| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 가을 (11/15 ~ 11/17, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 23권 2호 |
| 발표분야 | 5. 차세대 전지 심포지엄(Symposium on Next-Generation Batteries) |
| 제목 | 소결조제 첨가에 의한 가넷구조 Li7La3Zr2O12 고체전해질의 저온소결 |
| 초록 | 가넷(Garnet)구조를 갖는 Li7La3Zr2O12(LLZ)는 열·화학적 안정성과 높은 이온전도도로 전고체 리튬이온전지(all-solid-state lithium-ion batteries)의 고체전해질로 주목받고 있는 재료이다. 그러나, LLZ와 같은 결정질계 고체전해질은 많은 결정립간의 저항으로 인하여 이온전도도에 많은 영향을 받기 때문에 입계저항을 줄이기 위해 치밀한 소결체를 얻는 것이 무엇보다 중요하다. 일반적으로 LLZ의 치밀화를 위해서는 1200℃ 이상의 고온에서 소결이 요구된다. 이 때, 고온에서의 리튬이온 휘발문제나 안정상인 입방정(cubic)상의 유지가 어렵기 때문에 이온전도도의 감소가 일어난다. 최근 이를 해결하기 위해 융점이 낮은 Li 계 산화물을 소결 조제로 사용하여 1200℃이하에서 치밀한 LLZ를 제조하고자 하는 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 다양한 Li 계 소결 조제를 적용하여 저온에서 LLZ 제조와 관련된 연구동향에 대해 소개하고자 한다. 또한, 가장 효과적인 소결 조제로 알려진 Li3BO3(LBO)를 사용하여 LLZ의 제조와 관련된 연구를 진행하였다. 그 결과, 1100℃에서 8시간 소결결과, 순수 LLZ의 밀도 58 %에 비해 LLZ-12wt.%LBO 소결체 밀도는 86%로 크게 향상 되었으며, 상온에서 이온전도도는 8.88×10−5 Scm-1을 보였다. 한편, 전해질의 치밀화 이외에도 전고체전지의 설계나 제조는 응용적인 측면에서 중요한 이슈사항으로 고체전해질의 두께가 감소할수록 이온전도도는 증가한다. 따라서, 본 연구에서는 얇은 두께의 전해질을 만들기 위해 테잎캐스팅 방법을 이용하여 후막(thick film) LLZ 전해질을 제조하였으며, 이에 관한 연구결과도 제시하고자 한다. |
| 저자 | 류성수, 신란희 |
| 소속 | 한국세라믹기술원 엔지니어링세라믹센터 |
| 키워드 | <P>전고체전지; 고체전해질; 소결조제; 이온전도도</P> |
