KR101718880B1 - Preparing method of lithum-lanthanum-zirconium-based solid electrolyte - Google Patents

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백창근
조용재
서현승
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Abstract

The present invention relates to a method for preparing a lithium (Li)-lanthanum (La)-zirconium (Zr)-based solid electrolyte, comprising the following steps: adding a first lithium source to a La-Zr precursor and primarily thermally treating the same, and preparing a first Li-La-Zr-based precursor; adding a second lithium source to the Li-La-Zr-based precursor, secondarily thermally treating the same, and preparing a second Li-La-Zr-based precursor; and sintering the second Li-La-Zr-based precursor and producing a solid electrolyte including a Li-La-Zr-based composite oxide. According to the present invention, physical processability and electrical properties (especially, ion conductivity) can be improved.

Description

리튬-란타늄-지르코늄계 고체 전해질의 제조 방법{PREPARING METHOD OF LITHUM-LANTHANUM-ZIRCONIUM-BASED SOLID ELECTROLYTE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium-lanthanum-zirconium-based solid electrolyte,

본원은, 리티에이션(lithiation)을 이용한 리튬, 란타늄, 지르코늄, 및 산소를 포함하는 Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing Li-La-Zr based solid electrolytes containing lithium, lanthanum, zirconium, and oxygen using lithiation.

기존 리튬이차전지의 경우, 액체 전해질 사용에 의해 안전성 문제가 발생하고 있다. 액체 전해질을 대체하기 위한 유·무기 고체 전해질의 개발이 이루어지고 있으나, 액상 전해액 대비 이온전도율이 낮기 때문에 상용화가 어려운 실정이다. 액체 전해질이 가지는 안전성의 문제를 개선하기 위해서는 고체 전해질의 개발이 시급하다. 따라서, 고체 전해질의 낮은 이온전도율을 개선하기 위한 노력은 계속되고 있으며, 그 결과로서 액체 전해질과 유사한 정도의 이온전도도를 나타내는 황화물계 고체 전해질이 개발되었고, 그 뒤를 산화물계 고체 전해질이 뒤따르고 있다.In the case of existing lithium secondary batteries, safety problems are caused by the use of liquid electrolytes. Although inorganic and inorganic solid electrolytes for replacing liquid electrolytes have been developed, they are difficult to commercialize because they have low ion conductivity compared to liquid electrolytes. Development of a solid electrolyte is urgent to improve the safety of the liquid electrolyte. Accordingly, efforts to improve the low ion conductivity of solid electrolytes have been continued, and as a result, sulfide-based solid electrolytes showing similar ion conductivity to liquid electrolytes have been developed, followed by oxide-based solid electrolytes.

황화물계 고체 전해질의 경우, 높은 이온전도도를 가짐에도 불구하고, 대기 중 수분과의 반응 및 냄새 등으로 인해 제조 환경에 제약이 있어 실질적인 양산이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 산화물계 고체 전해질의 경우, 대기 중에서 제조 가능하다는 장점을 가지지만, 이온전도도가 낮은 단점으로 인하여 실질적인 적용이 어렵다는 단점이 있다.In the case of a sulfide-based solid electrolyte, although it has a high ionic conductivity, there is a problem that it is difficult to mass-produce the sulfide-based solid electrolyte due to the restriction of the manufacturing environment due to reaction with moisture in the atmosphere and odor. In addition, although the oxide-based solid electrolyte has an advantage that it can be produced in the air, it has a disadvantage in that it is difficult to apply it practically due to the low ion conductivity.

한편, 대한민국 공개특허 제2015-0005136호에서는 전고체 리튬이차전지용 고체 전해질 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 소결 시 리튬 소스의 일부 증발하여 첨가한 리튬이 모두 반응되지 않으므로 반응시키고자 하는 양보다 과량의 리튬을 첨가하여 고체전해질의 효과를 향상시키는 것에 대하여 개시하고 있으나, 1 차 리티에이션만을 수행하여 리튬 소스와 전구체의 합성에서 완전히 반응하지 않는 단점이 있으며, 또한 수산화물계 리튬 소스에 의해 리티에이션을 수행하는 경우 소결 후의 분말의 뭉침 현상에 의해 과도하게 경화되어 분쇄가 어렵고, 이로 인해 펠렛화가 어렵다는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0005136 discloses a solid electrolyte for a solid lithium secondary battery and a method for producing the same. Part of the lithium source is partially evaporated during sintering, and thus added lithium is not reacted. However, it is disadvantageous in that it is not completely reacted in the synthesis of the lithium source and the precursor by performing only the first retraction, and the retention is carried out by the hydroxide-based lithium source There is a problem in that the powder is hardened excessively due to the aggregation of the powder after sintering and is difficult to be pulverized, thereby making pelletization difficult.

본원은, La-Zr계 전구체에 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리하여 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 상기 Li-La-Zr계 전구체에 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물을 포함하는 고체 전해질을 제조하는 단계를 포함하는, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a process for preparing a Li-La-Zr-based precursor by adding a first lithium source to a La-Zr-based precursor and then subjecting it to a first heat treatment; Preparing a second Li-La-Zr-based precursor by adding a second lithium source to the Li-La-Zr-based precursor and then performing a second heat treatment; And a step of sintering the second Li-La-Zr-based precursor to prepare a solid electrolyte including a Li-La-Zr based composite oxide, .

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 일 측면은, La-Zr계 전구체에 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리하여 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체에 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물을 포함하는 고체 전해질을 제조하는 단계를 포함하는, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lithium secondary battery, comprising: preparing a first Li-La-Zr based precursor by adding a first lithium source to a La-Zr based precursor; Preparing a second Li-La-Zr-based precursor by adding a second lithium source to the first Li-La-Zr-based precursor and then performing a second heat treatment; And sintering the second Li-La-Zr-based precursor to prepare a solid electrolyte including a Li-La-Zr-based composite oxide.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 La-Zr계 전구체는 고상법, 공침법, 또는 졸-겔법에 의해 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the La-Zr-based precursor may be prepared by solid phase method, coprecipitation method, or sol-gel method, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 리튬 소스 및 상기 제 2 리튬 소스는 각각 독립적으로 LiOH·H2O, Li2CO3, LiF, Li2S, LiOH, Li2O, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the invention, the first lithium source and the second lithium source are each independently selected from LiOH · H 2 O, Li 2 CO 3, LiF, Li 2 S, LiOH, Li 2 O, and combinations thereof But are not limited to, those selected from the group consisting of:

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 리튬 소스와 상기 제 2 리튬 소스는 각각 상이한 물질이 사용되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the first lithium source and the second lithium source may include, but are not limited to, different materials.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계는, 상기 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 상기 제 1 리튬 소스가 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 추가로 첨가되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the first Li-La-Zr based precursor may include adding the first lithium source to the first lithium source in an amount of about 1 wt% to about 20 wt% But are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 1 차 열처리는 약 800℃ 내지 약 900℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the primary heat treatment may be performed at a temperature of about 800 ° C to about 900 ° C, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계는, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the first Li-La-Zr based precursor may further include a step of grinding the first Li-La-Zr based precursor, but the present invention is not limited thereto .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분쇄된 제 1 Li-La-Zr계 전구체는 약 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the ground Li-La-Zr precursor may have a particle size of about 100 μm or less, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 리튬 소스는 상기 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위로 첨가되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the second lithium source may be added in a range of about 1% by weight to about 20% by weight based on the weight of the first lithium source, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차 열처리는 약 900℃ 내지 약 1,000℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the secondary heat treatment may be performed at a temperature of about 900 ° C to about 1,000 ° C, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 수득하는 단계는, 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the step of obtaining the second Li-La-Zr-based precursor may further include a step of pulverizing the second Li-La-Zr-based precursor, but the present invention is not limited thereto .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체는 약 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized second Li-La-Zr precursor may have a particle size of about 100 μm or less, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 펠렛화하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the step of pelletizing the pulverized second Li-La-Zr-based precursor may be further included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소결은 약 1,000℃ 내지 약 1,200℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the disclosure, the sintering may be performed at a temperature of from about 1,000 ° C. to about 1,200 ° C., but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Li-La-Zr계 복합산화물은 등축정계 구조, 정방정계 구조, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 결정구조를 가지는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the Li-La-Zr based complex oxide may have a crystal structure selected from the group consisting of an isotropic crystal structure, a tetragonal crystal structure, and combinations thereof. It is not.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 상기 제 1 리튬 소스의 추가 첨가량과 상기 제 2 리튬 소스의 첨가량의 합이 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 범위일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the sum of the addition amount of the first lithium source and the addition amount of the second lithium source is in the range of about 5 wt% to about 20 wt% with respect to the weight of the added first lithium source But is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따른 Li-La-Zr계 복합산화물의 제조 방법은, 리티에이션(lithiation)을 2 단계에 걸쳐 수행하여 각각의 단계에서 리튬 소스의 종류 및/또는 첨가량을 각각 상이하게 첨가할 수 있으며, 이를 통해 소결시 경화 현상을 방지할 수 있고, 고체 전해질의 물리적 가공성(펠렛화) 및 전기적 특성(특히, 이온전도도)를 향상시킬 수 있다. 또한, 본원에 따른 Li-La-Zr계 복합산화물의 제조 방법은, La-Zr계 전구체와 리튬의 합성(결정성)을 충분히 발생하도록 하는 효과가 있으며, 각각의 리티에이션 단계에서 첨가되는 리튬 소스의 함유량을 조절함으로써 이온전도도를 향상시킬 수 있다.The method for producing a Li-La-Zr based composite oxide according to an embodiment of the present invention is characterized in that lithiation is performed in two steps and the kinds and / or addition amounts of the lithium source are added at different stages Whereby it is possible to prevent the hardening phenomenon during sintering, and to improve the physical workability (pelletization) and electrical properties (in particular, ionic conductivity) of the solid electrolyte. In addition, the process for producing a Li-La-Zr based composite oxide according to the present invention has an effect of sufficiently producing the synthesis (crystallinity) of a La-Zr-based precursor and lithium, The ionic conductivity can be improved.

도 1은, 본원의 일 실시예에 따른 Li-La-Zr계 복합산화물의 제조 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는, 비교예로서, 종래의 방법에 따른 Li-La-Zr계 복합산화물의 제조 과정을 나타낸 흐름도이다.
FIG. 1 is a flowchart illustrating a process for producing a Li-La-Zr-based composite oxide according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart showing a manufacturing process of a Li-La-Zr based composite oxide according to a conventional method as a comparative example.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments and examples described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. As used herein, the terms "about," " substantially, "and the like are used herein to refer to or approximate the numerical value of manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.The term " step " or " step of ~ " as used throughout the specification does not imply " step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다. Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".

본원 명세서 전체에서, "Li-La-Zr계 복합산화물"이라는 용어는, 리튬(Li), 란타늄(La), 지르코늄(Zr), 및 산소(O)를 포함하는 물질을 의미하는 것으로서, "LLZ" 또는 "LLZO"로 약칭될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "Li-La-Zr based composite oxide" as used throughout the present specification means a material containing lithium (Li), lanthanum (La), zirconium (Zr), and oxygen (O) Quot; or "LLZO ", but is not limited thereto.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 일 측면은, La-Zr계 전구체에 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리하여 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체에 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물을 포함하는 고체 전해질을 제조하는 단계를 포함하는, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lithium secondary battery, comprising: preparing a first Li-La-Zr based precursor by adding a first lithium source to a La-Zr based precursor; Preparing a second Li-La-Zr-based precursor by adding a second lithium source to the first Li-La-Zr-based precursor and then performing a second heat treatment; And sintering the second Li-La-Zr-based precursor to prepare a solid electrolyte including a Li-La-Zr-based composite oxide.

Li-La-Zr계 고체 전해질을 제조하기 위해, 먼저, La-Zr계 전구체에 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리하여 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조한다. 상기 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리함으로써 1 차 리티에이션(lithiation)이 수행된다.In order to prepare a Li-La-Zr based solid electrolyte, first a first Li source is added to a La-Zr precursor and then subjected to a first heat treatment to prepare a first Li-La-Zr precursor. Primary lithiation is performed by adding the first lithium source and then performing a first heat treatment.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 La-Zr계 전구체는 종래에 공지된 방법에 의해 제조되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 상기 La-Zr계 전구체는 고상법, 공침법, 또는 졸-겔법 등에 의해 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the La-Zr-based precursor may be prepared by a conventionally known method. For example, the La-Zr-based precursor may be prepared by a solid phase method, coprecipitation method, sol- But is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 리튬 소스는 LiOH·H2O, Li2CO3, LiF, Li2S, LiOH, Li2O, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, a material that is the first lithium source is selected from the group consisting of LiOH · H 2 O, Li 2 CO 3, LiF, Li 2 S, LiOH, Li 2 O, and combinations thereof But are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계는, 상기 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 상기 제 1 리튬 소스가 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 추가로 첨가되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 리튬 소스의 추가 첨가량은 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 약 1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step of preparing the first Li-La-Zr-based precursor comprises adding the first lithium source in an amount of about 1 wt% to about 20 wt% based on the weight of the added first lithium source, But are not limited thereto. For example, the additional amount of the first lithium source may be from about 1 wt% to about 20 wt%, from about 1 wt% to about 15 wt%, from about 1 wt% to about 10 wt%, from about 1 wt% to about 8 wt% From about 1% to about 6%, from about 1% to about 4%, from about 1% to about 2%, from about 3% to about 20%, from about 5% to about 15% By weight, or from about 7% by weight to about 10% by weight.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 열처리는 약 800℃ 내지 약 900℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 1 차 열처리 온도는 약 800℃ 내지 약 900℃, 약 800℃ 내지 약 870℃, 약 800℃ 내지 약 850℃, 약 800℃ 내지 약 830℃, 약 830℃ 내지 약 900℃, 약 850℃ 내지 약 900℃, 또는 약 870℃ 내지 약 900℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 1 차 열처리는 약 2 시간 이상, 또는 약 2 시간 내지 약 3 시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the primary heat treatment may be performed at a temperature of about 800 ° C to about 900 ° C, but is not limited thereto. For example, the primary heat treatment temperature may be from about 800 ° C to about 900 ° C, from about 800 ° C to about 870 ° C, from about 800 ° C to about 850 ° C, from about 800 ° C to about 830 ° C, from about 830 ° C to about 900 ° C, About 850 ° C to about 900 ° C, or about 870 ° C to about 900 ° C, but is not limited thereto. For example, the primary heat treatment may be performed for about 2 hours or more, or about 2 hours to about 3 hours, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계는, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 분쇄는 유발, 볼밀 등과 같은 방법에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step of preparing the first Li-La-Zr-based precursor may further include a step of pulverizing the first Li-La-Zr-based precursor, but the present invention is not limited thereto . For example, the pulverization can be carried out by a method such as induction, ball mill, etc., but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분쇄된 제 1 Li-La-Zr계 전구체는 약 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 분쇄된 제 1 Li-La-Zr계 전구체의 입자 크기는 약 100 μm 이하, 약 80 μm 이하, 약 60 μm 이하, 약 40 μm 이하, 약 20 μm 이하, 약 10 μm 이하, 약 5 μm 이하, 또는 약 1 μm 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the ground first Li-La-Zr precursor may have a particle size of less than about 100 μm, but is not limited thereto. For example, the particle size of the pulverized first Li-La-Zr precursor may be less than about 100 μm, less than about 80 μm, less than about 60 μm, less than about 40 μm, less than about 20 μm, less than about 10 μm, Less than about 5 占 퐉, or less than about 1 占 퐉, but is not limited thereto.

이어서, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체에 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 제조한다. 상기 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리함으로써 2 차 리티에이션(lithiation)이 수행된다.Next, a second lithium source is added to the first Li-La-Zr-based precursor and then subjected to a second heat treatment to produce a second Li-La-Zr-based precursor. Secondary lithiation is performed by adding the second lithium source and then performing a secondary heat treatment.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 리튬 소스는 LiOH·H2O, Li2CO3, LiF, Li2S, LiOH, Li2O, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, a material that is the second lithium source is selected from the group consisting of LiOH · H 2 O, Li 2 CO 3, LiF, Li 2 S, LiOH, Li 2 O, and combinations thereof But are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 리튬 소스와 상기 제 2 리튬 소스는 각각 상이한 물질이 사용되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the first lithium source and the second lithium source may include, but are not limited to, different materials.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 리튬 소스는 상기 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량%의 범위로 첨가되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 2 리튬 소스의 첨가량은 상기 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 약 1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the second lithium source may be added in an amount ranging from 1% by weight to 20% by weight based on the weight of the first lithium source, but the present invention is not limited thereto. For example, the amount of the second lithium source may be about 1 wt% to about 20 wt%, about 1 wt% to about 15 wt%, about 1 wt% to about 10 wt% based on the weight of the first lithium source, About 1 wt% to about 2 wt%, about 3 wt% to about 20 wt%, about 1 wt% to about 8 wt%, about 1 wt% to about 6 wt%, about 1 wt% , From about 5 wt% to about 15 wt%, or from about 7 wt% to about 10 wt%, by weight of the composition.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 2 차 열처리는 약 900℃ 내지 약 1,000℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상기 2 차 열처리 온도는 약 900℃ 내지 약 1,000℃, 약 900℃ 내지 약 970℃, 약 900℃ 내지 약 950℃, 약 900℃ 내지 약 930℃, 약 930℃ 내지 약 1,000℃, 약 950℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 970℃ 내지 약 1,000℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 2 차 열처리는 약 2 시간 이상, 또는 약 2 시간 내지 약 3 시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the secondary heat treatment may be performed at a temperature of from about 900 [deg.] C to about 1,000 [deg.] C, but is not limited thereto. For example, the second heat treatment temperature may be from about 900 캜 to about 1,000 캜, from about 900 캜 to about 970 캜, from about 900 캜 to about 950 캜, from about 900 캜 to about 930 캜, , About 950 ° C to about 1,000 ° C, or about 970 ° C to about 1,000 ° C, but is not limited thereto. For example, the secondary heat treatment may be performed for about 2 hours or more, or about 2 hours to about 3 hours, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 수득하는 단계는, 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step of obtaining the second Li-La-Zr-based precursor may further include a step of pulverizing the second Li-La-Zr-based precursor, but the present invention is not limited thereto .

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 약 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전해질의 입자 크기는 약 100 μm 이하, 약 80 μm 이하, 약 60 μm 이하, 약 40 μm 이하, 약 20 μm 이하, 약 10 μm 이하, 약 5 μm 이하, 또는 약 1 μm 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment herein, the pulverized second Li-La-Zr precursor may have a particle size of about 100 μm or less, but is not limited thereto. For example, the particle size of the pulverized second Li-La-Zr electrolyte may be less than about 100 m, less than about 80 m, less than about 60 m, less than about 40 m, less than about 20 m, less than about 10 m, Less than about 5 占 퐉, or less than about 1 占 퐉, but is not limited thereto.

이어서, 상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물을 포함하는 고체 전해질을 제조한다.Next, the second Li-La-Zr-based precursor is sintered to prepare a solid electrolyte including a Li-La-Zr-based composite oxide.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 펠렛화하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원 명세서 전체에서, "펠렛화"라는 용어는, 분말 상태의 물질을 가압하여 지름 약 1 mm 내지 약 17 mm의 크기 및 약 0.3 g 내지 약 1 g의 질량을 갖는 물질로 가공하는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 펠렛화 시의 공정 조건은 약 7 ton 내지 약 10 ton의 프레스 압력에서 약 30 초 동안 유지하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step of pelletizing the pulverized second Li-La-Zr-based precursor may be further included, but is not limited thereto. Throughout this specification, the term "pelletizing " means pressing a powdered material into a material having a size of about 1 mm to about 17 mm in diameter and a mass of about 0.3 g to about 1 g. For example, the process conditions for the pelletization may include, but are not limited to, holding for about 30 seconds at a press pressure of about 7 ton to about 10 ton.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소결은 약 1,000℃ 내지 약 1,200℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 소결 온도는 약 1,000℃ 내지 약 1,200℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,150℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,100℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,050℃, 약 1,050℃ 내지 약 1,200℃, 약 1,100℃ 내지 약 1,200℃, 또는 약 1,150℃ 내지 약 1,200℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 소결은 약 2 시간 내지 약 5 시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the sintering may be performed at a temperature of from about 1,000 ° C to about 1,200 ° C, but is not limited thereto. For example, the sintering temperature may range from about 1,000 ° C to about 1,200 ° C, from about 1,000 ° C to about 1,150 ° C, from about 1,000 ° C to about 1,100 ° C, from about 1,000 ° C to about 1,050 ° C, from about 1,050 ° C to about 1,200 ° C, Deg.] C to about 1,200 [deg.] C, or from about 1,150 [deg.] C to about 1,200 [deg.] C. For example, the sintering may be performed for about 2 hours to about 5 hours, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Li-La-Zr계 복합산화물은 등축정계 구조, 정방정계 구조, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 결정구조를 가지는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the Li-La-Zr based composite oxide may have a crystal structure selected from the group consisting of an isotropic crystal structure, a tetragonal crystal structure, and combinations thereof. It is not.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계에서 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여, 상기 제 1 리튬 소스의 추가 첨가량과 상기 제 2 리튬 소스의 첨가량의 합이 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 범위일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 리튬 소스의 추가 첨가량과 상기 제 2 리튬 소스의 첨가량의 합은 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the amount of addition of the first lithium source and the amount of addition of the second lithium source, relative to the weight of the first lithium source added in the step of producing the first Li-La-Zr based precursor, Can range from about 5 wt% to about 20 wt%, but is not limited thereto. For example, the sum of the additional amount of the first lithium source and the amount of the second lithium source may be about 5 wt% to about 20 wt%, about 5 wt% to about 15 wt%, about 5 wt% to about 10 wt% By weight, about 10% by weight to about 20% by weight, or about 15% by weight to about 20% by weight.

이하, 실시예를 참조하여 본원을 좀더 자세히 설명하지만, 본원은 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

비교예Comparative Example 1:  One: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 1(추가 투입량:  Complex oxide 1 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 5 O 5 중량%weight% ))

비교예 1은 도 2에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Comparative Example 1 was produced by the manufacturing process shown in Fig.

구체적으로, 종래에 공지된 방법에 의해 제조된 La3Zr2(OH)x 형태의 전구체에 리튬 소스로서 7 M의 LiOH·H2O를 첨가하고, 이어서 상기 첨가된 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 5 중량% 추가 첨가한 후, 볼밀 또는 유발 혼합하고 850℃에서 2 시간 동안 열처리하여 반응시켰다. 상기 반응물을 100 μm 크기 이하로 분쇄한 후 펠렛화를 위해 프레스 압력 7 ton 내지 10 ton을 30 초 동안 유지하여 지름 1 mm 내지 17 mm 및 0.3 g 내지 1 g의 질량을 갖는 펠렛화된 반응물을 제조하였다. 이어서, 상기 펠렛화된 반응물을 1,000℃에서 5 시간 동안 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물(LLZO)의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, 7 M LiOH.H 2 O was added as a lithium source to a La 3 Zr 2 (OH) x type precursor prepared by a conventionally known method, and LiOH · H 2 O 5 After addition of the weight%, the mixture was ball-milled or induction-mixed, and the mixture was reacted by heat treatment at 850 ° C for 2 hours. The reaction product was pulverized to a size of not more than 100 μm and maintained at a pressing pressure of 7 ton to 10 ton for 30 seconds for pelletization to prepare a pelletized reaction product having a mass of 1 mm to 17 mm and a mass of 0.3 g to 1 g Respectively. Subsequently, the pelletized reaction product was sintered at 1,000 ° C for 5 hours to prepare a pellet-shaped solid electrolyte having the form of Li-La-Zr composite oxide (LLZO).

실시예Example 1:  One: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 2(추가 투입량:  Complex oxide 2 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 3 O 3 중량%weight% , , LiLi 22 COCO 33 2  2 중량%weight% ))

실시예 1은 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 1 was prepared by the manufacturing process shown in Fig.

구체적으로, 종래에 공지된 방법에 의해 제조된 La3Zr2(OH)x 형태의 전구체에 제 1 리튬 소스로서 7 M의 LiOH·H2O를 첨가하고, 이어서 상기 첨가된 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 3 중량% 추가로 첨가한 후, 850℃에서 2 시간 동안 1 차 열처리하여 반응시켜 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 수득하였다. 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 100 μm 이하의 크기로 분쇄한 후, 상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체에 상기 제 1 리튬 소스에 대하여 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 2 중량% 첨가하였고, 950℃에서 2 시간 동안 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 수득하였다. 상기 Li-La-Zr계 전구체를 100 μm 이하의 크기로 분쇄한 후 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 펠렛화하여 펠렛화된 반응물을 제조하였고, 상기 펠렛화된 반응물을 1,000℃에서 5 시간 동안 소결하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, 7 M LiOH.H 2 O was added as a first lithium source to a La 3 Zr 2 (OH) x -form precursor prepared by a conventionally known method, and then to the first lithium source , LiOH.H 2 O was further added in an amount of 3% by weight and then subjected to a primary heat treatment at 850 ° C for 2 hours to obtain a first Li-La-Zr-based precursor. The precursor of the first Li-La-Zr precursor is pulverized to a size of not more than 100 μm, and Li 2 CO 3 is added to the first Li-La-Zr precursor as the second lithium source % By weight, and subjected to a second heat treatment at 950 ° C for 2 hours to obtain a second Li-La-Zr-based precursor. The Li-La-Zr precursor was pulverized to a size of 100 μm or less and then pelletized to prepare a pelletized reaction product in the same manner as in Comparative Example 1. The pelletized reaction product was sintered at 1,000 ° C. for 5 hours Thereby preparing a pellet type solid electrolyte having the form of LLZO.

실시예Example 2: 2: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 3(추가 투입량:  Complex oxide 3 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 1 O 1 중량%weight% , , LiLi 22 COCO 33 4 4 중량%weight% ))

실시예 2는 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 2 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 1 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3 4 중량%를 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 1 wt% of LiOH 占2 2O was further added to the first lithium source and 4 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 were used To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

비교예Comparative Example 2:  2: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 4(추가 투입량:  Complex oxide 4 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 10O 10 중량%weight% ))

비교예 2는 상기 비교예 1과 동일한 방법인, 도 2에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Comparative Example 2 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 2, which is the same method as Comparative Example 1.

구체적으로, 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 10 중량% 추가로 첨가한 것 이외에는 모두 상기 비교예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, a pellet-type solid electrolyte having the form of LLZO was prepared by using the same conditions and methods as in Comparative Example 1, except that LiOH 占2 2 O was further added in an amount of 10 wt% to the lithium source.

실시예Example 3:  3: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 5(추가 투입량:  Composite Oxide 5 (Additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 6 O 6 중량%weight% , , LiLi 22 COCO 33 4  4 중량%weight% ))

실시예 3은 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 3 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 6 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 4 중량% 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 6 wt% of LiOH · H 2 O was further added to the first lithium source and 4 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 were used To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

실시예Example 4:  4: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 6(추가 투입량:  Complex oxide 6 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 2 O 2 중량%weight% , , LiLi 22 COCO 33 8  8 중량%weight% ))

실시예 4는 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 4 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 2 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 8 중량% 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 2 wt% of LiOH · H 2 O was further added to the first lithium source and 8 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

비교예Comparative Example 3:  3: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 7(추가 투입량:  Complex oxide 7 (additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 20 O 20 중량%weight% ))

비교예 3은 상기 비교예 1과 동일한 방법인, 도 2에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Comparative Example 3 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 2, which is the same method as the Comparative Example 1.

구체적으로, 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 20 중량% 추가로 첨가한 것 이외에는 모두 상기 비교예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, pellet type solid electrolytes having the form of LLZO were prepared using the same conditions and method as those of Comparative Example 1, except that LiOH 占2 2 O was further added to the lithium source in an amount of 20 wt%.

실시예Example 5:  5: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 8(추가 투입량:  Composite Oxide 8 (Additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 15 O 15 중량%weight% , Li, Li 22 COCO 33 5  5 중량%weight% ))

실시예 5는 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 5 was produced by the manufacturing process shown in FIG. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 15 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 5 중량% 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 15 wt% of LiOH 占2 2 O was further added to the first lithium source and 5 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

실시예Example 6:  6: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 9(추가 투입량:  Composite Oxide 9 (Additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 10 O 10 중량%weight% , Li, Li 22 COCO 33 10  10 중량%weight% ))

실시예 6은 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 6 was produced by the manufacturing process shown in Fig. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 10 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 10 중량% 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 10 wt% of LiOH 占2 2O was further added to the first lithium source and 10 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 were used To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

실시예Example 7:  7: LiLi -La--La- Zr계Zr series 복합산화물 10(추가 투입량:  Composite Oxide 10 (Additional charge: LiOHLiOH ·H· H 22 O 5 O 5 중량%weight% , Li, Li 22 COCO 33 15  15 중량%weight% ))

실시예 7은 상기 실시예 1과 동일한 방법인, 도 1에 도시된 제조 과정에 의해 제조되었다.Example 7 was produced by the manufacturing process shown in Fig. 1, which is the same method as in Example 1 above.

구체적으로, 제 1 리튬 소스에 대하여 LiOH·H2O를 5 중량% 추가로 첨가한 것과 제 2 리튬 소스로서 Li2CO3를 15 중량% 첨가한 것 이외에는 모두 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 이용하여 LLZO의 형태를 가지는 펠렛형 고체 전해질을 제조하였다.Specifically, except that 5 wt% of LiOH 占2 2O was further added to the first lithium source and 15 wt% of Li 2 CO 3 was added as a second lithium source, the same conditions and methods as those of Example 1 were used To prepare a pellet type solid electrolyte having the shape of LLZO.

실험예Experimental Example : 이온전도도 측정: Measurement of ionic conductivity

고체 전해질의 이온전도도를 측정하기 위해, 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 LLZO 형태를 가지는 펠렛화된 고체 전해질의 상·하단부에 Au 스퍼터링(sputtering)한 후 Ag 페스트(paste)를 도포하였고, 이의 양단에 전극을 연결하여 샘플을 제조하였다. 상기 제조된 샘플을 임피던스 분석기(impedance analyzer)에 장착하여 7 MHz 내지 5 mHz까지 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the ion conductivity of the solid electrolyte, Au pelletized solid electrolytes having the LLZO form prepared in the above Examples and Comparative Examples were sputtered at the upper and lower ends thereof and then Ag paste was applied. A sample was prepared by connecting electrodes at both ends. The prepared samples were mounted on an impedance analyzer and measured from 7 MHz to 5 mHz. The results are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112015128911158-pat00001
Figure 112015128911158-pat00001

표 1에 나타낸 바와 같이, 동일한 전체 리튬 소스 추가 첨가량 별로 비교하였을 때, 상기 리튬 소스를 1 회 과량 첨가하여 제조된 비교예 1 내지 3의 고체 전해질에 비해 상기 리튬 소스를 2 회에 걸쳐 과량 첨가하여 제조된 실시예 1 내지 7의 이온전도도가 더욱 향상되었음을 본 실험을 통해 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, when compared by the same addition amount of the total lithium source, the lithium source was excessively added twice over the solid electrolyte of Comparative Examples 1 to 3 prepared by adding the lithium source by one excess It was confirmed by the present experiment that the ionic conductivity of the prepared Examples 1 to 7 was further improved.

추가로 첨가된 총 리튬 소스의 양이 증가할수록 전체적인 이온전도도 또한 상승하는 경향이 있으나, 리튬 소스의 추가 첨가량이 10 중량%일 때 이온전도도가 최고로 상승하는 것으로 나타남으로써 리튬 소스의 투입량과 이온전도도가 항상 비례하는 것은 아님을 확인할 수 있었다.As the total amount of added lithium source is increased, the overall ionic conductivity also tends to increase. However, when the additional amount of lithium source is 10 wt%, ion conductivity is maximized, so that the input amount of lithium source and ion conductivity It was not always proportional.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (16)

La-Zr계 전구체에 제 1 리튬 소스를 첨가한 후 1 차 열처리하여 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계;
상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 제 1 Li-La-Zr계 전구체에 제 2 리튬 소스를 첨가한 후 2 차 열처리하여 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계;
상기 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 가압하여 펠렛화하는 단계; 및
상기 펠렛화된 제 2 Li-La-Zr계 전구체를 소결하여 Li-La-Zr계 복합산화물을 포함하는 고체 전해질을 제조하는 단계
를 포함하는, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법으로서,
상기 제 1 리튬 소스 및 상기 제 2 리튬 소스는 각각 독립적으로 LiOH·H2O, Li2CO3, LiF, Li2S, LiOH, Li2O, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것이고,
상기 제 1 리튬 소스와 상기 제 2 리튬 소스는 각각 상이한 물질이 사용되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
Preparing a first Li-La-Zr-based precursor by adding a first lithium source to a La-Zr-based precursor and then subjecting it to a first heat treatment;
Crushing the first Li-La-Zr-based precursor;
Preparing a second Li-La-Zr-based precursor by adding a second lithium source to the pulverized first Li-La-Zr-based precursor and then subjecting the resultant to a second heat treatment;
Crushing the second Li-La-Zr-based precursor;
Pelletizing the pulverized second Li-La-Zr-based precursor by pressurization; And
And sintering the pelletized second Li-La-Zr-based precursor to prepare a solid electrolyte including a Li-La-Zr-based composite oxide
Wherein the Li-La-Zr-based solid electrolyte is a solid electrolyte,
Wherein the first lithium source and the second lithium source are each independently selected from the group consisting of LiOH.H 2 O, Li 2 CO 3 , LiF, Li 2 S, LiOH, Li 2 O, , ≪ / RTI >
Wherein the first lithium source and the second lithium source use different materials, respectively. 2. The Li-La-Zr based solid electrolyte according to claim 1, wherein the first lithium source and the second lithium source are made of different materials.
제 1 항에 있어서,
상기 La-Zr계 전구체는 고상법, 공침법, 또는 졸-겔법에 의해 제조되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the La-Zr-based precursor is produced by a solid-phase method, a coprecipitation method, or a sol-gel method.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 Li-La-Zr계 전구체를 제조하는 단계는, 상기 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 상기 제 1 리튬 소스가 1 중량% 내지 20 중량% 추가로 첨가되는 것을 포함하는, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of preparing the first Li-La-Zr based precursor comprises adding 1 wt% to 20 wt% of the first lithium source to the weight of the added first lithium source, A method for producing a La-Zr based solid electrolyte.
제 1 항에 있어서,
상기 1 차 열처리는 800℃ 내지 900℃의 온도에서 수행되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the primary heat treatment is performed at a temperature of 800 to 900 占 폚.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 분쇄된 제 1 Li-La-Zr계 전구체는 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pulverized first Li-La-Zr-based precursor has a particle size of 100 μm or less.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 리튬 소스는 상기 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량%의 범위로 첨가되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second lithium source is added in an amount of 1 wt% to 20 wt% with respect to the weight of the first lithium source.
제 1 항에 있어서,
상기 2 차 열처리는 900℃ 내지 1,000℃의 온도에서 수행되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary heat treatment is performed at a temperature of 900 ° C to 1,000 ° C.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 분쇄된 제 2 Li-La-Zr계 전구체는 100 μm 이하의 입자 크기를 가지는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pulverized second Li-La-Zr-based precursor has a particle size of 100 m or less.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 소결은 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 수행되는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the sintering is performed at a temperature of 1,000 ° C to 1,200 ° C.
제 1 항에 있어서,
상기 Li-La-Zr계 복합산화물은 등축정계 구조, 정방정계 구조, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 결정구조를 가지는 것을 포함하는 것인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a Li-La-Zr based solid electrolyte, wherein the Li-La-Zr based complex oxide has a crystal structure selected from the group consisting of an isometric structure, a tetragonal structure, and combinations thereof .
제 5 항에 있어서,
상기 첨가된 제 1 리튬 소스의 중량에 대하여 상기 제 1 리튬 소스의 추가 첨가량과 상기 제 2 리튬 소스의 첨가량의 합이 5 중량% 내지 20 중량%의 범위인, Li-La-Zr계 고체 전해질의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the sum of the addition amount of the first lithium source and the addition amount of the second lithium source is in the range of 5 wt% to 20 wt% with respect to the weight of the added first lithium source, Gt;
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