KR100946750B1 - Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF - Google Patents

Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF Download PDF

Info

Publication number
KR100946750B1
KR100946750B1 KR1020070128818A KR20070128818A KR100946750B1 KR 100946750 B1 KR100946750 B1 KR 100946750B1 KR 1020070128818 A KR1020070128818 A KR 1020070128818A KR 20070128818 A KR20070128818 A KR 20070128818A KR 100946750 B1 KR100946750 B1 KR 100946750B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
solid electrolyte
electrolyte thin
thermal evaporation
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020070128818A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090061847A (en
Inventor
최지원
윤석진
윤영수
김수호
고재환
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020070128818A priority Critical patent/KR100946750B1/en
Publication of KR20090061847A publication Critical patent/KR20090061847A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100946750B1 publication Critical patent/KR100946750B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0472Vertically superposed cells with vertically disposed plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0068Solid electrolytes inorganic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 열 증착법을 이용한 이차전지용 Li-B-W-O계 고체 전해질 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반식 Lix-By-Wz-Oδ(이때, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5)의 조성을 가진, 양산 효율이 우수한 이차전지용 고체 전해질 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a Li-BWO-based solid electrolyte thin film for a secondary battery using a thermal evaporation method and a method of manufacturing the same, more specifically, the general formula Li x -B y -W z -O δ (where 0.5≤x≤1.2; The present invention relates to a solid electrolyte thin film for a secondary battery having excellent mass production efficiency, having a composition of 0.5 ≦ y ≦ 1.1; 0.6 ≦ z ≦ 1.5; and 0.5 ≦ δ ≦ 1.5).

Description

열 증착법을 이용한 이차전지용 Li-B-W-O계 고체 전해질 박막 및 이의 제조 방법{Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF}Li-B-W-O-BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF}

본 발명은 열 증착법을 이용한 차세대 이차전지용 Li-B-W-O계 고체 전해질 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Li-B-W-O-based solid electrolyte thin film for a secondary battery using a thermal evaporation method and a method of manufacturing the same.

화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 전지는 에너지 변환 효율이 높고 간편한 구조로 인해 널리 사용되어 왔다. 그 중에서 리튬 전지는 높은 전위를 가지며 에너지 밀도가 높기 때문에, 오늘날 전지 분야에서 가장 연구가 활발히 진행되고 있는 것 중의 하나이다. 리튬 전지는 기본적으로 음극(예: 리튬 금속, 리튬 합금 및 리튬을 탈ㆍ삽입시킬 수 있는 흑연), 양극(예: LiCoO2, Li2MnO4 및 V2O5) 및 전해질로 구성되어 있다. 그 중에서 오늘날 전지의 성능과 가장 밀접한 관계를 가지고 있는 것은 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 전해질이다. 리튬 전지용 전 해질의 예로는 액체 전해질 및 고체 전해질을 들 수 있다. Batteries that convert chemical energy into electrical energy have been widely used due to their high energy conversion efficiency and simple structure. Among them, lithium batteries have high potentials and high energy density, which is one of the most active researches in the field of batteries today. A lithium battery basically consists of a negative electrode (eg, lithium metal, a lithium alloy and graphite capable of removing and inserting lithium), a positive electrode (eg, LiCoO 2 , Li 2 MnO 4 and V 2 O 5 ), and an electrolyte. One of the most closely related to the performance of the battery today is the electrolyte that provides the passage of lithium ions. Examples of electrolytes for lithium batteries include liquid electrolytes and solid electrolytes.

액체 전해질은 종래 리튬 전지에 널리 사용된 전해질로서, 높은 이온 전도도를 나타낸다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 이것은 기본적으로 산 용액으로서 환경적으로 바람직하지 못하며 누액에 따른 위험성을 내포하고 있다는 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 제시된 것이 고체 전해질이며, 이것은 크게 고체 고분자 전해질과 고체 박막 전해질로 대별할 수 있다. The liquid electrolyte is an electrolyte widely used in a conventional lithium battery and has an advantage of exhibiting high ionic conductivity. However, this is basically an acid solution, which is environmentally undesirable and poses a problem of leakage. In order to solve this problem, a solid electrolyte is proposed, which can be roughly classified into a solid polymer electrolyte and a solid thin film electrolyte.

고체 고분자 전해질은 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 고분자 매트릭스가 리튬 이온에 대한 전도성을 갖는다는 발견에 기초하여, 현재 폴리아크릴로나이트릴(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. Solid polymer electrolytes are currently based on the discovery that a polymer matrix composed of polyethylene oxide (PEO) is conductive to lithium ions, and is currently a polymer electrolyte of various compositions such as polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl chloride (PVC), etc. This is under development. However, such a solid polymer electrolyte is basically assumed to be used in a bulk battery, and its use is limited to an electrolyte for a thin film battery having a total size of only a few μm.

고체 옥사이드 전해질은 새롭게 각광받고 있는 박막 전지용 전해질로서, 네트워크의 골격을 형성하는 네트워크 형성제 및 네트워크의 골격을 개질시키는 네트워크 개질제(network modifier)를 기본적으로 포함하고, 추가로 네트워크에 리튬 이온의 첨가량을 증진시키는 네트워크 도핑제(network dopant)를 포함할 수 있다.Solid oxide electrolytes are emerging as electrolytes for thin-film batteries, and basically include network modifiers that form the backbone of the network and network modifiers that modify the backbone of the network. May include a network dopant to enhance.

이러한 고체 박막 전해질의 대표적 예로는 Li-P-O-N을 구성 요소로 포함하고 있는 미국 특허 제5,338,625호 및 그의 분할 출원인 미국 특허 제5,455,126호를 들 수 있다. 이들 미국 특허의 고체 박막 전해질은 네트워크의 골격을 형성하는 네트워크 형성제로 Li-P-O를 갖고, 네트워크 골격의 절단, 축중합, 브랜칭(branching) 등에 의해 네트워크의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 네트워크 개질제(network modifier)로 N을 갖고 있다.Representative examples of such solid thin film electrolytes include U.S. Patent No. 5,338,625, which includes Li-P-O-N as a component, and U.S. Patent No. 5,455,126, which is a divided application thereof. These solid-state thin film electrolytes of the U.S. patent have a network forming agent that forms a skeleton of the network, and a network modifier that forms a net structure by modifying the skeleton of the network by cutting, condensation polymerization, branching, etc. of the network skeleton. has N as its (network modifier).

또한, 리튬 함유 고체 박막 전해질을 기존의 물리적 증착법(physical vapor deposition) 중의 하나인 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 증착시키는 것이 문헌 1[Li2 .9PO3 .3N0 .46; J. Vac. Sci. & Technol. A14(1), Jan 1996, p34, 증착 속도: 0.8nm/min. ~ 2.2 nm/min] 및 문헌 2[Li계 전해질(Li-Si-O 시스템, Li-P-O 시스템, Li-Si-P-O 시스템; Solid state ionics 5-56 (1992), p655-661; 증착 속도: 0.5 ~ 1 nm/min]에 보고된 바 있다. 이들 문헌에서는 Li 이온 전도도가 10-6 S/㎝ 범위의 수준을 갖는 박막형 전해질이 스퍼터링 방법에 의해 성막 형성되는 것을 보고하고 있다. In addition, it is a lithium-containing solid electrolyte thin film of deposited using one of the sputtering (sputtering) method of the conventional physical vapor deposition (physical vapor deposition) Document 1 [Li 2 .9 PO 3 .3 N 0 .46; J. Vac. Sci. & Technol. A 14 (1), Jan 1996, p34, deposition rate: 0.8 nm / min. ~ 2.2 nm / min] and Li 2 electrolytes (Li-Si-O system, Li-PO system, Li-Si-PO system; Solid state ionics 5-56 (1992), p655-661; deposition rate: 0.5 to 1 nm / min] These documents report that a thin film electrolyte having a Li ion conductivity level in the range of 10 −6 S / cm is formed by a sputtering method.

그러나 본 발명자들이 선행하여 연구한 결과에 의하면, 기존에 보고된 이차전지용 전해질 물질과 유사한 특성을 보이는 조건하에서 이차전지용 전해질 물질을 스퍼터링 방법으로 제작할 경우 제품의 제작 공정 시간이 약 10~14 시간 정도로 길게 소요되어 양산 공정으로의 활용 가능성이 매우 적은 문제점을 가지게 됨을 알게 되었다. 이러한 문제점은 전해질 박막 공정이 상온 공정이 되어야 하는 제한에 의해서이며, 양극과 음극의 단락 문제를 해결하는 데 의미 있는 두께를 얻으려면 사실상 상용화가 불가능한 수준이 되기 때문이다. 그럼에도 불구하고 스퍼터링을 선호하는 이유는 비교적 고밀도의 박막을 얻는 것이 용이하기 때문이다.However, according to the results of the inventors' prior studies, when the secondary battery electrolyte material is manufactured by the sputtering method under conditions similar to those of the previously reported secondary battery electrolyte material, the manufacturing process time of the product is about 10 to 14 hours long. It has been found that there is a problem that the possibility of use in the mass production process is very small. This problem is due to the limitation that the electrolyte thin film process should be a room temperature process, and in order to obtain a meaningful thickness to solve the short-circuit problem between the positive electrode and the negative electrode, it is practically impossible to commercialize. Nevertheless, sputtering is preferred because it is easy to obtain a relatively dense thin film.

그러나, 이들 미국 특허 및 이제까지 보고된 문헌에도 불구하고, 고체 박막 전해질에 대한 개발은 아직 초기 단계에 머무르고 있으며, 짧은 시간에 전해질 박막을 제작할 수 있고, 더욱 우수한 전지 성능을 제공할 수 있는 다양한 형태의 고체 산화물 전해질의 개발이 여전히 요구되고 있는 실정이다.However, despite these US patents and the literature reported so far, the development of solid thin film electrolytes is still in its infancy, and it is possible to produce electrolyte thin films in a short time and provide various types of cells that can provide better cell performance. There is still a need for the development of a solid oxide electrolyte.

따라서, 본 발명의 목적은 이차전지의 고체 산화물 전해질의 제조시 그 제작시간 단축에 의한 공정 이득을 제공할 수 있음과 동시에 부착 특성 및 이온 전도도 등 전기적 특성이 우수하고 양산화 효율이 높은 이차전지용 Li-B-W-O계 고체 전해질 박막 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a process gain by shortening the manufacturing time when manufacturing a solid oxide electrolyte of a secondary battery, and at the same time, has excellent electrical properties such as adhesion characteristics and ion conductivity, and has high mass production efficiency. The present invention provides a BWO-based solid electrolyte thin film and a method of manufacturing the same.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일반식 Lix-By-Wz-Oδ(이하, LBWO)의 조성을 가지며, 이때 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5인, 이차전지용 고체 전해질 박막을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention has a composition of the general formula Li x -B y -W z -O δ (hereinafter, LBWO), wherein 0.5≤x≤1.2; 0.5 ≦ y ≦ 1.1; 0.6 ≦ z ≦ 1.5; And 0.5 ≦ δ ≦ 1.5, which provides a solid electrolyte thin film for secondary batteries.

또한, 본 발명은 Li, B, W 및 O의 공급원 분말을 진공 챔버 내의 보트 위에 위치시키고; 상기 분말에 열을 가하여 분말을 증발 또는 승화시킴으로써 기판상에 일반식 Lix-By-Wz-Oδ(여기서, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5)의 조성을 가진 고체 전해질을 박막 형태로 형성함을 포함하는, 이차 전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention locates source powders of Li, B, W and O on a boat in a vacuum chamber; Heat is applied to the powder to evaporate or sublime the powder to form a general formula Li x -B y -W z -O δ (where 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; and It provides a method for producing a solid electrolyte thin film for a secondary battery, comprising forming a solid electrolyte having a composition of 0.5≤δ≤1.5) in a thin film form.

본 발명에 따르면, 열 증착법에 의한 매우 단순한 공정에 의해 박막형 고체 전해질이 경제적이고 효율적으로 제작되어 제작시간 단축에 의한 공정 이득을 얻을 수 있음과 동시에 이차전지의 양산화 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 박막형 고체 전해질은 부착 특성 및 이온 전도도 등 전기적 특성이 우수하고, 이들 특성의 안정화 및 고효율화가 가능하므로, 리튬 이차전지를 포함하는 차세대 이차전지의 양산에 용이하게 적용 내지 활용될 수 있다. According to the present invention, a thin film type solid electrolyte can be produced economically and efficiently by a very simple process by thermal evaporation method, and the process gain can be obtained by shortening the production time, and the mass production efficiency of the secondary battery can be increased. The thin-film solid electrolyte is excellent in electrical properties such as adhesion characteristics and ion conductivity, and can be stabilized and improved in efficiency, and thus can be easily applied or utilized for mass production of next-generation secondary batteries including lithium secondary batteries.

본 발명의 이차전지용 고체 전해질은 Li, B, W 및 O의 4개의 원자를 함유하는 4원계 박막 전해질이며, 구체적으로 하기 일반식 (1):The solid electrolyte for secondary batteries of the present invention is a quaternary thin film electrolyte containing four atoms of Li, B, W, and O, specifically, the following general formula (1):

Lix-By-Wz-Oδ (1)Li x -B y -W z -O δ (1)

(상기 식에서, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5)의 조성을 가진 고체 전해질 박막을 제공한다. (In the above formula, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; and 0.5≤δ≤1.5).

고체 전해질 박막의 네트워크를 형성하는 물질은 Li, B, W 및 O 이나, 이들은 이들의 혼합 분말(이하, LBWO 분말), 또는 예를 들어 LiO, B2O3, WO2, WO3 등의 산화물 분말을 출발 원료로 하여 공급될 수 있다. 이때, Li은 상기 혼합 분말 중에 화학양론비에 비해 40% 이하량으로 초과하는 양으로 함유될 수 있으며, 이 영역에서 용이하게 유리상이 나타나게 되어 단일상의 열증발 증착용 펠렛이 제작됨으로써 단순 열증발에 의한 전해질 박막의 제작이 가능해진다. The materials forming the network of the solid electrolyte thin film are Li, B, W and O, but these are mixed powders thereof (hereinafter referred to as LBWO powders) or oxides such as LiO, B 2 O 3 , WO 2 , WO 3, and the like. The powder can be supplied as a starting material. At this time, Li may be contained in the mixed powder in an amount exceeding 40% or less than the stoichiometric ratio, the glass phase easily appears in this region to produce a single-phase thermal evaporation pellets for simple thermal evaporation This makes it possible to produce an electrolyte thin film.

이와 같은 LBWO 혼합 분말을 열 증착법에 따른 증착 물질의 출발 원료로 사 용하여 본 발명의 고체 전해질 박막을 제조할 수 있으며, 이는 구체적으로 LBWO 분말을 진공 챔버 내의 보트 위에 위치시키고; LBWO 분말에 열을 가하여 LBWO 분말을 증발 또는 승화시킴으로써 기판상에 일반식 Lix-By-Wz-Oδ(여기서, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5)의 조성을 가진 고체 전해질을 박막 형태로 형성하는 단계를 포함함으로써 달성된다. 상기 조성의 범위에서 임피던스 및 이온 전도도 등의 전기적 특성이 우수하게 발현될 수 있다.Such LBWO mixed powder may be used as a starting material of the deposition material according to the thermal evaporation method to prepare the solid electrolyte thin film of the present invention, which specifically locates the LBWO powder on a boat in a vacuum chamber; The heat is applied to the LBWO powder to evaporate or sublime the LBWO powder to form a general formula Li x -B y -W z -O δ (where 0.5 ≦ x ≦ 1.2; 0.5 ≦ y ≦ 1.1; 0.6 ≦ z ≦ 1.5; And forming a solid electrolyte having a composition of 0.5 ≦ δ ≦ 1.5) in the form of a thin film. Electrical properties such as impedance and ion conductivity may be excellently expressed in the composition range.

여기서, 본 발명의 고체 전해질 박막을 제조하기 위한 열 증착 장치는, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 진공 챔버와, 진공 챔버 내의 상부에 설치되는 기판 및 메탈 마스크를 구비하여서 된 것으로서, 기판 및 메탈 마스크의 직하방에 접지된 상태로 설치되며 냉각 수단(미도시)이 마련된 LBWO 혼합 분말을 안치하는 보트(예컨대, 텅스텐 보트)와, 보트의 양측에 설치되며 보트에 안치되는 LBWO 혼합 분말을 가열하기 위한 열전자를 방출하는 열전자 방출원(예컨대, 구리 블록)과, 열전자 방출원으로부터 방출된 열전자를 가속시키는 열전자 가속전극(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. Here, the thermal evaporation apparatus for manufacturing the solid electrolyte thin film of the present invention, as illustrated in FIG. 1, includes a vacuum chamber, a substrate and a metal mask provided on the upper portion of the vacuum chamber. And a boat (eg, tungsten boat) which is installed in a grounded state directly below the metal mask and is provided with a cooling means (not shown), and a LBWO mixed powder which is installed on both sides of the boat and placed in the boat. And a hot electron emission source (eg, a copper block) for emitting hot electrons for heating, and a hot electron acceleration electrode (not shown) for accelerating hot electrons emitted from the hot electron emission source.

위의 열 증착 장치를 사용하여, 먼저 LBWO 분말을 보트(boat)에 올려놓은 다음 열 증착을 안정적으로 수행하기 위한 챔버 내부의 압력을 예를 들면 1×10-3 내지 10-10 Torr의 범위의 진공으로 유지한다. 동시에, 열전자 방출원을 가열시켜 보트의 온도를 300℃ 내지 1,200℃ 범위로 승온시키며, 이때 LBWO 혼합 분말을 가열하기 위한 수단 또는 열전자의 방출은, 예를 들어 전자 빔, 전기 필라멘트 또는 아크(Arc) 등을 이용하여 수행될 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. 이러한 온도는 고체 전해질 박막의 두께를 모니터함으로써 조절될 수 있으며, 이때 고체 전해질은 박막 형상인 것이 바람직하고 막 두께는 적절히 제어할 수 있지만, 전기적 특성과 단락의 문제를 모두 감안하면 최종 두께가 약 1 내지 1.5 ㎛인 것이 바람직하다. 이러한 고체 전해질 박막은 1×10-3 내지 10-10 Torr의 압력에서 0 초과 내지 1 nm/초, 바람직하게는 0.5 내지 1 nm/초의 증착 속도를 유지함으로써 최종 두께가 상기 범위로 조절될 수 있다. Using the above thermal evaporation apparatus, the LBWO powder is first placed on a boat, and then the pressure inside the chamber for stably performing thermal evaporation is for example in the range of 1 × 10 -3 to 10 -10 Torr. Maintain in vacuum. At the same time, the source of hot electrons is heated to raise the temperature of the boat in the range of 300 ° C. to 1,200 ° C., wherein the means for heating the LBWO mixed powder or the release of hot electrons is for example an electron beam, an electric filament or an arc. Or the like, but is not limited thereto. This temperature can be controlled by monitoring the thickness of the solid electrolyte thin film, wherein the solid electrolyte is preferably in the form of a thin film and the film thickness can be controlled appropriately, but considering both the electrical characteristics and the short circuit, the final thickness is about 1 It is preferable that it is to 1.5 micrometers. This solid electrolyte thin film can be adjusted to the final thickness by maintaining a deposition rate of more than 0 to 1 nm / second, preferably 0.5 to 1 nm / second at a pressure of 1 × 10 -3 to 10 -10 Torr. .

다만, 열 증착법에 있어서 통상적으로 나타나는 전극 또는 박막 간의 약한 부착 특성이 문제될 수 있는데, 이는 진공 챔버 내에 인가되는 전력(W), 및 기판과 보트(예: 텅스텐 보트) 사이의 거리를 조절하여 해결될 수 있으며, 이는 당업계의 숙련자라면 필요에 따라 용이하게 결정될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에서 적합한 전력, 및 기판과 보트 사이의 거리는 각각 100 내지 300 W, 및 5 내지 10 ㎝ 이나, 이로 한정되는 것은 아니다.However, a weak adhesion characteristic between electrodes or thin films that are commonly shown in the thermal evaporation method may be a problem, which is solved by adjusting the power (W) applied in the vacuum chamber and the distance between the substrate and the boat (eg tungsten boat). This can be easily determined as needed by those skilled in the art. Preferably, suitable power in the present invention, and the distance between the substrate and the boat are 100 to 300 W, and 5 to 10 cm, respectively, but are not limited thereto.

증발 증착이 완료되고 나면, 챔버 내의 온도를 낮추고 생성된 고체 전해질 박막을 수거함으로써 본 발명을 완성한다. 위와 같이 본 발명의 고체 전해질 박막을 제작하는 데는 대략 20~30분 정도의 시간이 소요된다. After the evaporation deposition is completed, the present invention is completed by lowering the temperature in the chamber and collecting the resulting solid electrolyte thin film. As described above, it takes about 20 to 30 minutes to produce the solid electrolyte thin film of the present invention.

본 발명에 따른 전해질은 열 증착 공정에 의해 비정질 형태를 유지하며, 이것에 의해 높은 전하 이동체(charge carrier) 농도, 높은 공극도(vacancy) 또는 틈새 자리(interstitial site) 농도, 낮은 이온 이동 활성화 에너지에 의해 높은 이 온 전도도를 갖는 비정질 형태의 전해질 박막을 형성할 수 있으며, 얻어진 고체 전해질 박막은 약 1.5×10-6 내지 3×10-6 S/㎝ 범위의 이온전도도를 가지게 되고, 이는 스퍼터링 증착에 따라 문헌 1 및 2에 보고된 값과 비교하였을 때 동일 내지는 우수한 수준이다. The electrolyte according to the present invention maintains its amorphous form by a thermal evaporation process, which results in high charge carrier concentrations, high vacancy or interstitial site concentrations, and low ion transfer activation energy. Thereby forming an amorphous thin film of electrolyte having high ion conductivity, and the obtained solid electrolyte thin film has an ion conductivity in the range of about 1.5 × 10 −6 to 3 × 10 −6 S / cm, which is required for sputter deposition. Accordingly compared to the values reported in Documents 1 and 2.

고체 전해질 박막의 제작 도중에 주의할 것은, 열 증발법의 경우 형성되는 박막의 밀도가 낮아서 스퍼터링과 같은 수준의 두께인 1 ㎛ 내외로 되는 경우 양극과 음극 간의 단락이 나타날 가능성이 있고 이를 억제하기 위해 두께를 증가시킬 경우 이온 전도도가 낮아져 전해질로 사용할 수 없게 되는 문제가 있을 수 있는데, 본 발명의 일반식 (1)에서와 같은 조성 구간에서는 용이하게 유리 상이 나타나게 되어 상온 합성에도 상대적으로 밀도가 높고, 이에 따라 단락이 억제되는 전해질 박막을 합성할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 일반식 (1)과 같이 조성된 영역에서 단일상의 열증발 증착용 펠렛이 제작 가능함으로써 단순 열증발에 의한 전해질 박막의 제작이 가능하게 된다.Note that during the fabrication of the solid electrolyte thin film, thermal evaporation may cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode when the density of the thin film to be formed is less than or equal to 1 μm, which is the same thickness as sputtering. Increasing the ionic conductivity may lower the ion conductivity can not be used as an electrolyte, in the composition section as shown in the general formula (1) of the present invention easily appears in the glass phase is relatively high density at room temperature synthesis, Accordingly, the electrolyte thin film in which short circuit is suppressed can be synthesized. That is, since the pellet for thermal evaporation deposition of a single phase can be manufactured in the area | region comprised as Formula (1) of this invention, preparation of the electrolyte thin film by simple thermal evaporation is attained.

제작된 본 발명의 고체 전해질은 전고체전지로서, 대표적으로 전고체 박막 리튬이차전지에 이용될 수 있으며, 그 전지의 구성은 통상적으로 기판, 제 1 집전체, 제 1 전극, 고체 전해질, 제 2 전극, 제 2 집전체로 순차 적층되는 구조로 되며, 여기서 제 1 전극 및 제 2 전극은 서로 상이하게 양극 또는 음극일 수 있고, 적층되는 기판 및 전극들이 도전성을 갖는 것을 사용하는 경우에는 제 1 집전체와 제 2 집전체는 굳이 필요로 하지 않는다. 또한, 이러한 전고체전지를 여러 개 적 층하는 것도 가능하다.The produced solid electrolyte of the present invention is an all-solid-state battery, and can be typically used in an all-solid-state thin film lithium secondary battery, and the configuration of the battery is typically a substrate, a first current collector, a first electrode, a solid electrolyte, and a second. The electrode and the second current collector is sequentially stacked, wherein the first electrode and the second electrode may be an anode or a cathode differently from each other, and when the substrate and the electrodes to be laminated are conductive The whole and the second collector are not necessary. It is also possible to stack several such solid-state batteries.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되거나 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited or limited only to the following examples.

실시예Example 1: 고체 전해질 박막의 제조 1: Preparation of solid electrolyte thin film

a) a) 펠렛의Pellet 제작 making

LiO 분말(알드리치, 순도: 99.5%이상), B2O3 분말(알드리치, 순도: 99.5% 이상) 및 WO2 분말(알드리치, 순도: 99.5% 이상)의 혼합 조성에서 Li의 함유량이 40원자%를 초과하도록 혼합하고, 혼합된 분말을 4℃/분의 승온 속도로 750℃까지 승온시킨 후, 6시간 예비 열처리를 하였다. 그 후, 다시 유발에서 분쇄한 후 2인치 펠렛 형태로 제작하였다. 압착된 펠렛을 4℃/분의 승온 속도로 750℃까지 승온시킨 후, 이 온도에서 4시간 동안 열처리하여, LBWO 펠렛을 제작하였다. The content of Li in the mixed composition of LiO powder (Aldrich, purity: 99.5% or more), B 2 O 3 powder (Aldrich, purity: 99.5% or more) and WO 2 powder (Aldrich, purity: 99.5% or more) is 40 atomic% The mixture was mixed in excess of and the mixed powder was heated up to 750 ° C. at a temperature increase rate of 4 ° C./min, followed by preheating for 6 hours. Then, it was pulverized again in the mortar and produced in the form of 2 inch pellets. The compressed pellet was heated to 750 ° C. at a temperature increase rate of 4 ° C./min, and then heat-treated at this temperature for 4 hours to prepare LBWO pellets.

b) 고체 전해질 박막의 제작 b) Fabrication of solid electrolyte thin film

도 1에 개략적으로 보인 열 증착 장치를 사용하여, 기판과의 거리가 6 ㎝로 조정된 텅스텐 보트 위에 상기 LBWO 펠렛을 안치시킨 다음, 배기 밸브를 이용하여 챔버의 압력이 10-5 Torr 이하를 유지하도록 하고, 열 증착 파워는 200 W가 되도록 하고, 동시에 전기 필라멘트에 전류를 흘려서 320℃까지 온도를 높였다. LBWO 펠렛이 열로 인하여 서서히 기화하면서 그 증기들이 상부 챔버로 확산되고 확산된 증기가 회전하는 기판 위에 0.1 ㎚/초의 속도로 증착되도록 하였다. 막 두께 모니터 장치로 두께를 조절하면서 이러한 공정을 25분간에 걸쳐 15회 되풀이함으로써 1.52 ㎚의 최종 두께를 갖는 Li0 .5-B0.5-W0 .6-O1 .5 조성의 전해질 박막을 형성하였다. 얻어진 전해질 박막의 주사전자현미경 측정 결과를 도 2a에 나타내었다. 도 2a로부터 고체 전해질 박막의 표면이 비교적 고르게 형성되어 있음을 알 수 있다. Using the thermal evaporation apparatus shown schematically in FIG. 1, the LBWO pellets were placed on a tungsten boat whose distance from the substrate was adjusted to 6 cm, and then the exhaust valve was used to maintain the pressure of the chamber below 10 -5 Torr. The heat deposition power was set to 200 W, and at the same time, a current was flowed through the electric filament to raise the temperature to 320 ° C. The LBWO pellet slowly evaporated due to heat, causing the vapors to diffuse into the upper chamber and the diffused vapor to be deposited at a rate of 0.1 nm / second onto the rotating substrate. Forming a Li 0 .5 -B 0.5 -W 0 .6 -O electrolyte thin film of 1 .5 composition having a final thickness of 1.52 ㎚ by repeating 15 times throughout this process and adjust the film thickness to a thickness monitoring unit in 25 minutes It was. The scanning electron microscope measurement result of the obtained electrolyte thin film is shown to FIG. 2A. It can be seen from FIG. 2A that the surface of the solid electrolyte thin film is formed relatively evenly.

실시예Example 2: 고체 전해질 박막을 포함하는 실험용 셀의 제조 2: Preparation of Laboratory Cells Containing Solid Electrolyte Thin Films

실시예 1에서 얻어진 고체 전해질 박막을 고체 전해질 층으로서 포함하는 실험용 셀을 제작하였다. 도 2b는 본 실시예에서 제작한 실험용 셀의 단면도를 주사전자현미경으로 측정한 결과이다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 실험용 셀은 실리콘 기판, 하부 전극(양극) 층, 전해질 층 및 상부 전극(음극) 층으로 구성하였다. An experimental cell was prepared comprising the solid electrolyte thin film obtained in Example 1 as a solid electrolyte layer. Figure 2b is the result of measuring the cross-sectional view of the experimental cell produced in the present embodiment with a scanning electron microscope. As shown in FIG. 2B, the experimental cell was composed of a silicon substrate, a lower electrode (anode) layer, an electrolyte layer, and an upper electrode (cathode) layer.

먼저, 표면 거칠기가 30 ㎚ 이하의 표면 산화된 경면의 실리콘 기판의 소정 위치에 10 ㎜ × 10 ㎜의 창을 가진 메탈 마스크를 씌우고, 기판을 회전시키면서 실시예 1과 동일한 조건으로, 다만 적정 온도를 1350℃로 조절하여 망간산리튬(LiMn2O4) 분말에 대한 열 증착을 수행하여 최종 두께가 300 ㎚로 되는 양극 층을 형성하였다. 그 다음, 얻어진 양극 층 위에, 실시예 1에서와 같은 Li0 .5-B0.5-W0 .6- O1.5 조성의 전해질 층을 형성하였다. 그 다음, 얻어진 전해질 층 위에, 실시예 1과 동일한 조건으로, 다만 적정 온도를 3730℃로 조절하여 그래파이트에 대한 열 증착을 수행하여 최종 두께가 1.50 ㎚로 되는 음극 층을 형성하였다. First, a metal mask having a 10 mm × 10 mm window is placed on a predetermined position of a surface-treated silicon substrate having a surface roughness of 30 nm or less, and the appropriate temperature is maintained under the same conditions as in Example 1 while the substrate is rotated. Thermal deposition was performed on lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) powder by adjusting to 1350 ° C. to form an anode layer having a final thickness of 300 nm. Then, Li 0 .5 -B 0.5 -W 0 .6 as in the above obtained positive electrode layer, in Example 1 to form an electrolyte layer of the composition O 1.5. Then, on the obtained electrolyte layer, under the same conditions as in Example 1, but by adjusting the appropriate temperature to 3730 ℃ heat deposition on the graphite was carried out to form a negative electrode layer having a final thickness of 1.50 nm.

<평가><Evaluation>

a) 제작 시간에 따른 공정 이득a) process gain over manufacturing time

열 증착법과 스퍼터링 증착법과의 가장 큰 차이는 양산 공정을 고려한 이차전지용 전해질 물질의 증착율(deposition rate)에 있다. 일반적으로, 이차전지용 고체 전해질 물질은 두께에 대한 부분이 매우 중요하다. 만약 전해질 물질의 두께가 적절한 두께, 위에서 설명된 바와 같이 약 1~1.5 ㎛를 만족하지 못할 경우 전기적 특성 평가시 단락 현상(short circuit)이 초래될 수 있는 가능성이 있다. The biggest difference between the thermal evaporation method and the sputtering evaporation method is the deposition rate of the electrolyte material for the secondary battery considering the mass production process. In general, the thickness of the solid electrolyte material for a secondary battery is very important. If the thickness of the electrolyte material does not satisfy the appropriate thickness, as described above, about 1 to 1.5 [mu] m, there is a possibility that a short circuit may occur in the evaluation of the electrical properties.

본원에 참조로 인용되는 상기 선행기술 문헌 1 및 2에 보고된 바와 같이, 스퍼터링 증착법에 의해 이차 전지용 전해질 물질을 제작하는 경우 약 10~14시간 정도의 증착 소요 시간을 필요로 하는 반면, 본 발명에서와 같은 열 증착법에 의할 경우 약 20~30분 사이의 증착 시간이 소요되어, 스퍼터링 증착 대비 95% 이상의 증착 시간을 절감할 수 있는 이점을 갖는다. As reported in the prior art documents 1 and 2, which are incorporated herein by reference, the preparation of the electrolyte material for the secondary battery by the sputtering deposition method requires about 10 to 14 hours of deposition time, whereas in the present invention When the thermal deposition method such as takes about 20 to 30 minutes deposition time, it has the advantage of reducing the deposition time of more than 95% compared to the sputter deposition.

이와 같이 양산 시 소재의 제작 공정을 고려하면, 기존 스퍼터링으로 제작하는 소재 대비 본원에서 제시하는 열 증착법으로 소재를 제작할 경우 95% 이상의 소재 공정 제작 시간에 대한 이득을 가질 수 있으며, 이러한 열 증착법으로 제작한 소재의 전기적 특성 역시, 아래에서 살펴볼 것이지만, 스퍼터링으로 제작한 특성 대비 우수한 결과를 보여주고 있다. 따라서, 이러한 열 증착법은 본 발명 소재의 활용을 위한 경제적 및 기술적 관점의 요구를 모두 만족할 수 있는 방법이라 사료된다. As such, considering the manufacturing process of the material during mass production, if the material is manufactured by the thermal evaporation method proposed in this application compared to the material produced by the conventional sputtering, it may have a gain of more than 95% of the material process manufacturing time, and manufactured by such a thermal evaporation method The electrical properties of a material will also be discussed below, but shows excellent results compared to the properties produced by sputtering. Therefore, this thermal evaporation method is considered to be a method that can satisfy both the demands of economic and technical aspects for the use of the material of the present invention.

b) 전해질 박막의 부착 특성b) adhesion characteristics of the electrolyte membrane

열 증착법을 이용하는 경우 통상적으로 나타나는 부착 특성 역시 인가하는 파워 및 기판과 텅스텐 보트 사이의 거리의 조절을 통하여 해결될 수 있었고, 적절하게는 파워가 100 내지 300 W, 실시예 1 및 2에서는 200 W; 거리가 1 내지 10 ㎝, 바람직하게는 5 내지 7 ㎝, 실시예 1 및 2에서는 6 ㎝로 조절되었다. In the case of using the thermal evaporation method, the adhesion characteristics which are conventionally exhibited can also be solved through the control of the applied power and the distance between the substrate and the tungsten boat, and suitably the power is 100 to 300 W, 200 W in Examples 1 and 2; The distance was adjusted to 1-10 cm, preferably 5-7 cm and 6 cm in Examples 1 and 2.

구체적으로, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 고체 전해질 박막의 부착 특성을 알아보기 위해 이에 대한 주사전자현미경 사진을 관측하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었고, 도 2a는 열 증착법을 이용하여 증착한 LBWO 고체 전해질 물질의 표면을 나타낸 것이고, 도 2b는 열 증착법을 이용하여 증착한 LBWO 고체 전해질 물질의 단면을 나타낸 것이다. 이들을 관측한 결과, 상·하부 전극 사이에 증착한 전해질 물질의 부착 특성(adhesion property)은 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 이는 스퍼터링 증착법의 결과와 유사한 것으로 나타났다.Specifically, scanning electron micrographs of the solid electrolyte thin films prepared according to Examples 1 and 2 were observed to determine the adhesion characteristics thereof. The results are shown in FIG. 2, and FIG. 2A shows the surface of the LBWO solid electrolyte material deposited using thermal evaporation, and FIG. 2B shows a cross section of the LBWO solid electrolyte material deposited using thermal evaporation. As a result of the observation, the adhesion property of the electrolyte material deposited between the upper and lower electrodes was analyzed to be very good, which is similar to the result of the sputtering deposition method.

c) 전해질 박막의 전기적 특성c) electrical properties of the electrolyte membrane

실시예 1에 따라 제조된 고체 전해질 박막의 전기적 특성을 알아보기 위해 실시예 2에서 얻어진 실험용 셀을 이용하여 고체 전해질 박막의 임피던스 및 이온 전도도를 측정하였다. 임피던스 및 이온 전도도를 측정하기 위한 장비는 독일 자너(Zahner)사의 IM6e를 사용하였으며, 주파수 범위는 1 MHz ~ 100 mHz 까지 인가를 하였으며, 10 mV의 AC 섭동(perturbation)을 인가하였다. 임피던스 측정은 아르곤(Ar)으로 채워진 글로브 박스에서 행해졌다. 임피던스 측정 결과는 도 3에 그래프로 나타내었고, 그에 따른 이온 전도도를 측정하였으며, 이를 종래의 전해질 박막과 비교하여 하기 표 1에 정리하였다.In order to determine the electrical properties of the solid electrolyte thin film prepared according to Example 1, the impedance and ion conductivity of the solid electrolyte thin film were measured using the experimental cell obtained in Example 2. The instrument for measuring impedance and ionic conductivity was IM7e manufactured by Zahner, Germany. The frequency range was applied from 1 MHz to 100 mHz, and 10 mV of AC perturbation was applied. Impedance measurements were made in a glove box filled with argon (Ar). Impedance measurement results are shown graphically in Figure 3, and the resulting ion conductivity was measured, which are summarized in Table 1 below compared with the conventional electrolyte thin film.

Figure 112007089233602-pat00001
Figure 112007089233602-pat00001

도 3 및 표 1에 나타낸 결과로부터, 종래의 고체 전해질 물질 대비 본 발명의 고체 전해질 박막이, 임피던스는 낮으면서 이온 전도도는 2.00×10-7 S/㎝로 10% 정도 증가된 수치를 나타내고 있다. 이와 같이 본 발명 고체 전해질 박막의 이온 전도도는 Li-B-W-O 함유 조성을 선택함에 의해 LLT 또는 LLTON의 이온 전도도보다 10배 이상 더 크게 증가될 수 있는 것으로 예상되며, 이로부터 본 발명의 고체 전해질 박막을 포함하는 이차 전지는 더 많은 파워와 에너지를 전달할 수 있는 것으로 예상된다. From the results shown in FIG. 3 and Table 1, the solid electrolyte thin film of the present invention compared with the conventional solid electrolyte material has a low impedance and a ionic conductivity of 2.00 × 10 −7 S / cm, which is about 10% increased. As such, it is expected that the ionic conductivity of the solid electrolyte thin film of the present invention can be increased by at least 10 times larger than the ionic conductivity of LLT or LLTON by selecting a Li-BWO-containing composition, and from this, the solid electrolyte thin film of the present invention Secondary batteries are expected to be able to deliver more power and energy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 증착법에 의한 이차전지용 LBWO 고체 전해질 제작 장치의 모식도이고;1 is a schematic diagram of an LBWO solid electrolyte manufacturing apparatus for a secondary battery by thermal evaporation according to an embodiment of the present invention;

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 증착법을 이용하여 증착한 LBWO 고체 전해질 박막 표면의 주사전자현미경 사진이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LBWO 고체 전해질 박막을 이용하여 제작한 셀의 단면도의 주사전자현미경 사진이고; Figure 2a is a scanning electron micrograph of the surface of the LBWO solid electrolyte thin film deposited using a thermal vapor deposition method according to an embodiment of the present invention, Figure 2b is prepared by using the LBWO solid electrolyte thin film according to an embodiment of the present invention A scanning electron micrograph of a cross section of the cell;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LBWO 고체 전해질 박막을 이용하여 제작한 셀의 임피던스 측정 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating impedance measurement results of cells fabricated using an LBWO solid electrolyte thin film according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

일반식 Lix-By-Wz-Oδ로 표현되며, 이때 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5인 조성을 가진 이차전지용 고체 전해질 박막.Represented by the general formula Li x -B y -W z -O δ , wherein 0.5 ≦ x ≦ 1.2; 0.5 ≦ y ≦ 1.1; 0.6 ≦ z ≦ 1.5; And a solid electrolyte thin film for a secondary battery having a composition of 0.5 ≦ δ ≦ 1.5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 1.5×10-6 내지 3×10-6 S/㎝ 범위의 이온전도도를 갖는, 이차전지용 고체 전해질 박막.A solid electrolyte thin film for secondary batteries, having an ion conductivity in the range of 1.5 × 10 −6 to 3 × 10 −6 S / cm. Li, B, W 및 O의 공급원 분말을 진공 챔버 내의 보트 위에 위치시키고;Source powders of Li, B, W and O are placed on the boat in the vacuum chamber; 상기 분말에 열을 가하여 분말을 증발 또는 승화시킴으로써 기판 상에 일반식 Lix-By-Wz-Oδ(여기서, 0.5≤x≤1.2; 0.5≤y≤1.1; 0.6≤z≤1.5; 및 0.5≤δ≤1.5)로 표현되는 조성을 가진 고체 전해질을 형성함Heat is applied to the powder to evaporate or sublimate the powder to form a general formula Li x -B y -W z -O δ (where 0.5 ≦ x ≦ 1.2; 0.5 ≦ y ≦ 1.1; 0.6 ≦ z ≦ 1.5; and To form a solid electrolyte having a composition represented by 0.5 ≦ δ ≦ 1.5) 을 포함하는, 이차 전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법.A method for producing a solid electrolyte thin film for a secondary battery, comprising the. 삭제delete 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 가열이 전자 빔, 전기 필라멘트 또는 아크(Arc)를 이용하여 수행되는, 이차전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법.The heating is performed using an electron beam, an electric filament or an arc (Arc), a method for producing a solid electrolyte thin film for a secondary battery. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 진공 챔버에서 압력이 1×10-3 내지 10-10 Torr이고, 온도가 300℃ 내지 1,200℃ 범위에서 제어되는, 이차전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법.The pressure in the vacuum chamber is 1 × 10 -3 to 10 -10 Torr, the temperature is controlled in the range of 300 ℃ to 1,200 ℃, a method for producing a solid electrolyte thin film for a secondary battery. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 3 or 6, wherein 상기 공급원 분말을 1×10-3 내지 10-10 Torr의 압력에서 0.1 nm/초의 증착 속도로 증발시켜 최종 두께가 1 내지 1.5 ㎛인 고체 전해질을 성막하는, 이차전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법.And evaporating the source powder at a deposition rate of 0.1 nm / sec at a pressure of 1 × 10 −3 to 10 −10 Torr to form a solid electrolyte having a final thickness of 1 to 1.5 μm. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 얻어진 고체 전해질이 1.5×10-6 내지 3×10-6 S/㎝ 범위의 이온전도도를 갖는, 이차전지용 고체 전해질 박막의 제조 방법.The obtained solid electrolyte has the ion conductivity of the range of 1.5x10 <-6> -3x10 <-6> S / cm, The manufacturing method of the solid electrolyte thin film for secondary batteries. 제 1 항에 따른 고체 전해질 박막을 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising the solid electrolyte thin film according to claim 1.
KR1020070128818A 2007-12-12 2007-12-12 Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF KR100946750B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070128818A KR100946750B1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070128818A KR100946750B1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090061847A KR20090061847A (en) 2009-06-17
KR100946750B1 true KR100946750B1 (en) 2010-03-11

Family

ID=40991178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070128818A KR100946750B1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100946750B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020031694A1 (en) 2000-05-30 2002-03-14 Degussa Ag Process for the selective electrochemical oxidation of organic compounds
JP2006156284A (en) 2004-12-01 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium-ion conductor and secondary battery using it
KR100836256B1 (en) 2006-07-03 2008-06-10 (주)누리셀 Lithium ion conducting solid oxide electrolyte composed of Li-B-W-O LBWO system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020031694A1 (en) 2000-05-30 2002-03-14 Degussa Ag Process for the selective electrochemical oxidation of organic compounds
JP2006156284A (en) 2004-12-01 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium-ion conductor and secondary battery using it
KR100836256B1 (en) 2006-07-03 2008-06-10 (주)누리셀 Lithium ion conducting solid oxide electrolyte composed of Li-B-W-O LBWO system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090061847A (en) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102637728B1 (en) Solid electrolyte for a negative electrode of a secondary battery, electrode assembly for electrochemical battery including the same, electrochemical battery including the same, and manufacturing method thereof
EP2159867B1 (en) Aluminium-doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte and process for producing the same
Baggetto et al. High energy density all‐solid‐state batteries: a challenging concept towards 3D integration
US9300008B2 (en) Solid electrolyte material, lithium battery, and method of producing solid electrolyte material
US11955595B2 (en) High-ionic conductivity ceramic-polymer nanocomposite solid state electrolyte
Song et al. CuGaS 2 nanoplates: a robust and self-healing anode for Li/Na ion batteries in a wide temperature range of 268–318 K
KR20190088477A (en) Interfacial Treatment of Lithium Solid State Electrolyte
CN109244546B (en) Solid composite electrolyte film, preparation method thereof and all-solid-state battery
CN108511786B (en) All-solid-state lithium battery and preparation method thereof
CN108649190A (en) Vertical graphene with three-dimensional porous array structure/titanium niobium oxygen/sulphur carbon composite and its preparation method and application
Tan et al. Controllable crystalline preferred orientation in Li–Co–Ni–Mn oxide cathode thin films for all-solid-state lithium batteries
KR20120010211A (en) Porous silicon based alloy, method of preparing the same, and negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
Karthick et al. Nanocrystalline LiMn2O4 thin film cathode material prepared by polymer spray pyrolysis method for Li-ion battery
CN113745651B (en) Coated sulfide solid electrolyte and preparation method and application thereof
JP5392402B2 (en) Solid electrolyte material, lithium battery and method for producing solid electrolyte material
Jeon et al. As-deposited LiCoO2 thin film cathodes prepared by rf magnetron sputtering
US11276880B2 (en) Solid-state electrolytes based on lithium halides for all-solid-state lithium-ion battery operating at elevated temperatures
JP2007012324A (en) Lithium secondary battery anode member, and its manufacturing method
Chen et al. Electrode and solid electrolyte thin films for secondary lithium-ion batteries
KR20100120165A (en) Thin film electrolyte for thin film batteries
KR101537067B1 (en) Solid electrolyte for all solid state rechargeable lithium battery, method for preparing the same, and all solid state rechargeable lithium battery including the same
KR20080003679A (en) Lithium ion conducting solid oxide electrolyte composed of li-b-w-o (lbwo) system
Kim et al. A stabilized NiO cathode prepared by sol-impregnation of LiCoO2 precursors for molten carbonate fuel cells
Dimesso et al. Investigation of the LiCo1− xMgxPO4 (0⩽ x⩽ 0.1) system
KR100946750B1 (en) Li-B-W-O BASED SOLID ELECTROLYTE THIN FILM FOR SECONDARY BATTERIES USING THERMAL EVAPORATION AND FABRICATION THEREOF

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130304

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee