KR101394128B1 - High ionic conductive ceramics film and fabrication method of the same and all-solid-state secondary battery using the same - Google Patents
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Abstract
고이온전도도를 갖는 신규한 구조의 고체 전해질막, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전고체 이차전지에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고체 전해질막은 양극층과 음극층 사이에 개재되는 고체 전해질막으로서, 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자; 및 적어도 상기 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에 형성된 전자장벽층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a novel solid electrolyte membrane having a high ionic conductivity, a method for producing the same, and a full solid secondary battery using the same.
A solid electrolyte membrane according to the present invention is a solid electrolyte membrane sandwiched between a cathode layer and a cathode layer, comprising: a plurality of lithium ion exchange resins having a particle size of at least 1 탆; And an electron barrier layer formed at least between the plurality of lithium ions and the particles.
Description
본 발명은 고체 전해질막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고이온전도도를 갖는 신규한 구조의 고체 전해질막, 그 제조 방법 및 그를 이용한 전고체 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solid electrolyte membrane, and more particularly, to a solid electrolyte membrane having a novel structure having high ion conductivity, a method for producing the same, and a full solid secondary battery using the same.
리튬 이온 이차전지는 큰 전기 화학 용량, 높은 작동 전위 및 우수한 충방전 사이클 특성을 갖기 때문에 휴대정보 단말기, 휴대 전자 기기, 가정용 소형 전력 저장 장치, 모터사이클, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 용도로 수요가 증가하고 있다. 이와 같은 용도의 확산에 따라 리튬 이온 이차전지의 안전성 향상 및 고성능화가 요구되고 있다. Since the lithium ion secondary battery has a large electrochemical capacity, a high operating potential and an excellent charge / discharge cycle characteristic, it can be used for portable information terminals, portable electronic devices, small-sized power storage devices for household use, motorcycles, electric vehicles, hybrid electric vehicles Is increasing. With the spread of such applications, improvement of safety and high performance of lithium ion secondary batteries are required.
종래의 리튬 이온 이차전지는 액체전해질을 사용함에 따라 공기 중의 물에 노출될 경우 쉽게 발화되어 안정성 문제가 항상 제기되어 왔다. 이러한 안정성 문제는 전기 자동차가 가시화되면서 더욱 이슈화되고 있다.Conventional lithium ion secondary batteries are liable to be ignited when they are exposed to water in the air due to the use of a liquid electrolyte, thereby posing a problem of stability. This stability problem is becoming more and more important as electric cars become more visible.
이에 따라, 최근 안전성 향상을 목적으로 불연 재료인 무기 재료로 이루어진 고체 전해질을 이용한 전고체 이차전지(All-Solid-State Secondary Battery)의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 전고체 이차전지는 안정성, 고에너지 밀도, 고출력, 장수명, 제조공정의 단순화, 전지의 대형화/콤팩트화 및 저가화 등의 관점에서 차세대 이차전지로 주목되고 있다.Recently, all solid-state secondary batteries using a solid electrolyte made of an inorganic material, which is a nonflammable material, have been actively studied for the purpose of improving safety. All solid secondary batteries are attracting attention as a next generation secondary battery in terms of stability, high energy density, high output, long life, simplification of manufacturing process, enlargement / compactification of battery, and low cost.
전고체 이차전지는 양극층/고체 전해질층/음극층으로 구성되는데, 이 중 고체 전해질층의 고체 전해질에서는 높은 이온전도도 및 낮은 전자전도도가 요구된다.The solid secondary battery is composed of a positive electrode layer / a solid electrolyte layer / a negative electrode layer. Of these, the solid electrolyte of the solid electrolyte layer requires a high ion conductivity and a low electronic conductivity.
이를 만족하는 고체 전해질에는 황화물계, 산화물계 등이 있다. 이 중 LLT(Li3xLa2/(3-x)TiO3)계, LLZ(Li7La3Zr2O12) 등이 산화물계로 널리 알려져 있으며, 이들은 상대적으로 입계 저항이 낮아서 총 전도도가 높기 때문에 유망한 재료로 주목 받고 있다.Solid electrolytes satisfying these requirements include sulfides, oxides, and the like. And of the LLT (Li 3x La 2 / ( 3x) TiO 3) based, such as LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12) well known to Step oxide, all of which are relatively low, the grain boundary resistance due to the high total conductivity It is attracting attention as a promising material.
그러나, LLT 또는 LLZ 고체 전해질은 박막(Thin Film) 또는 후막(Thick Film)으로 제조 시, 벌크(Bulk) 재료의 1/100 수준으로 이온전도도가 뚜렷하게 감소하는 문제점이 있다. 따라서, 막 형태로 제조하더라도 높은 이온전도도를 확보할 수 있는 산화물계 고체 전해질의 신규한 구조가 요구된다. However, when the LLT or LLZ solid electrolyte is manufactured with a thin film or a thick film, there is a problem that the ion conductivity is markedly reduced to 1/100 of that of the bulk material. Therefore, a novel structure of an oxide-based solid electrolyte capable of securing a high ion conductivity even in the form of a film is required.
본 발명에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1027898호(2011.03.31. 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 정극/고체 전해질층/부극의 적층구조를 가지며, 편평한 막 형태의 고체 전해질층으로 이루어진 전고체 리튬 이차전지가 개시되어 있다.A prior art related to the present invention is Korean Patent Registration No. 10-1027898 (registered on Mar. 31, 2011), which discloses a solid electrolyte layer having a laminated structure of a positive electrode / solid electrolyte layer / A lithium ion secondary battery, and a lithium ion secondary battery.
본 발명의 하나의 목적은 높은 이온전도도를 갖는 신규한 구조의 산화물 고체 전해질막을 제공하고, 이 고체 전해질막을 채용하여 높은 이온전도도를 갖는 신규한 구조의 전고체 이차전지를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide an oxide solid electrolyte membrane having a novel structure having a high ion conductivity and to provide a pre-solid secondary battery having a novel structure having a high ion conductivity by employing this solid electrolyte membrane.
또한, 본 발명의 다른 목적은 높은 이온전도도를 갖는 신규한 구조의 산화물 고체 전해질막의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a process for producing an oxide solid electrolyte membrane having a novel structure having a high ion conductivity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막은 양극층과 음극층 사이에 개재되는 고체 전해질막으로서, 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자; 및 적어도 상기 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에 형성된 전자장벽층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solid electrolyte membrane interposed between an anode layer and a cathode layer, the solid electrolyte membrane comprising: a plurality of lithium ion batteries having a particle size of at least 1 m; And an electron barrier layer formed at least between the plurality of lithium ions and the particles.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막 제조 방법은 (a) 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자를 입자 각각의 일부분이 매립되는 형태로 양극층 또는 음극층에 형성하는 단계; 및 (b) 적어도 복수의 리튬이온통과 입자를 사이에 전자장벽층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid electrolyte membrane, the method comprising: (a) forming a plurality of lithium ions having a particle size of at least 1 탆, Or a cathode layer; And (b) forming an electron barrier layer between at least a plurality of lithium ions and the particles.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전고체 이차전지는 양극층, 음극층 및 상기 양극층과 음극층 사이에 개재된 고체 전해질막을 포함하며, 상기 고체 전해질막은 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자; 및 적어도 상기 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에 형성된 전자장벽층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a full-solid-state secondary battery including a cathode layer, a cathode layer, and a solid electrolyte layer interposed between the anode layer and the cathode layer, A plurality of lithium ion exchange resins and particles having a size of 1 mu m or more; And an electron barrier layer formed at least between the plurality of lithium ions and the particles.
본 발명에 따른 고체 전해질막은 크기가 최소 1㎛인 복수의 리튬이온통과 입자 및 입자들 사이의 전자장벽층을 포함하는 신규한 구조로서, 리튬이온통과 입자가 리튬 이온의 이동 경로를 제공하므로 높은 이온전도도를 가질 수 있다.The solid electrolyte membrane according to the present invention is a novel structure including a plurality of lithium ion batteries having a size of at least 1 탆 and an electron barrier layer between the particles and the particles, It can have a high ionic conductivity.
또한, 본 발명에 따른 고체 전해질막은 Li3xLa2 /(3-x)TiO3(0<x≤2, LLT) 또는 Li7La3Zr2O12(LLZ) 산화물 재질, 혹은 5중량% 이하의 Al2O3가 첨가된 LLZ 산화물 재질 뿐만 아니라 모든 리튬 이온 고체 전해질을 사용할 수 있으며, 벌크 소재의 높은 이온전도도를 그대로 채용할 수 있어서 높은 이온전도도를 보인다.In addition, Li 3x La 2 film solid electrolyte of the present invention / (3x) TiO 3 (0 <x≤2, LLT) or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ) oxide material, or 5 wt% or less Of all lithium ion solid electrolytes as well as the LLZ oxide material to which Al 2 O 3 is added can be used and high ionic conductivity of the bulk material can be adopted as it is.
이러한 신규한 구조의 고체 전해질막을 채용한 전고체 이차전지는 전지의 안정성 확보와 동시에 고성능화가 가능하여 전자기기뿐만 아니라 전기 자동차 등에 적용할 수 있어 시장 확대에 따른 고비용 창출이 예상된다.All of the solid secondary batteries employing the solid electrolyte membrane of this novel structure can be used for electric vehicles as well as for electronic devices because the batteries can be secured with high performance and high performance.
또한, 본 발명에 따르면 기존의 방법을 이용하여 높은 이온전도도를 갖는 신규한 구조의 고체 전해질막을 손쉽게 제작할 수 있다. Also, according to the present invention, it is possible to easily produce a solid electrolyte membrane having a novel structure having a high ion conductivity by using an existing method.
도 1은 본 발명에 따른 고체 전해질막을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도들이다.
도 5 및 도 6은 도 2에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정평면도들이다.
도 7은 본 발명에 따른 고체 전해질막을 이용하여 제조될 수 있는 전고체 이차전지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시 예에 의해 제조된 Li7La3Zr2O12 - 1중량% Al2O3 세라믹스의 이온전도도 특성을 나타낸 그림이다.
1 is a cross-sectional view showing a solid electrolyte membrane according to the present invention.
2 is a process flow chart for explaining a solid electrolyte membrane production method according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are process sectional views for explaining a solid electrolyte membrane production method according to FIG.
5 and 6 are process plan views for explaining a solid electrolyte membrane manufacturing method according to FIG.
7 is a cross-sectional view schematically showing a pre-solid secondary battery that can be manufactured using the solid electrolyte membrane according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 - Ion conductivity of 1 wt% Al 2 O 3 ceramics.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 본 발명에 따른 고이온전도도를 갖는 신규한 구조의 산화물 고체 전해질막, 그 제조 방법 및 그를 이용한 전고체 이차전지에 관하여 상세하게 설명한다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an oxide solid electrolyte membrane having a high ionic conductivity according to the present invention, a method for producing the oxide solid electrolyte membrane, and a whole solid secondary battery using the oxide solid electrolyte membrane will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 고체 전해질막을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a solid electrolyte membrane according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고체 전해질막(120)은 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자(121) 및 적어도 복수의 리튬이온통과 입자 (121)들 사이에 형성된 전자장벽층(123)을 포함한다. 편의상, 이하에서는 리튬이온통과 입자를 입자로 설명한다.
1, a
여기서, 입자(121)는 산화물 재질, 일례로, Li3xLa2 /(3-x)TiO3(0<x≤2)(이하, LLT로 칭함) 또는 Li7La3Zr2O12(이하, LLZ로 칭함) 계열 재료 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 사용되는 입자(121)는 리튬 이온 고체전해질로서의 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.Here, the particle 121 is an oxide material, for example, Li 3x La 2 / (3x), TiO 3 (0 <x≤2) (hereinafter referred to as LLT) or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ( hereinafter , LLZ) series material. The particles 121 to be used are not particularly limited as long as they have a function as a lithium ion solid electrolyte.
이들 LLT 및 LLZ는 가장 널리 알려진 산화물 고체 전해질로서, 약 10-4S/cm 이상의 높은 이온전도도를 갖는 물질이다. 이에 따라, 입자(121)가 LLT 또는 LLZ 중 어느 하나로 형성될 경우, 고체 전해질막(120)의 이온전도도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
These LLT and LLZ are the most widely known oxide solid electrolytes and have a high ionic conductivity of about 10 -4 S / cm or more. Accordingly, when the particles 121 are formed of either LLT or LLZ, the ion conductivity of the
한편, 입자(121)는 LLT 또는 5중량% 이하, 보다 바람직하게 0.5중량% 내지 5중량% 이하의 Al2O3가 첨가된 LLZ로 이루어질 수 있다. 이 경우, 입자(121)는 LLT 또는 Al2O3이 첨가된 LLZ일 수 있다. On the other hand, the particles 121 may be composed of LLT or LLZ to which 5% by weight or less, more preferably 0.5 to 5% by weight, of Al 2 O 3 is added. In this case, the particles 121 may be LLZ or LLZ to which Al 2 O 3 is added.
여기서, Al2O3는 Al3 + 이온이 Li+ 사이트에 치환되면서 리튬(Li) 공공(vacancy)의 형성으로 인해 입자(121)의 이온전도도를 향상시키는 효과를 보인다. Al2O3의 첨가에 의해 LLZ의 결정구조가 입방체(Cubic) 구조로 변경된다.Here, Al 2 O 3 has an effect of improving the ion conductivity of the particles 121 due to the formation of lithium vacancies while Al 3 + ions are substituted for Li + sites. By the addition of Al 2 O 3 , the crystal structure of LLZ is changed to a cubic structure.
이때, Al2O3이 0.5중량% 미만으로 LLZ에 첨가될 경우, 이온전도도 향상 효과가 미비할 수 있고, 반면에 5중량%를 초과하여 LLZ에 첨가될 경우, 오히려 입자(121)의 이온전도도가 저하될 수 있다.
At this time, when Al 2 O 3 is added to LLZ in an amount less than 0.5% by weight, the effect of improving ionic conductivity may be insufficient. On the other hand, when added to LLZ in an amount exceeding 5% by weight, Can be lowered.
입자(121)는 양극층(미도시)과 음극층(110) 사이에 개재되어, 이들 사이에서 리튬(Li) 이온의 이동 경로를 제공하며, 이를 만족하도록 입자(121)의 크기는 최소 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 200㎛의 범위로 형성될 수 있다.The particles 121 are interposed between the anode layer (not shown) and the
입자(121)가 1㎛ 미만의 입자 크기를 가질 경우, 양극층과 음극층(110) 사이에서 충분한 리튬 이온의 이동 경로를 제공하기가 어려울 수 있고, 반면에 200 ㎛를 초과하는 입자 크기를 가질 경우, 고체 전해질막(120)의 박막화가 어려울 수 있다.When the particles 121 have a particle size of less than 1 mu m, it may be difficult to provide sufficient migration path of lithium ions between the anode layer and the
또한, 입자(121)의 충진율은 하기 [식 1]에 의해 연산되는 값으로 나타내어지며, 고체 전해질막(120)의 면적부에 대해, 입자(121)의 면적부를 가질 수 있다. 입자(121)의 면적부가 높을수록 충진율은 높아지며, 입자(121)의 면적부는 동일한 크기의 입자들 보다는 여러 크기 종류의 입자들이 혼용될 때 높은 충진율을 확보할 수 있다.The filling ratio of the particles 121 is represented by the value calculated by the following
상기한 입자(121)의 충진율과 고체전해질막(120)의 이온전도도는 하기 [식 2]와 같은 관계를 보이므로, 여러 크기 종류의 입자들을 혼용하여 높은 충진율을 확보할 때, 양극층(미도시)과 음극층(110) 사이에서 입자(121)의 리튬 이온의 이동 경로 제공 효과를 극대화할 수 있다.
Since the packing ratio of the particles 121 and the ionic conductivity of the
[식 1][Formula 1]
입자의 충진율 = [입자의 면적부]/[고체 전해질막의 면적부]
Filling ratio of particles = [area of particles] / [area of solid electrolyte membrane]
[식 2][Formula 2]
고체 전해질막의 이온전도도 = 입자의 이온전도도 × 입자의 충진율
Ionic conductivity of solid electrolyte membrane = ion conductivity of particles x packing ratio of particles
상기에서, 입자(121)의 충진율이 1% 미만일 경우, 고체 전해질막(120)의 이온전도도와 유사하며 이는 양극층과 음극층(110) 사이에서 충분한 리튬 이온의 이동 경로를 제공하기가 어려울 수 있음을 의미한다. 반면에 입자(121)의 충진율이 95%를 초과하는 경우, 고체 전해질막(120)의 박막화가 어려울 수 있으며, 전자장벽층(123)의 제작이 제한될 수 있다.If the filling ratio of the particles 121 is less than 1%, it is similar to the ion conductivity of the
이러한 복수의 입자(121)들은 입자(121) 각각의 일부분이 음극층(110)에 매립되며, 입자(121)들은 양극층과 음극층(110) 사이에서 이들의 단락(Short)을 방지하는 역할도 수행할 수 있다.The plurality of particles 121 are formed such that a part of each of the particles 121 is buried in the
전자장벽층(123)은 전자 절연 재료를 사용하여 제작되며, 입자(121)와 입자(121) 사이의 음극층(110) 노출부에 형성되어, 양극층과 음극층(110)을 서로 절연시킨다.The
전자장벽층(123)은 리튬 이온 고체 전해질 박/후막, 일례로, LLT 또는 LLZ 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 경우, 고체 전해질막(120)의 이온전도도를 보다 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.The
이러한 전자장벽층(123)은 최소 1㎛ 이상, 보다 바람직하게 1㎛ 내지 20㎛ 범위의 두께 정도로 형성될 수 있다. 전자장벽층(123)을 1㎛ 이하로 제작할 경우 균일한 절연막이 형성되지 않을 수 있고, 20㎛ 이상으로 제작할 경우 리튬 이온의 이동경로가 멀어서 전고체 이차전지에서 양극층과 음극층간의 이온전도성의 저하를 초래할 수 있다.The
한편, 전자장벽층(123)은 LLT 또는 5중량% 이하, 보다 바람직하게 0.5중량% 내지 5중량% 이하의 Al2O3가 첨가된 LLZ로 이루어질 수 있다. 이 경우, 전자장벽층(123)은 LLT 또는 Al2O3이 첨가된 LLZ일 수 있다.On the other hand, the
입자(121)에서와 마찬가지로, Al2O3는 Al3 + 이온이 Li+ 사이트에 치환되면서 Li 공공(vacancy)의 형성으로 인해 전자장벽층(123)의 이온전도도를 향상시키는 효과를 보이며, Al2O3의 첨가에 의해 LLZ의 결정구조가 입방체(Cubic) 구조로 변경된다. 이 경우, LLZ에 첨가되는 Al2O3의 함량 이유 또한 입자(121)에서 설명한 바와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
As in the case of the particles 121, Al 2 O 3 has the effect of improving ion conductivity of the
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체 전해질막(120)은 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 입자(121), 및 적어도 입자(121)들 사이에 형성된 전자장벽층(123)으로 이루어지는 신규한 구조를 가진다.
As described above, the
이 신규한 구조의 고체 전해질막(120)은 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 입자(121)를 통해 리튬 이온의 이동 경로를 제공하는 것을 특징으로 하며, 기존 편평한 형태의 LIPON막에 비해 약 60배에 해당하는 약 6×10-5S/cm의 이온전도도를 가짐을 도 8을 통해 확인할 수 있었다.The
또한, 본 발명에 따른 고체 전해질막(120)은 고이온전도도를 가질 뿐만 아니라 고체 산화물로 이루어지므로 화학적으로 안정하다.In addition, the
또한, 본 발명에 따른 고체 전해질막(120)의 이온전도도는 [식 2]와 같이 입자(121)의 충진율로 정해지며, 실시 예와 같이 0.5중량% 내지 5중량% 이하의 Al2O3 가 첨가된 LLZ를 입자로 사용할 경우, 3×10-6S/cm 내지 2.8×10-4S/cm 범위의 이온전도도를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 고체 전해질막(120)은 입자(121)의 재료를 LLT 및 LLZ 계열 재료로 한정하는 것이 아니며, 보다 높은 이온전도도를 가지는 고체전해질 재료를 사용할 때, [식 2]에 의해 고체 전해질막(120)의 이온전도도가 정해진다.
The ionic conductivity of the
한편, 도 1에서는 입자(121)와 전자장벽층(123)이 서로 다른 재질로 형성되는 것으로 도시되었으나 이들은 동종의 물질로 형성될 수 있음은 물론이다.In FIG. 1, the particles 121 and the
또한, 도 1에서는 고체 전해질막(120)의 전자장벽층(123)이 복수의 입자(121)들 사이에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도면으로 도시하지는 않았으나, 전자장벽층(123)은 입자(121) 상에도 형성될 수 있음은 물론이다.
1, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.2 is a process flow chart for explaining a solid electrolyte membrane production method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막 제조 방법은 음극층 마련 단계(S210), 음극층에 입자의 일부 매립 단계(S220) 및 전자장벽층 형성 단계(S230)를 포함한다.
Referring to FIG. 2, the method for manufacturing a solid electrolyte membrane according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of forming a cathode layer (S210), a step of injecting a part of particles into a cathode layer (S220), and an step of forming an electron barrier layer .
도 3 및 도 4는 도 2에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도들이고, 도 5 및 도 6은 도 2에 따른 고체 전해질막 제조방법을 설명하기 위한 공정평면도들이다. 이하에서는, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고체 전해질막 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the solid electrolyte membrane according to FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 are process plan views for explaining the method for manufacturing the solid electrolyte membrane according to FIG. Hereinafter, a method for manufacturing a solid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 음극층(310) 마련 단계(S210)에서는 전고체 이차전지 형성을 위한 음극층(310)을 마련한다.Referring to FIGS. 2, 3 and 5, in the step of preparing the cathode layer 310 (S210), a
음극층(310)은 음극으로서의 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 음극층(310)으로는 통상적인 리튬을 이용한 전고체 이차전지에 사용되는 재료가 이용될 수 있다. 예를 들어, 음극층(310)은 음극 활물질 Li4Ti5O12과 고체 전해질 LiGe0 .25P0 .75S4를 혼합하여 음극 혼합제로 한 재료가 이용될 수 있다. 음극층(310)의 고체 전해질로 LLT 또는 LLZ 산화물, 혹은 5중량% 이하의 Al2O3이 첨가된 LLZ 산화물 등이 이용될 수도 있다. 음극층(310)은 도전성 향상을 위해 아세틸렌 블랙(acetylene black), 케첸 블랙(ketjen black), 카본 파이버(carbon fiber), 전도성 금속 등의 전도체를 추가로 함유할 수도 있다.The
이와는 다르게, 음극층(310)으로는 리튬박(Li foil), 인듐박(In foil), 주석박(Sn foil) 및 이들 중 두 재료의 혼합체 등이 이용될 수도 있다. Alternatively, a lithium foil, an indium foil, a tin foil, a mixture of two materials among them, or the like may be used as the
다음으로, 음극층(310)에 입자(321)의 일부 매립 단계(S220)에서는 입자 크기가 최소 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 200㎛인 복수의 입자(321) 각각의 일부분을 음극층(310)에 매립한다.
Next, a portion of each of the plurality of
구체적으로 음극층(310)에 입자(321)의 일부를 매립하는 것은 후술할 다양한 방법을 이용하여 실시할 수 있다.Particularly, it is possible to embed a part of the
첫번째, 리튬박(Li foil), 인듐박(In foil), 주석박(Sn foil) 및 이들 중 두 재료의 혼합체 등의 음극층(310) 상에 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 입자(321)를 분사(spraying)한 후 프레싱(pressing)하여 수행한다.First, a
이때, 입자(321)를 분사하는 방법으로는 파우더 도포(power coating) 방법 및 스핀 코팅(spin coating) 방법 등을 이용할 수 있다. 이들 중 하나의 방법이 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상이 혼용되어 사용될 수도 있다.
At this time, as a method of spraying the
두번째, 통상의 테이프 캐스팅(tape casting) 방법을 이용하여 수행한다.Second, it is performed using a conventional tape casting method.
테이프 캐스팅 방법은 통상의 접착용 테이프(미도시)에 입자(321)를 촘촘히 배치하여 부착한 후 입자(321)가 부착된 접착용 테이프(미도시)를 음극층(310) 상에 배치시킨 다음 음극층(310) 상에 배치되어 입자(321)가 부착된 접착용 테이프(미도시)를 프레싱한다. 이로써, 입자(321)의 일부분이 음극층(310)에 매립될 수 있다.In the tape casting method,
한편, 프레싱 후에는 접착용 테이프를 제거해야 하는데, 이 경우, 접착용 테이프는 300℃ 내지 500℃의 온도에서 열처리하거나 혹은 접착용 테이프를 용해시키는 용매로 녹여서 제거할 수 있다. 이때, 열처리 온도가 상기한 범위를 벗어나면, 접착용 테이프의 제거가 불충분하거나 기타 음극층(310)이나 입자(321)의 손상을 초래할 수 있으므로 주의해야 한다.
On the other hand, after the pressing, the adhesive tape must be removed. In this case, the adhesive tape can be heat-treated at a temperature of 300 ° C to 500 ° C or dissolved by dissolving the adhesive tape in a solvent. At this time, if the heat treatment temperature is out of the above-mentioned range, care must be taken since the removal of the adhesive tape may be insufficient, or
세번째, 에어로졸 증착(aerosol deposition) 방법 등을 사용하여 입자를 물리적으로 직접 분사 및 매립 시킬 수 있다.Third, particles can be physically directly injected and buried using an aerosol deposition method or the like.
이 경우, 입자(321)에 가해지는 물리적인 힘에 의해 전술한 다른 방법들과 달리 프레싱 공정을 진행하지 않고도 입자(321)의 일부가 음극층(310)에 매립되게 된다.In this case, due to the physical force applied to the
이때, 에어로졸 증착은 입자 이동 속도를 0.1~300m/s 범위로 하여 실시하는 것이 바람직하다. 입자 이동 속도가 0.1m/s 미만일 경우, 입자(321)에 가해지는 물리적인 힘이 너무 약해서 입자(321)가 음극층(310)에 매립되는 것이 어려울 수 있다. 이에 반해, 입자 이동 속도가 300m/s를 초과하는 경우, 입자(321)의 전부가 음극층(310)에 매립되어 입자(321)가 양극층으로의 리튬 이온의 경로를 제공하지 못하거나, 단락을 방지하는 역할을 제대로 수행하지 못할 수 있다. 따라서, 상기한 범위의 입자 이동 속도를 유지하는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the aerosol deposition is carried out with the particle moving speed in the range of 0.1 to 300 m / s. If the particle moving speed is less than 0.1 m / s, the physical force applied to the
상기한 방법들 모두에서, 입자(321)로는 모든 리튬 이온 고체전해질을 이용할 수 있다. 또한, 입자 크기가 최소 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 200㎛ 범위인 입자(321)를 이용할 수 있다. 또한, 1%~95%의 입자(321) 충진율을 갖도록 음극층(310)에 충진시킬 수 있다. 이러한 입자(321) 형성 물질, 크기 및 충진율 등의 한정 이유는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
In all of the above methods, all of the lithium ion solid electrolytes can be used as the
전자장벽층 형성 단계(S230)에서는 적어도 복수의 입자(321)들 사이의 음극층(310) 노출부에 전자장벽층(323)을 형성한다.In the electron barrier layer formation step S230, an
일례로, 전자장벽층(323)은 LLT 또는 LLZ 산화물 재질, 혹은 5중량% 이하의 Al2O3가 첨가된 LLZ 산화물 재질을 에어로졸 증착 방법 및 스핀 코팅 방법 등을 이용하여 복수의 입자(321)들 사이에 형성할 수 있다.For example, the
이 과정에서, 입자(321)와 입자(321) 사이의 음극층(310) 노출부 뿐만 아니라 입자(321) 상에도 전자장벽층(323)이 형성될 수도 있음은 물론이다.It goes without saying that the
한편, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 상기한 방법들에 한정하여 설명하였으나, 입자(321)의 일부를 음극층(310)에 매립할 수 있는 기타 다른 방법들 또한 이용될 수 있음은 물론이다.However, it should be understood that other methods of embedding a part of the
또한, 음극층(310)에 복수의 입자(321)의 일부분을 매립하는 것으로 설명하였으나, 음극층(310) 대신 양극층(미도시)을 이용할 수도 있으며, 양극층은 도 7을 참조하여 후술되는 양극층(710)과 동일할 수 있으므로, 이에 대해서는 생략한다.A portion of the plurality of
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체 전해질막 제조방법은 기존의 방법들을 이용하여 신규한 구조를 갖는 고이온전도도의 고체 전해질막을 손쉽게 제조할 수 있는 장점을 가진다.
As described above, the solid electrolyte membrane manufacturing method according to the present invention has an advantage that a solid electrolyte membrane having a novel structure and high ion conductivity can be easily manufactured using existing methods.
도 7은 본 발명에 따른 고체 전해질막을 이용하여 제조될 수 있는 전고체 이차전지를 개략적으로 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view schematically showing a pre-solid secondary battery that can be manufactured using the solid electrolyte membrane according to the present invention.
도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 전고체 이차전지(700)는 양극층(710), 음극층(720) 및 상기 양극층(710)과 음극층(720) 사이에 개재된 고체 전해질막(730)을 포함한다.7, a pre-solid-state
양극층(710)은 양극으로서의 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 양극층(710)으로는 통상적인 리튬을 이용한 전고체 이차전지에 사용되는 재료가 이용될 수 있다. 예를 들어, 양극층(710)은 양극 활물질 LiCoO2와 고체 전해질 LiGe0 .25P0 .75S4를 혼합하여 양극 혼합제로 한 재료가 이용될 수 있다. 또한, 양극층(710)의 고체 전해질로 LLT 또는 LLZ 산화물, 혹은 5중량% 이하의 Al2O3이 첨가된 LLZ 산화물이 이용될 수도 있다. 그리고, 양극층(710)은 도전성 향상을 위해 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 카본 파이버, 전도성 금속 등의 전도체를 추가로 함유할 수도 있다.The
음극층(720)은 음극으로서의 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 음극층(720)으로는 통상적인 리튬을 이용한 전고체 이차전지에 사용되는 재료가 이용될 수 있다. 예를 들어, 음극층(720)은 음극 활물질 Li4Ti5O12과 고체 전해질 LiGe0.25P0.75S4를 혼합하여 음극 혼합제로 한 재료가 이용될 수 있다. 또한, 음극층(720)의 고체 전해질로 LLT 또는 LLZ 산화물, 혹은 5중량% 이하의 Al2O3이 첨가된 LLZ 산화물이 이용될 수도 있다. 음극층(720)은 도전성 향상을 위해 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 카본 파이버 등의 전도체를 추가로 함유할 수도 있다. 이와는 다르게, 음극층(720)으로는 리튬박(Li foil), 인듐박(In foil), 주석박(Sn foil) 및 이들 중 두 재료의 혼합체 등이 이용될 수도 있다. The
고체 전해질막(730)은 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자(731) 및 복수의 입자(731)들 사이에 형성된 전자장벽층(733)으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 약 3×10-6S/cm 내지 2.8×10-4S/cm 범위의 이온전도도를 갖는다.The
이러한 고체 전해질막(730)은 전술한 도 1의 고체 전해질막(120)을 이용할 수 있으며, 입자(731) 및 전자장벽층(733)의 형성 물질 및 방법 등은 도 1, 4 및 5를 참조하여 설명한 입자(121) 및 전자장벽층(123)과 동일할 수 있으므로, 중복된 설명은 생략한다.
The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전고체 이차전지(700)는 본 발명에 따른 고이온전도도를 갖는 신규한 구조의 산화물 고체 전해질막(730)을 채용함으로써, 고이온전도도를 가질 수 있다. 이에 따라, 전지의 안정성 향상과 함께 고성능화가 가능하여 전자기기뿐만 아니라 전기 자동차 등에 적용할 수 있어 시장 확대에 따른 고비용 창출이 가능하다.
As described above, the all-solid-state
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예1Example 1 . . LLZLLZ + 1중량% + 1 wt% AlAl 22 OO 33 고체 solid 전해질막Electrolyte membrane 제조 Produce
100㎛의 입자 크기를 갖는 1중량% Al2O3 이 첨가된 Li7La3Zr2O12(LLZ) 입자를 주석박(Sn foil)으로 이루어진 음극층 상에 분사한 후, 프레스기를 이용하여 300kg/cm2의 압력으로 프레싱하였다. 이후, 에어로졸 증착 방법으로 LLT 후막을 입자들 사이의 음극층 노출부에 제조하여, LLZ - 1중량% Al2O3 세라믹스의 고체 전해질막을 제조하였다.
1% by weight Al 2 O 3 having a particle size of 100 μm The added Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ) particles were sprayed onto a negative electrode layer made of tin foil and pressed at a pressure of 300 kg / cm 2 using a press machine. Thereafter, an LLT thick film was formed in the cathode layer exposed portion between the particles by an aerosol deposition method, and LLZ - A solid electrolyte membrane of 1 wt% Al 2 O 3 ceramics was prepared.
물성 평가Property evaluation
실시예 1에 의해 제조된 고체 전해질막의 이온전도도를 복소 임피던스 분석법(complex impedance spectroscopy)을 사용하여 측정 및 분석하고, 이를 도 8에 나타냈다.
The ion conductivity of the solid electrolyte membrane prepared in Example 1 was measured and analyzed using complex impedance spectroscopy, which is shown in FIG.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 제조된 Li7La3Zr2O12 - 1중량% Al2O3 세라믹스의 이온전도도 특성을 나타낸 그림이다.FIG. 8 is a graph showing the relationship between the content of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 - Ion conductivity of 1 wt% Al 2 O 3 ceramics.
도 8을 참조하면, 신규한 구조의 LLZ- 1중량% Al2O3 세라믹스로 이루어진 실시예 1의 경우, 약 6.37×10-5 S/cm의 이온전도도를 가짐을 확인할 수 있었다. 이는 충진율이 약 21% 내지 32% 임을 의미한다.Referring to FIG. 8, it was confirmed that Example 1 made of the novel LLZ-1 weight% Al 2 O 3 ceramics had an ion conductivity of about 6.37 × 10 -5 S / cm. This means that the filling rate is about 21% to 32%.
이는, 일반 고체전해질막의 이온전도도에 비해 약 60배 이상 향상된 값이다. 현재 산업체에서 사용하고 있는 LIPON 고체전해질막의 이온전도도가 통상 약 10-6S/cm으로 알려져 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 신규한 구조의 고체 전해질막이 고이온전도도 특성을 가짐을 확인할 수 있었다.
This value is about 60 times higher than the ion conductivity of a general solid electrolyte membrane. The ionic conductivity of LIPON solid electrolyte membranes used in industry today is generally known to be about 10 -6 S / cm. As a result, it was confirmed that the solid electrolyte membrane of the novel structure according to the present invention had high ionic conductivity.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
110, 310, 720 : 음극층 120 : 고체 전해질막
121, 321, 731 : 입자 123, 323, 733 : 전자장벽층
700 : 전고체 이차전지 710 : 양극층110, 310, 720: cathode layer 120: solid electrolyte membrane
121, 321, 731:
700: entire solid secondary battery 710: anode layer
Claims (27)
Li3xLa2/(3-x)TiO3(0<X≤2) 또는 Li7La3Zr2O12 중 선택되는 산화물로 형성되며, 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자; 및
적어도 상기 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에, Li3xLa2/(3-x)TiO3(0<X≤2) 또는 Li7La3Zr2O12 중 선택되는 산화물로 형성된 전자장벽층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
A solid electrolyte membrane interposed between a cathode layer and a cathode layer,
Li 3x La 2 / (3x) TiO 3 (0 <X≤2) Or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and has a particle size of at least 1 μm or more; And
Between at least two particles and all of the plurality of lithium, Li 3x La 2 / (3x ) TiO 3 (0 <X≤2) Or an oxide selected from Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
상기 리튬이온통과 입자의 크기는
1㎛ 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
The method according to claim 1,
The size of the lithium ion and the particle is
Wherein the solid electrolyte layer has a thickness of 1 占 퐉 to 200 占 퐉.
상기 리튬이온통과 입자의 충진율은
[식 1]로 나타내어지며, 1% 내지 95%인 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
[식 1], 입자의 충진율 = [입자의 면적부]/[고체 전해질막의 면적부]
The method according to claim 1,
The charging rate of the lithium ion and the particle is
The solid electrolyte membrane according to claim 1, which is represented by the following formula (1).
[Formula 1], filling rate of particles = [area of particles] / [area of solid electrolyte membrane]
상기 리튬이온통과 입자는
상기 Li7La3Zr2O12에 5중량% 이하 함량의 Al2O3을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
The method according to claim 1,
The lithium ion and the particles
Further comprising Al 2 O 3 in an amount of 5 wt% or less based on the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
상기 전자장벽층은
상기 Li7La3Zr2O12에 5중량% 이하 함량의 Al2O3을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
The method according to claim 1,
The electron barrier layer
Further comprising Al 2 O 3 in an amount of 5 wt% or less based on the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
상기 전자장벽층의 두께는
1㎛ 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 고체 전해질막.
The method according to claim 1,
The thickness of the electron barrier layer
And the thickness of the solid electrolyte layer is 1 占 퐉 to 20 占 퐉.
(b) 적어도 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에 Li3xLa2/(3-x)TiO3(0<X≤2) 또는 Li7La3Zr2O12 중 선택되는 산화물로 전자장벽층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
(a) Li 3x La 2 / (3x) TiO 3 (0 <X≤2) Or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , and forming a plurality of lithium ions, each having a particle size of at least 1 μm, in the anode layer or the cathode layer in such a manner that a part of each of the particles is embedded ; And
(b) Li 3x La 2 / (3x) between at least a plurality of lithium all over the particles, TiO 3 (0 <X≤2) Or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 to form an electron barrier layer.
상기 (a) 단계는
상기 양극층 또는 음극층 상에 상기 복수의 리튬이온통과 입자를 분사(Spraying)하는 단계와, 분사된 입자를 프레싱(pressing)하는 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The step (a)
A step of spraying the plurality of lithium ions and particles on the anode layer or the cathode layer, and a step of pressing the injected particles.
상기 리튬이온통과 입자의 분사는
파우더 도포법 또는 스핀 코팅 방법을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The injection of the lithium ions and the particles
A powder coating method, or a spin coating method.
상기 (a) 단계는
테이프 캐스팅(tape casting) 방법을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The step (a)
Wherein the solid electrolyte membrane is formed using a tape casting method.
상기 테이프 캐스팅 후,
접착용 테이프를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
13. The method of claim 12,
After the tape casting,
And removing the adhesive tape to remove the adhesive tape.
상기 접착용 테이프는 300℃~500℃의 온도에서 열처리되거나 또는 상기 접착용 테이프를 용해시키는 용매로 녹여서 제거되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the adhesive tape is heat treated at a temperature of 300 ° C to 500 ° C or is dissolved by a solvent dissolving the adhesive tape to remove the solid electrolyte film.
상기 (a) 단계는
에어로졸 증착(aerosol deposition) 방법을 이용하여 상기 복수의 리튬이온통과 입자를 물리적으로 직접 분사 및 매립시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The step (a)
Wherein the plurality of lithium ions are physically directly injected and embedded into the plurality of lithium ions by using an aerosol deposition method.
상기 리튬이온통과 입자는
0.1m/s 내지 300m/s의 입자 이동 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
16. The method of claim 15,
The lithium ion and the particles
Wherein the solid electrolyte membrane has a particle moving speed of 0.1 m / s to 300 m / s.
상기 리튬이온통과 입자의 크기는
1㎛ 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The size of the lithium ion and the particle is
Wherein the solid electrolytic film has a thickness of from 1 mu m to 200 mu m.
상기 리튬이온통과 입자의 충진율은
[식 1]로 나타내어지며, 1% 내지 95%인 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
[식 1], 입자의 충진율 = [입자의 면적부]/[고체 전해질막의 면적부]
10. The method of claim 9,
The charging rate of the lithium ion and the particle is
(1), and is 1% to 95%.
[Formula 1], filling rate of particles = [area of particles] / [area of solid electrolyte membrane]
상기 전자장벽층은
파우더 도포법 또는 스핀 코팅 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질막 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The electron barrier layer
Wherein the solid electrolyte layer is formed by a powder coating method or a spin coating method.
상기 고체 전해질막은 입자 크기가 최소 1㎛ 이상인 복수의 리튬이온통과 입자; 및 적어도 상기 복수의 리튬이온통과 입자들 사이에 형성된 전자장벽층;을 포함하되, 상기 리튬이온통과 입자가 Li3xLa2/(3-x)TiO3(0<X≤2) 또는 Li7La3Zr2O12 중 선택되는 산화물로 형성되고, 상기 전자장벽층은 Li3xLa2/(3-x)TiO3(0<X≤2) 또는 Li7La3Zr2O12 중 선택되는 산화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
A cathode layer, and a solid electrolyte layer interposed between the anode layer and the cathode layer,
Wherein the solid electrolyte membrane comprises a plurality of lithium ion exchange resins having a particle size of at least 1 탆; And at least electron barrier layer of the plurality of lithium formed between all the particles; including, but the lithium all over the particles, and Li 3x La 2 / (3x) TiO 3 (0 <X≤2) Or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is formed from an oxide selected from the electron barrier layer is Li 3x La 2 / (3x) TiO 3 (0 <X≤2) Or an oxide selected from Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
상기 리튬이온통과 입자의 충진율은
[식 1]으로 나타내어지며, 1% 내지 95%인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
[식 1], 입자의 충진율 = [입자의 면적부]/[고체 전해질막의 면적부]
23. The method of claim 22,
The charging rate of the lithium ion and the particle is
(1), and is 1% to 95%.
[Formula 1], filling rate of particles = [area of particles] / [area of solid electrolyte membrane]
상기 리튬이온통과 입자는
상기 Li7La3Zr2O12에 5중량% 이하 함량의 Al2O3을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
23. The method of claim 22,
The lithium ion and the particles
Further comprising Al 2 O 3 in an amount of 5 wt% or less based on the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
상기 전자장벽층은
상기 Li7La3Zr2O12에 5중량% 이하 함량의 Al2O3을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.23. The method of claim 22,
The electron barrier layer
Further comprising Al 2 O 3 in an amount of 5 wt% or less based on the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 .
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