KR100734060B1 - ＬｉＰＯＮ을 보호막으로 갖는 ＬＬＴ계 고체 전해질 및 그제조방법 - Google Patents

ＬｉＰＯＮ을 보호막으로 갖는 ＬＬＴ계 고체 전해질 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LiPON(Li3PO4-xNy)을 보호막으로 갖는 LLT(LixLayTizOw)계 고체 전해질 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 LiPON/LLT/LiPON 복합 박막형 고체 전해질은 박막형 초소형 전지를 위한 전해질로써 LLT 박막이 갖는 구조 및 전기화학적인 문제점을 LLT 박막의 양면에 LiPON 박막을 보호막으로 증착함으로써 해결될 수 있었으며, LiPON과 같이 화학적 안정성이 높음은 물론 LiPON 보다 높은 이온 전도도를 갖는 LiPON-LLT-LiPON 복합 박막형 고체 전해질이다. 따라서, MEMS 분야(micro electronics micro machine system), 의료처치용으로 마이크로 수술 시스템 및 초미세 자동 투약 시스템과 같은 마이크로 로보틱스 분야 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
박막형 초소형 전지, LiPON/LLT/LiPON, 고체 전해질

Description

ＬｉＰＯＮ을 보호막으로 갖는 ＬＬＴ계 고체 전해질 및 그 제조방법{LLT SOLID ELECTROLYTE WITH LiPON PROTECTIVE LAYER, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1a는 전류 집전체 및 LiPON/LLT/LiPON 박막형 전해질을 위한 패터닝 마스크의 개략도.
도 1b는 복합층 고체 전해질 박막전지의 단면도.
도 2는 LiPON/LLT/LiPON 박막 구조의 전자 현미경 사진.
도 3a 및 도 3b는 다양한 두께의 LiPON을 갖는 LiPON/LLT/LiPON 구조의 LSV(linear sweep voltammetry)법에 의한 전기화학적 특성을 나타내는 그래프.
도 4는 다양한 두께의 LiPON을 갖는 LiPON/LLT/LiPON 구조의 임피던스 측정 결과를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
01: 반응 면적
02: 전극 면적(전류 집전체)
03: 전해질 면적(LiPON/LLT/LiPON)
04: 상부 전류 집전체
05: LLT/LiPON/LLT 복합 박막
06: 하부 전류 집전체
07: 실리콘 기판
본 발명은 LLT계 고체 전해질 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하세는 LiPON(Li3PO4-xNy)을 보호막으로 갖는 LLT(LixLayTizOw)계 고체 전해질 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
정보 혁명은 반도체, 컴퓨터, 이동 통신 등의 기술이 비약적인 발전을 함으로써 시작되었고, 그 결과 정보 기기의 디지털화, 소형화, 멀티미디어화가 급속히 진행되고 있다. 대표적인 휴대용 정보 기기인 이동 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북의 에너지원으로 중량이 작으면서도 에너지 밀도가 큰 리튬 이온 전지가 시장을 주도하고 있다.
나노기술의 시대를 맞이하여 전자 기기의 소형화가 더욱 진행될 경우, 시스템의 에너지원인 2차 전지는 극소형 전자 기기의 크기를 결정하는 중요한 열쇠가 될 것이다. 그 대표적인 예로써 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 소자, 마이크로 센서, 스마트 IC 카드 등의 등장으로 박막형 초소형 전지의 필요성이 절실해지고 있다.
박막형 초소형 전지란 말 그대로 양극(cathode), 음극(anode)과 전해질 등 전지를 구성하는 요소를 박막화하여 그 크기를 작게 제조하는 이차전지를 의미한다. 박막이란 특수성으로 인하여 모든 구성 요소는 고상을 의미하며, 따라서 박막형 초소형 전지라 함은 고상의 박막 전지를 의미하게 된다. 일반적으로 박막형 초소형 전지의 구조는 기판/하부 전류 집전체(current collector)/양극/전해질/음극/상부 전류 집전체/보호막(encapsulation)이다. 이때 기판을 제외한 전지의 전체 두께는 5㎛ 이하이다. 그러나, 기판에 평행한 방향으로는 수 mm 이상의 크기도 가질 수 있다. 따라서, 전체적인 전지의 크기는 평면적으로 볼 때 마이크로 단위가 아니지만, 두께 방향으로의 크기는 마이크로 단위이고, 박막형 전지가 마이크로 소자의 에너지원으로 응용되므로 박막형 초소형 전지라 부를 수 있다.
하부 전류 집전체는 주로 V, Pt, Ru 및 Pd 등의 귀금속을 사용하며, 상부 전류 집전체는 알루미늄이 가장 일반적이다. 박막 전지의 양극으로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, V2O5 및 Li(Co, Mn, Ni)O2 등의 물질이 박막화되어 응용되고 있으며, 음극으로는 높은 에너지 밀도를 갖는 Li 금속과 고용량을 목적으로 나노 구조의 Si 박막이 사용되고 있다.
박막 전지에 응용될 수 있는 고체 전해질은 대표적으로 무기질 계와 폴리머 계 전해질로 구분될 수 있는데, 전해 박막으로 사용되기 위해서는 높은 Li+ 이온 전도성을 가져야 할 뿐만 아니라 0 ~ 5V의 작동 구간에서 Li 금속과 반응하지 않는 전기 화학적 안정성을 가지고 있어야 한다. 최근 벌크형 이차 전지용 고체 전해질로는 유기용매 전해질과 유사한 이온 전도도를 가지는 폴리머계 전해질이 개발되고 있으나, Li 금속과의 반응 때문에 박막 전지에의 응용에는 많은 제한을 받고 있다. 따라서, 무기물계 물질 중 특히 비정질인 유리질계 전해질이 박막 전지용 전해질로 주목받고 있으며 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재까지 보고된 결과에 의하면 LiPON 전해질이 실제 박막 전지에 응용 가능한 것으로 평가되고 있다. 이 물질은 미국 Oak Ridge National Lab(ORNL)의 Dr. J. Bates 그룹에 의하여 특허가 출원되어 있다. 즉, 고주파(radio frequency) 스퍼터링에 의하여 Li3PO4 타겟을 질소 분위기에서 스퍼터링함으로써 Li2.9PO3.3N0.46의 조성으로 제작되어지는데 상온에서 3.3 × 10-6 S/cm의 비교적 높은 이온 전도도를 가지며 0~5 V의 넓은 전기화학적 안정 구간을 가질 뿐만 아니라 양극 및 음극과 매우 안정한 기계적·화학적 계면을 형성한다고 보고 되고 있다. 그럼에도 불구하고 아직 LiPON을 이용한 완전한 박막형 초소형 전지에 대한 성공적인 상용화의 보고가 없는 실정이다. 이는 비록 위에서 언급한 바처럼 LiPON의 여러 가지의 구조 및 전기화학적 안정성에도 불구하고 그 이온 전도도가 아직까지는 상용화 수준에 미치지 못하기 때문이다.
또한, Inaguma, Ogumi 및 Kawai 등에 의해서 보고된 La2/3-xLi3xTiO3(LLT) 산화물의 경우 그 이온 전도도가 LiPON의 그것에 비해 약 10~100배 정도의 높은 값을 가지며 이 때문에 이 물질에 대한 전해질로써의 응용 가능성 탐색의 연구가 벌크 재료를 중심으로 보고 되고 있는 실정이다. 그러나, LLT의 경우 높은 이온 전도도와 더불어 높은 전자 전도도 및 Li과의 접촉에 의해 생성되는 계면의 불안정성으로 인해 그 응용이 제한될 수 있으며, 최근의 보고에 의하면 박막 상태로의 응용이 불가능한 것으로 보고 되고 있다. 이것은 LLT가 Li와 접촉할 경우 LLT 내의 Ti3+이온이 Ti4+이온으로 산화하기 때문이다. 높은 전자 전도도는 LLT를 결정화함으로써 낮출 수 있으나 박막형 초소형 전지를 구성하는 요소들이 결정화를 위해 요구되는 온도(500oC 이상)에서는 화학적으로 불안정하기 때문에 이 공정을 적용할 수 없게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LLT보다 화학적으로 안정한 LiPON 박막을 LLT 박막의 양쪽 면에 증착함으로써 LLT가 갖는 Li 계면과의 화학적 불안정성을 제어하며, 단일 LiPON 전해질을 사용할 때보다 높은 이온 전도도를 갖는 전해질을 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 박막형 초소형 전지의 제작시 전해질 박막으로써 LiPON을 보호막으로 갖는 LLT(Li-La-Ti-O)계 고체 전해질 박막을 제조할 경우, LiPON은 계면의 안정성 및 LLT의 높은 전자 전도도에 의한 단락(Short circuit) 문제를 해결하고, LLT는 LiPON보다 높은 이온 전도도를 제공하게 되어 박막형 초소형 전지에 적합한 전해질로써 활용이 가능할 수 있다는 것에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, LLT계 고체 전해질로서, 하부 LiPON 박막, LLT 박막, 상부 LiPON 박막이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진 LLT계 고체 전해질을 제공한다.
또한, 본 발명은, LiXPO4 타겟(3 ≤ x < 3.5)을 질소분위기 하에서 하부 집전체에 스퍼터링하는 것에 의해 하부 LiPON 박막을 증착하는 단계; 상기 증착된 하부 LiPON 박막 위에 LiXLaYTiO3 타겟(0.5 ≤ x < 0.9, 0.3 < y < 0.9)을 스퍼터링하여 LLT 박막을 증착하는 단계; 및 상기 증착된 LiPON-LLT 박막 위에 Li3PO4 타겟을 스퍼터링하여 상부 LiPON 박막을 증착하는 단계를 포함하는 LLT계 고체 전해질 박막의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 LLT계 고체 전해질은 하부 LiPON 박막, LLT 박막 및 상부 LiPON 박막으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기에서 하부 및 상부 LiPON 박막의 두께는 2,500-3,500Å이고, 상기 LLT 박막의 두께는 5,000-12,000Å인 것이 바람직하다. 상기에서 하부 및 상부 LiPON 박막의 두께가 2,500Å 미만이면 전기적으로 통전이 발생하기 쉬우며, 두께가 3,500Å을 초과하면 이온 전도성이 저하되기 때문에, 박막은 상기 기재된 범위의 두께인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 LLT 박막의 두께가 5,000Å 미만이면 전기적으로 통전이 발생하기 쉬우며, 두께가 12,000Å을 초과하면 이온 전도성이 저하되기 때문에 상기 기재된 범위의 두께인 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명의 하부 LiPON 박막-LLT 박막-하부 LiPON 박막으로 이루어진 전해질의 전체 두께는 1-1.2㎛인 것이 바람직한데, 이는 전체 두께가 1㎛ 미만이면 전기적으로 통전이 발생하기 쉬우며, 두께가 1.2㎛를 초과하면 이온 전도성이 저하되기 때문이다.
본 발명에서 하부 및 상부 LiPON 박막은 Li3PO4-xNy로 표현되는데, 여기서 x는 0.1-0.5, y는 0.1-0.5인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 LLT 박막은 LixLayTizOw로 표현되고, x는 0.9-1.1, y는 0.48-0.50, z는 0.9-1.1, 및 w는 4.02-4.04인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 LLT계 고체 전해질은, LiXPO4 타겟(3 ≤ x < 3.5)을 질소분위기 하에서 하부 집전체에 스퍼터링하는 것에 의해 하부 LiPON 박막을 증착하 는 단계; 상기 증착된 하부 LiPON 박막 위에 LiXLaYTiO3 타겟(0.5 ≤ x < 0.9, 0.3 < y < 0.9)을 스퍼터링하여 LLT 박막을 증착하는 단계; 및 상기 증착된 LiPON-LLT 박막 위에 Li3PO4 타겟을 스퍼터링하여 상부 LiPON 박막을 증착하는 단계를 포함하는 LLT계 고체 전해질 박막의 제조방법을 이용하여 제조된다.
상기에서 하부 및 상부 LiPON 박막의 증착시간은 60-120분인 것이 바람직한데, 증착시간이 60분 미만이면 전기적 통전을 막을 수 있는 수준의 두께를 얻기가 힘들며, 120분을 초과하면 이온 전도성이 낮아지는 수준으로 그 두께가 두꺼워지기 때문이다. 또한, 상기 LLT 박막의 증착시간은 60-120분인 것이 바람직한데, 증착시간이 60분 미만이면 전기적 통전을 막을 수 있는 수준의 두께를 얻기가 힘들며, 120분을 초과하면 이온전도성이 낮아지는 수준으로 그 두께가 두꺼워지기 때문이다.
상기에서 하부 및 상부 LiPON 박막과 상기 LLT 박막의 증착 압력은 0.01-1 torr 이고, 출력은 50-500W이며, 증착속도는 2-10nm/분인 것이 바람직하다. 또한, 각 단계에서 사용되는 증착 방법은 고주파 스퍼터링 방법(radio-frequency sputtering)을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 방법으로 제조된 LLT계 고체 전해질에서 LiPON 박막의 두께는 2,500-3,500Å이고, LLT 박막의 두께는 5,000-12,000Å이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
하부 전류 집전체(collector) 박막의 제조를 위하여 2인치 스테인레스 철(sus) 타겟을 직류 스퍼터링법에 의하여 25분의 증착 시간으로 도 1의 (a)와 같은 특정 패턴으로 하부 집전체 박막으로 증착하였다. 이때 증착 압력은 7 × 10-3 torr, D.C. 출력은 40W(0.13~0.15A), 챔버 컨디션은 Ar(50sccm)이었다. 증착된 집전체 박막의 두께는 약 600nm 수준이었다.
하부 전류 집전체 박막을 제조한 후, 도 1의 (a)와 같이 1.0cm × 1.0cm의 면적의 크기로 상기 하부 전류 집전체 박막 위에 Li3PO4 조성을 갖는 2인치의 타겟을 고주파(radio frequency) 스퍼터링법을 이용하여 60분의 증착 시간으로 2,500Å 두께의 하부 LiPON 박막을 증착하였다. 이때 증착 압력은 6 × 10-3 torr, r.f. 출력은 90 W, 챔버 컨디션은 N2(42sccm), 증착 속도는 41.5nm/10분이었다.
Li0.5La0.5TiO3 조성을 갖는 4인치의 타겟을 r.f. 스퍼터링법을 이용하여 LiPON이 증착된 마스크 위에 120분의 증착 시간으로 5,000Å 두께의 LLT 박막을 증착하였다. 이때 증착 압력은 5 × 10-3 torr, 출력은 160W, 챔버 컨디션은 Ar(20sccm), 증착 속도는 약 8 내지 9nm/10분이었다.
LLT 박막을 증착한 후, 상기 하부 LiPON 박막과 동일한 조건으로 2,500Å 두 께의 상부 LiPON 박막을 증착하였다.
특정 패턴으로 제작된 집전체 위에 LiPON/LLT/LiPON을 차례로 증착한 복합체 박막을 제작한 후 상기 하부 집전체 제작과 동일한 조건으로 상부 집전체 박막을 증착하였다.　
[실시예 2]
상기 실시예 1과 같은 방법으로 하부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
하부 전류 집전체 박막을 제조한 후, 도 1의 (a)와 같이 1.0cm × 1.0cm 의 면적의 크기로 상기 하부 전류 집전체 박막 위에 Li3PO4 조성을 갖는 2인치의 타겟을 고주파 스퍼터링법을 이용하여 90분의 증착 시간으로 3,000Å 두께의 하부 LiPON 박막을 증착하였다. 이때 증착 압력은 6 × 10-3 torr, r.f. 출력은 90 W, 챔버 컨디션은 N2(42sccm), 증착 속도는 41.5nm/10분이었다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 LLT 박막을 증착하였다.
LLT 박막을 증착한 후, 상기 하부 LiPON 박막과 동일한 조건으로 3,000Å 두께의 상부 LiPON 박막을 증착하였다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 상부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 같은 방법으로 하부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
하부 전류 집전체 박막을 제조한 후, 도 1의 (a)와 같이 1.0cm × 1.0cm 의 면적의 크기로 상기 하부 전류 집전체 박막 위에 Li3PO4 조성을 갖는 2인치의 타겟을 고주파 스퍼터링법을 이용하여 120분의 증착 시간으로 3,500Å 두께의 하부 LiPON 박막을 증착하였다. 이때 증착 압력은 6 × 10-3 torr, r.f. 출력은 90 W, 챔버 컨디션은 N2(42sccm), 증착 속도는 41.5nm/10분이었다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 LLT 박막을 증착하였다.
LLT 박막을 증착한 후, 상기 하부 LiPON 박막과 동일한 조건으로 3,500Å 두께의 상부 LiPON 박막을 증착하였다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 상부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
[비교예]
상기 실시예 1과 같은 방법으로 하부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
하부 전류 집전체 박막을 제조한 후, 도 1의 (a)와 같이 1.0cm × 1.0cm 의 면적의 크기로 상기 하부 전류 집전체 박막 위에 Li3PO4 조성을 갖는 2인치의 타겟을 고주파 스퍼터링법을 이용하여 30분의 증착 시간으로 2,000Å 두께의 하부 LiPON 박막을 증착하였다. 이때 증착 압력은 6 × 10-3 torr, r.f. 출력은 90 W, 챔버 컨디션은 N2(42sccm), 증착 속도는 41.5nm/10분이었다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 LLT 박막을 증착하였다.
LLT 박막을 증착한 후, 상기 하부 LiPON 박막과 동일한 조건으로 2,000Å 두께의 상부 LiPON 박막을 증착하였다.
상기 실시예 1과 같은 방법으로 상부 전류 집전체 박막을 증착하였다.
[시험예 1] 전자현미경 분석
제작된 sus-LiPON-LLT-LiPON-sus 구조의 단면은 고 분해능의 표면 주사 전자 현미경으로 관찰되었으며, 이 사진은 도 2에 나타내었다. 도 2의 단면도를 통해서 전해질과 상·하부 전극 사이에서 어떠한 확산(diffusion) 현상도 발견되지 않았으며, 도 2에서 보여주듯이 상·하부 전극은 6,000Å, 보호막 LiPON 박막은 2,500Å, 전해질 LLT 박막은 5,000Å이 증착되었음을 확인할 수 있었다.
[시험예 2]
2-1. 증착된 LLT의 조성 분석
ICP(Inductive Coupled Plasma)와 RBS(Rutherford Backscattering Spectroscopy) 분석을 이용하여 증착된 LLT의 조성을 분석한 결과, LixLayTizOw(x는 0.9-1.1, y는 0.48-0.50, z는 0.9-1.1, 및 w는 4.02-4.04)이었다.
2-2. 증착된 LiPON의 조성 분석
ICP(Inductive Coupled Plasma)와 RBS(Rutherford Backscattering Spectroscopy) 분석을 이용하여 증착된 LiPON의 조성을 분석한 결과, Li3PO4-xNy(x는 0.1-0.5, y는 0.1-0.5)이었다.
[시험예 3] 전기화학적 특성 분석(LSV 및 임피던스 측정)
전기화학적 특성 분석은 임피던스 분석기(IM6)에 의해 0부터 4.5~4.6 V 구간에서 LSV(linear sweep voltammetry)법에 의하여 수행되었다. 이 모든 측정은 상온에서 이루어졌다. 도 3a와 도 3b에서 나타내고 있는 것은 보호막-전해질 막의 전기화학적 안정성(electrochemical stability)을 측정하는 LSV 데이타를 보여주고 있다.
도 3a의 그래프에서 볼 수 있듯이 보호막인 LiPON 박막이 30분 증착되었을 때(비교예)는 작동 전압인 0~5V 사이에서 수백 ㎂ 이상이 흐르는 것을 알 수 있었고, 도 3b의 그래프에서 60분 이상 증착 시(실시예 1)에는 1㎂ 미만이 흐르는 것을 알 수가 있었다. 이것은 보호막으로써 증착된 LiPON 박막을 60분 이상 증착할 때, 작동 전압에서 전기화학적 안정성이 좋다는 것을 의미하며 전해질로써 증착된 LLT 박막에서 단락(short-circuit)현상이 일어나지 않음을 의미한다. 60분, 90분, 120분 증착시 LiPON 박막의 두께는 각각 2,500Å, 3,000Å, 3,500Å 임이 측정되었다(실시예 1 내지 실시예 3). 상온 증착에 의해 증착된 박막 간의 어떠한 화학적 반응도 발견되지 않았으며 이것은 계면 안정성에 매우 중요한 역할을 하고 있다.
도 4의 그래프는 LiPON-LLT-LiPON의 저항값 및 이것으로부터 이온 전도도를 측정하기 위한 a.c 임피던스(complex plane impedance spectra) 데이타를 보여주고 있다. 임피던스 측정시, 주파수 범위는 10mHz에서 1MHz이고, 앰플리튜드(amplitude)는 5mV이었다. 그래프에서 보여주듯이 보호막인 LiPON 박막이 60분, 90분, 120분 증착시 저항값은 각각 400Ω, 545Ω, 930Ω 임을 알 수 있었다. 이를 통해서 이온 전도도 값은 다음의 식을 통해서 계산되었다.
δ= d / (R x A)
δ는 이온 전도도 값 (S/cm)을 의미하고, d는 전해질과 보호막의 두께의 합을 의미하고, R은 LiPON-LLT-LiPON의 임피던스 측정시 각각의 저항값을 의미하며, 마지막으로 A는 전극 면적을 의미한다. 전극 면적은 1.0cm × 1.0cm의 마스크를 통해서 증착되었기 때문에 1.00cm2으로 공통이다. 각각의 이온 전도도 값은 표 1에 나타내었다. 　　
저항 두께 (LiPON+LLT) 이온 전도도 (×10-7S/cm)
실시예 1 400Ω 1.0㎛ 1.11
실시예 2 545Ω 1.1㎛ 0.82
실시예 3 930Ω 1.2㎛ 0.48
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 실시예 1에서 제조된 박막은 기존에 발표된 LiPON의 수준의 이온 전도도를 보이고 있다. 특히 본 발명은 LiPON에 비해 단시간 내에 박막 제작이 가능하므로 양산에 적용시 매우 유리할 것으로 판단된다.
본 발명에 의한 LiPON/LLT/LiPON 복합 박막형 고체 전해질은 박막형 초소형 전지를 위한 전해질로써 LLT 박막이 갖는 구조 및 전기화학적인 문제점을 LLT 박막의 양면에 LiPON 박막을 보호막으로 증착함으로써 해결될 수 있었으며, LiPON과 같이 화학적 안정성이 높음은 물론 LiPON 보다 높은 이온 전도도를 갖는 LiPON-LLT-LiPON 복합 박막형 고체 전해질이다. 따라서, MEMS 분야(micro electronics micro machine system), 의료처치용으로 마이크로 수술 시스템 및 초미세 자동 투약 시스템과 같은 마이크로 로보틱스 분야 등에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. LLT계 고체 전해질로서,
    하부 LiPON 박막, LLT 박막, 상부 LiPON 박막이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진 LLT계 고체 전해질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 LiPON 박막 각각의 두께는 2,500-3,500Å이고,
    상기 LLT 박막의 두께는 5,000-12,000Å이며,
    상기 LiPON-LLT-LiPON 복합 박막의 전체 두께는 1-1.2㎛인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 LiPON 박막 각각이 Li3PO4-xNy로 표현되고,
    x는 0.1-0.5, y는 0.1-0.5인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LLT 박막이 LixLayTizOw로 표현되고,
    x는 0.9-1.1, y는 0.48-0.50, z는 0.9-1.1, 및 w는 4.02-4.04인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질.
  5. LiXPO4 타겟(3 ≤ x < 3.5)을 질소분위기 하에서 하부 집전체에 스퍼터링하는 것에 의해 하부 LiPON 박막을 증착하는 단계;
    상기 증착된 하부 LiPON 박막 위에 LiXLaYTiO3 타겟(0.5 ≤ x < 0.9, 0.3 < y < 0.9)을 스퍼터링하여 LLT 박막을 증착하는 단계; 및
    상기 증착된 LiPON-LLT 박막 위에 Li3PO4 타겟을 스퍼터링하여 상부 LiPON 박막을 증착하는 단계
    를 포함하는 LLT계 고체 전해질 박막의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 LiPON 박막 각각의 증착시간은 60-120분이고,
    상기 LLT 박막의 증착시간은 60-120분인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질 박막의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 LiPON 박막 각각의 두께가 2,500-3,500Å이고,
    상기 LLT 박막의 두께는 5,000-12,000Å인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질 박막의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    각 증착 단계에서의 증착 방법이 고주파 스퍼터링인 것을 특징으로 하는
    LLT계 고체 전해질의 제조방법.
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