일반기술

박막 고체 전해질 및 그 제조 방법

* 구성 및 원리 본 기술은 박막 전해질 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 질소가 첨가된 리튬 실리콘 옥시나이트라이드 막을 형성하여 화학적 안정성과 내구성이 우수하고, 우수한 이온 전도도 특성을 갖는 박막 전해질 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 기술은 Li, Si, O, N으로 구성되는 원자를 함유하고, 여기서 Si이 네트워크 골격을 형성하고, N이 네트워트의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 4원계 박막 전해질이며, 또한 Li, Si, O를 제공할 수 있는 타겟을 형성하고, 순수한 N2 또는 N2를 포함하는 분위기 하에서 스퍼터링을 수행하여 Li, Si, O, N으로 구성되는 원자를 함유하고, 여기서 Si이 네트워크 골격을 형성하고, N이 네트워트의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 4원계 박막 전해질을 제조하는 방법이다. * 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 사용 되는 것을 전제한 것으로서, 전체 전지의 크기가 수㎛ 에 불과한 박막 전지용 전해질로는 그 사용이 제한되어 있다.* 적용제품 및 관련시장 본 기술의 박막 전해질은 크게 리튬전지의 전해질로 사용될 수 있으며, 리튬 전지는 주지하다시피 노트북 컴퓨터, MP3, PDA, PMP를 비롯하여 휴대폰, 카셋트 등 각종 휴대용 전자기기에 거의 모두 사용된다고 해도 과언이 아닐 정도이다. 또한 본 기술의 전해질은 리튬 이차 전지 뿐 아니라 초소형 센서 분야에도 응용이 가능할 것으로 보여 그 적용시장은 매우 넓을 것으로 보인다.* 특징 및 장점 본 기술은 다음과 같은 특징 및 장점을 가진다. 첫째, 기존의 전해질에 비해 사용 전압에 대해 화학적 안정성과 내구성이 우수하고, 높은 이온 전도도를 나타낸다. 둘째, 이러한 물성으로 인하여 차세대 전지로 각광 받고 있는 박막 전지 및 초소형 센서 등과 같은 여러 응용 분야에 사용될 수 있다. 셋째, 국내 유수 기업에서 축적된 박막 증착 기술을 응용하여 제조될 수 있으므로, 기존의 전해질이 해외로부터 제작 공정, 설비 및 기술을 이전해 옴으로 발생하는 외화 유출 및 기술의 종속화로부터 벗어날 수 있기 때문에 국익의 증대와 국내 산업의 발전 및 관련 기술의 발전과 세계적으로 개발되고 있는 박막 전지 등의 응용 분야 기술을 선점할 수 있다는 장점을 가지고 있다.