일반기술

고체 전해질 및 그 제조 방법

* 구성 및 원리 본 기술은 고체 전해질 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 기술의 고체 전해질은 Li, X, Y, Z, O 및 N(여기서, X, Y 및 Z는 각각 P, B, Si, Al, Ge 및 As로 이루어진 군에서 선택됨)의 6 개의 원자를 함유하는 6 원계 박막 전지용 전해질이다.X, Y 및 Z는 네트워크의 골격을 형성하는 물질이고, N은 네트워크의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 물질이다. * 기술적 배경 고체 고분자 전해질은 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 고분자 매트릭스가 리튬 이온에 대한 전도성을 갖는다는 발견에 기초하여, 현재 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐클로라이드(PVC)등과 같은 다양한 조성의 고분자 전해질이 개발 중에 있다. 그러나 이러한 고체 고분자 전해질은 기본적으로 벌크 전지에 사용되는 것을 전제한 것으로서, 전체 전지의 크기가 수 ㎛에 불과한 박막 전지용 전해질로는 그 사용이 제한되어 있다.* 독창성 및 중요성 본 기술의 전해질은 Li-B-O에 첨가된 Si, P 및 N 물질이 네트워크의 구조적 안정화에 기여하여, 각 원소간의 결합력, 결합 특성, 결합의 상대적 강도, 리튬 이온과의 반응성을 향상시켜 구조적 및 화학적으로 안정한 특성을 나타낸다는 점에서 기술적 독창성고 ㅏ중요성이 있다고 할 수 있다. 본 기술의 전해질은 저온 공정에 의해 비정질 형태를 유지하며, 이것에 의해 높은 전하 이동체(charge carrier)농도, 높은 베이컨시(vacancy) 또는 틈새 자리(interstitial site)농도, 낮은 이온 이동 활성화 에너지에 의해 높은 이온 전도도를 갖는다. 이 전해질은 Li-B-O에 첨가된 Si, P 및 N 물질이 네트워크의 구조적 안정화에 기여하여, 각 원소간의 결합력, 결합 특성, 결합의 상대적 강도, 리튬 이온과의 반응성을 향상시켜 구조적 및 화학적으로 안정한 특성을 나타낸다. 따라서, 이 전해질은 박막 전지 뿐만 아니라 초소형 센서, 의료기기, 반도체 집적 회로와 같은 여러 응용 분야에 사용될 수 있다.