본 기술은 전고체 전지의 양극 또는 음극 복합 전극 안에 영률(Young's modulus)이 서로 다른 황화물계 글래스 세라믹과 황화물계 결정질을 함께 배치하여, 입자 간 공극을 줄이고 활물질과 고체 전해질의 접촉 면적을 극대화하는 기술입니다.
전고체 전지는 전극 내부와 계면에 생기는 공극 때문에 접촉 저항이 커지는 문제가 있었습니다. 게다가 충·방전 중 활물질이 팽창과 수축을 반복하면서 입자 간 균열이 생기고 접촉 면적이 줄어 전기화학적 성능이 저하되는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 14~20 E/GPa 영률의 연질 황화물계 글래스 세라믹과 22~30 E/GPa 영률의 아지로다이트형 황화물계 결정질을 25:75 중량비로 섞은 고체 전해질을 복합 전극에 적용하도록 구성됩니다. 부드러운 글래스 세라믹이 결정질 입자 사이 빈틈을 메워 전극 내부 다공성을 낮추고 충·방전 중 계면 접촉을 유지합니다. 황화물계 전고체 전지의 후막 양극, 낮은 구속 압력에서 운전되는 차량용 전고체 모듈에 적용될 수 있어, 고압 셀 가압 설비에 대한 의존도를 덜어줄 수 있습니다.
본 발명은 방위사업청의 고안전성ㆍ극한환경용 전고체전지 핵심 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
US2021-0013541A1
