전지에서는 전극 활물질과 고체 전해질 사이 접촉이 불량하여 계면 저항이 커지고 셀 성능이 떨어지는 문제가 있었습니다. 습식 코팅을 시도하더라도 용매와의 부반응으로 고체 전해질의 이온전도도가 저하되는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 물, 알코올 등 양성자성 극성 용매에 디알킬에테르계 분산제를 첨가해 접촉각을 낮추고, 코팅액 제조부터 활물질 혼합까지를 5분 이내로 끝내 부반응을 억제하면서 활물질 표면에 고체 전해질 코팅막을 형성하도록 구성됩니다. 황화물계 전고체 전지의 양극 복합체 제조, 나트륨계 고체전해질 코팅 활물질 생산에 적용될 수 있어, 1~8 중량부의 적은 전해질만으로도 활물질 계면을 촘촘히 덮을 수 있습니다.

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Key Features:

• 용매와 분산제의 혼합액 내에 고체 전해질을 용해시켜 고체 전해질 코팅액을 제조하는 제1 단계
• 제조된 고체 전해질 코팅액과 전극 활물질 입자를 섞어 혼합물을 제조하는 제2 단계
• 혼합물 내 용매를 제거하여 전극 활물질 입자 표면에 고체 전해질 코팅막을 형성시키는 제3 단계
• 전극 활물질 입자 표면에 대해 4~6°의 평균 접촉각을 나타내도록 양성자성 극성 용매와 디알킬에테르 분산제를 배합한 혼합액

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본 발명은 과학기술정보통신부의 고기능성 경사구조형 복합 공기극 제조와 이를 적용한 고성능 SOFC 셀 제조 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.

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