| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | PEO/LAGP 하이브리드 고체전해질의 전고체 리튬이차전지의 특성 |
| 초록 | 최근 리튬이차전지의 안전성 측면이 대두되면서 폭발이나 화재 등의 위험없이 사용할 수 있는 전고체 리튬이차전지에 대한 관심이 높아지고 있다. 고체전해질을 사용하는 전고체 리튬이차전지는 액체전해질에 비해 낮은 이온전도도와 전극과 고체전해질간의 높은 계면저항으로 상용화에 어려움이 있다. 이를 보완하기 위한 고이온전도성 무기 소재인 산화물계, 황화물계, 인산계 등의 고체이온전도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 고체전해질의 기계적 강도와 이온전도도를 향상시키고 전극과 고체전해질과의 계면특성을 제어하기 위해 무기계 이온전도체와 고분자를 복합한 하이브리드 고체전해질을 제조하였다. 제조한 하이브리드 고체전해질의 성능을 평가하기 위해 이온전도도와 전기화학적 특성을 평가하였다. 무기계이온전도체는상온에서10-4S/cm의이온전도도를가지는NASICON 구조의 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 (LAGP)를 Sol-Gel법으로 합성하였고, XRD 분석을 통해 결정구조가 형성되는 것을 확인하였다. 계면제어를 위해 고분자로는 리튬 이온을 수송하며 유리 전이온도가 낮아 유연성이 높은 Poly(ethylene) oxide(PEO)를 사용하였다. 전고체 리튬이차전지의 성능 평가를 위해 양극은 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622), 음극은 Li-matal을 사용하여 Coin cell을 제작하였다. 이때 하이브리드 고체전해질의 두께는 200㎛로 고정한 후 PEO/LAGP의 함량비율에 따라 PEO/LAGP 하이브리드 고체전해질을 제조하였다. PEO/LAGP 하이브리드 고체전해질에서 LAGP 함량이 증가할수록 이온전도도는 감소하였지만 기계적 강도는 증가하였다. PEO/LAGP 함량에 따른 하이브리드 고체전해질을 적용한 전고체 전지의 성능평가 결과 PEO/LAGP 함량이 55/45인 경우 70℃에서 1.15×10-3S/cm의 이온전도도를 나타내었다, 이때 전고체 전지의 성능은 0.1C에서 168mAh/g, 0.5C에서 153mAh/g의 용량이 구현됨을 확인하였다. |
| 저자 | 차지혜, 장덕례 |
| 소속 | 한국생산기술(연) |
| 키워드 | <P>Poly(ethylene) oxide(PEO); 하이브리드 고체전해질; 전고체 리튬이차전지</P> |
