KR20140127443A - 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법 - Google Patents

리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

산화물 고체 전해질의 높은 입계 저항을 개선할 수 있는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은 LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)(이하, LLZ라 칭함) 및 고분자를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide; PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol; PEG)인 것을 특징으로 한다.

Description

리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법{LITHIUM-ION-CONDUCTIVE OXIDE-POLYMER COMPOSITE POWDER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 리튬 이온 전도성 산화물과 고분자를 사용한 복합 분말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산화물 고체 전해질 재료에서 발생하는 높은 입계 저항을 개선할 수 있는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
현재 널리 보급되고 있는 휴대용 전자기기용 리튬 이온 이차전지를 기본으로 하여 전지의 용량과 안정성을 크게 향상시킴으로써 환경친화형 자동차용 축전장치로 실용화하기 위한 기술개발이 세계적으로 활발하게 수행되고 있다.
최근, 리튬 이온 이차전지는 액체전해질을 기반으로 제조 시 발생할 수 있는 폭발/화재 위험성으로 인하여 안전성에 대한 관심이 증가하고 있으며, 유기용재에 리튬용매를 녹인 현재의 액체전해질보다 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 고체전해질로 대체하고자 하는 연구가 활발하다.
휴대용 전자기기와 전기 자동차용 전원뿐만 아니라, 소형화 추세를 거듭하고 있는 전자 소자의 구동을 위한 초소형 전원으로 개발되어 사용되고 있는 박막전지 또한 고체전해질로 제작이 되고 있어 고체전해질의 개발 필요성이 계속 증가하고 있다.
전고체 이차전지는 액체전해질 대신 고체전해질을 사용하는 이차전지로, 양극층/고체 전해질층/음극층으로 구성되는데, 이 중 고체 전해질층의 고체 전해질 재료는 높은 이온전도도 및 낮은 전자전도도가 요구된다.
전고체 이차전지의 고체 전해질층의 요구 조건을 만족하는 고체 전해질에는 황화물계, 산화물계 등이 있다. 이 중 황화물계 고체 전해질은 양극 활물질 또는 음극 활물질과의 계면 반응에 의해 저항 성분이 생성되고, 흡습성이 강하며, 유독 가스인 황화수소(H2S) 가스가 발생된다는 문제점이 있다.
산화물계 고체 전해질에는 LLT(Li3xLa2/(3-x)TiO3), LLZ(LixLa3Zr2O12) 등이 널리 알려져 있으며, 그 중 LLT계에 비해 비교적 입계 저항이 낮다고 보고되고 있는 LLZ가 유망한 재료로 주목 받고 있다. 그러나, 본 출원인의 연구 결과에 의하면, LLZ도 LLT 등의 다른 재료들처럼 높은 입계 저항을 보이는 것으로 판단된다. 이에 LLZ의 입계 저항의 개선을 위하여 LLZ 입자 사이를 리튬이 이동할 수 있는 고분자로 채워 입계 저항을 개선하고자 하였다.
대한민국 공개특허공보 제2012-0132533호(2012.12.05. 공개)에는 전해질로서 황화물계 고체 전해질을 사용하여 우수한 출력 특성을 갖는 전고체 리튬 이차 전지가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 산화물 고체 전해질의 높은 입계 저항을 개선할 수 있는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은 LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)(이하, LLZ라 칭함) 및 고분자를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide; PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol; PEG)인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 제조 방법은 (a) 고분자 및 용매를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합용액과 LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5) 분말을 혼합 및 건조하는 단계;를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 LLZ와 고분자가 복합화된 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말을 제공한다. 이 복합 분말은 리튬 이온전도도를 부여하면서 동시에 접착제로서의 기능을 가진 고분자가 첨가됨으로써 입자간의 리튬이온 이동통로를 제공하여 산화물 고체 전해질의 높은 입계 저항을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1, 2에 사용된 LLZ 분말을 나타낸 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1, 2에 사용된 LLZ 분말의 XRD(X-Ray Diffraction) 패턴을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말의 미세조직을 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말의 XRD 패턴을 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1, 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말의 이온전도도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말과 비교예 1에 따라 제조된 LLZ 소결체의 30℃에서의 이온전도도를 비교한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 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.
이하, 본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 및 그 제조 방법에 관하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 산화물-고분자 복합 분말은 리튬 이온 전도성 산화물 전해질과 고분자가 복합화된 분말이다.
이때, 고체 전해질은 LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)(이하, LLZ라 칭함)인 것이 바람직하다. LLZ는 널리 알려진 리튬 이온 전도성 산화물 고체 전해질이다.
본 발명에서 LLZ는 산화물 고체 전해질의 주요 구성 성분으로, 가넷 상(Garnet Phase)을 나타내며, 높은 이온전도도(총 2.2×10-4 S/cm), 상대적으로 전고체 이차전지용 전극 재료와의 낮은 반응성 및 넓은 포텐셜 윈도우(Potential Window, 0-6V) 등을 가진다. 따라서, LLZ를 고체 전해질로 이용할 경우, 전고체 이차전지 제조에 유리한 면이 있다.
이러한 LLZ는 음극층과 양극층 사이에서 리튬(Li) 이온의 이동 경로를 제공하며, 1~200㎛의 입자 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이때, LLZ 입자의 크기가 1㎛ 미만일 경우, 양극층과 음극층 사이에서 충분한 리튬 이온의 이동 경로를 제공하기가 어려울 수 있다. 반면에, LLZ 입자의 크기가 200㎛를 초과하는 경우, 제조되는 고체 전해질막을 얇게 제조하는데 어려움이 발생할 수 있다.
이온전도도는 LLZ 입자의 크기에 비례하므로, 입자 크기가 클수록 이온전도도 향상 측면에서 바람직하다.
상기 고분자는 LLZ 분말 입자 사이에 충진되어 리튬 이온 전도 통로를 부여하는 역할을 한다. 또한, 고분자는 접착제로서의 기능을 가질 수 있어 LLZ 분말에 접착 기능을 부여하는 데 기여한다.
이를 위해, 상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide; PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol; PEG)을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌옥사이드(PEO)와 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 액체 리튬이온 전해질과 함께 복합될 경우 리튬 이온 전도도를 보이는 고분자 물질로 알려져 있으며, 본 발명에서 산화물 고체전해질과 함께 사용되어도 리튬이온을 전도시키는 것으로 확인되었다. 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 약 20,000 이하의 분자량을 가지며, 폴리에틸렌옥사이드(PEO)는 약 20,000 이상의 분자량을 가지는 것으로 알려져 있다.
전술한 고분자 대 LLZ는 LLZ의 입자 크기에 따라 다르지만, 통상 1:2~1:20 의 무게비를 가지고 것이 바람직하다. 이때, 고분자 대 LLZ의 무게비가 1:2 미만일 경우, 제조되는 복합 분말의 이온전도도가 저하될 수 있고, 반면에 1:20를 초과하는 경우, 제조되는 복합 분말의 접착성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은 LLZ와, PEO 또는 PEG와 같은 고분자가 복합화된 LLZ계 산화물 고분자 복합 분말로서, 가넷(Garnet) 상을 유지하며, 최소 10-8 S/cm 이상, 바람직하게는 5×10-7 S/cm 내지 1×10-4 S/cm의 이온전도도를 가질 수 있다.
한편, 상기 LLZ는 높은 이온전도도를 위하여 첨가제로서 Al, Cu, Ta, Nb, Ge 및 Y 중에서 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것이 바람직하다.
순수한 LLZ의 경우 그 결정구조가 정방정계이며 10-6 S/cm 이하로 낮은 입내 이온전도도를 보이는 반면, Al 등의 원소가 첨가될 경우 결정구조가 입방정계로 바뀌면서 10-4 S/cm 이상의 높은 입내 이온전도도를 보이는 것으로 알려져 있다.
첨가제 중에서 Al의 경우, Al3+ 이온이 Li+ 사이트에 치환되면서 Li 공공(vacancy)의 형성으로 인해 이온전도도를 향상시키는 효과도 나타나는 것으로 알려져 있다.
또한, 첨가제 중에서 Cu의 경우, 리튬의 휘발이 심하지 않은 1200℃ 이하의 저온에서의 소결이 가능하여 리튬의 휘발을 최대한 억제하고, 생성된 액상으로 인해 1200℃ 이하의 저온에서 LLZ의 소결성을 향상시키는 것으로 알려져 있다.
이들 첨가제 중 Al, Ta, Nb, Ge 및 Y는 0.5~5중량% 정도의 함량으로 LLZ에 첨가되는 것이 바람직하다. 이들 첨가제의 함량이 0.5중량% 미만일 경우, 이온전도도 향상 효과가 미비할 수 있다. 반면에, 이들 첨가제의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, LLZ의 이온전도도가 저하될 수 있다.
이들 첨가제 중 Cu는 0.1~10중량% 정도의 함량으로 LLZ에 첨가되는 것이 바람직하다. Cu의 함량이 0.1중량% 미만일 경우, 1200℃ 이하의 저온에서 형성되는 액상의 양이 충분하지 못하여 LLZ의 소결성 향상이 어려울 수 있다. 반면에, Cu의 함량이 10중량%를 초과하는 경우, 전자전도성이 문제가 될 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은 전고체 이차전지의 고체 전해질막 제조 등에 이용될 수 있으며, 고분자의 첨가로 인해 입계 저항을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말 제조 방법은 (a) 고분자 및 용매를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합용액과 LLZ(LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)) 분말을 혼합 및 건조하는 단계;를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)인 것을 특징으로 한다.
혼합용액 제조 단계(a)에서는 전술한 PEO 또는 PEG 중 하나의 고분자 재료를 용매에 투여한 후 혼합하여 혼합용액을 제조한다.
상기 용매는 1차 정제수(D.I. water) 또는 에탄올(ethanol) 등의 유기용매가 사용될 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
혼합용액과 LLZ 분말 혼합 및 건조 단계(b)에서는 상기 혼합용액에 LLZ 분말을 투여한 후 완전 건조 시까지 교반을 통해 혼합하고, 일정 온도에서 건조시켜, 최종 LLZ-PEO 또는 LLZ-PEG와 같은 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 합성을 완료한다.
이때, LLZ 분말은 혼합용액에 용해되어 있는 고분자에 대하여 고분자 : LLZ = 1:2~1:20의 무게비로 첨가되는 것이 바람직하다. 고분자: LLZ의 무게비가 1:2 미만일 경우, 제조되는 복합 분말의 이온전도도가 저하될 수 있고, 반면에 1:20을 초과하는 경우, 제조되는 복합 분말의 접착성이 저하될 수 있다.
또한, 건조는 대략 60~120℃ 정도로 유지된 오븐 등에서 복합 분말 양에 따라서 0.5~30시간 정도 실시될 수 있으며, 사용되는 고분자의 분자량 등에 따라 조절 가능하다.
본 발명에 사용되는 LLZ 분말은 직접 제조된 것이거나, 혹은 구매된 시중 판매 상품일 수 있다. 이러한 LLZ 분말은 전술한 바와 같이 1~200㎛의 입자 크기를 가질 수 있다.
상기 LLZ 분말로 직접 제조된 것이 사용될 경우, LLZ 분말은 LLZ의 원료 분말들을 혼합한 혼합 분말을 밀링(milling)한 후 건조한 다음 하소(calcination)시켜 제조할 수 있다.
LLZ의 원료 분말들은 탄산리튬(Li2CO3) 또는 수산화리튬(LiOH) 중 어느 하나와, 산화란탄(La2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2)일 수 있다. 수산화리튬(LiOH) 또는 탄산리튬(Li2CO3)은 리튬원으로 사용되고, 산화란탄(La2O3)은 란타노이드(lanthanoids)원으로 사용되고, 산화지르코늄(ZrO2)은 지르코늄원으로 사용될 수 있다.
LLZ 분말 제조 시 밀링 속도, 건조 온도, 하소 온도 및 이들 공정 시간 등은 목표하는 입자의 크기를 고려하여 조절될 수 있으며, 대략 밀링은 2~48시간 정도 실시될 수 있고, 하소는 900~1200℃ 정도에서 실시될 수 있다.
LLZ 분말 제조 시, 하소 온도가 900℃ 미만일 경우, 전도성 산화물 분말을 수득하기가 어려울 수 있고, 반면에, 하소 온도가 1200℃를 초과할 경우, 전도성 산화물 분말의 응집현상이 심하게 발생할 수 있고, 리튬의 휘발로 인한 이차상이 발생하여 이온전도도 특성이 저하될 수 있다.
한편, LLZ 분말 제조 시, LLZ의 이온전도도를 향상시키기 위하여 LLZ의 원료 분말들과 함께 Al, Cu, Ta, Nb, Ge 및 Y 원소를 포함하는 분말들 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 이들의 함량은 전술한 바와 동일할 수 있으며, 함량 범위는 전술한 이유를 따른다.
일례로, Al2O3 분말 첨가 시, Al3+ 이온이 Li+ 사이트에 치환되면서 Li 공공을 생성하여 이온전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, Al2O3 분말의 첨가에 의해 LLZ 분말의 결정구조가 입방체(Cubic) 구조로 변경된다. LLZ 계열 산화물에서 입방체 구조는 3D 전도를 가능하게 하여 높은 이온전도도를 확보할 수 있다.
CuO 분말 첨가 시, 1200℃ 이하의 저온에서 액상을 형성하여 리튬의 휘발을 최대한 억제하고, 생성된 액상으로 인해 1200℃ 이하의 저온에서 LLZ의 소결성을 향상시킬 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 고체 전해질- 고분자 복합 분말 제조
실시예1. PEG: LLZ = 1: 5 복합 분말 제조
분자량이 1,000인 PEG 1g을 80℃ 증류수 20㎖에 투여하고 5분간 교반한 후 5g의 LLZ 분말을 투여하여 완전 건조 시까지 교반 및 80℃로 유지된 오븐에서 12시간 건조하여 최종 LLZ-PEG 복합 분말을 수득하였다.
이때, LLZ 분말로는 입자크기 약 3~5㎛이고, 1중량% Al2O3가 첨가된 LLZ 분말을 사용하였다.
1중량% Al2O3가 첨가된 LLZ 분말은 LiOH 37.14g, La2O3 108.27g, ZrO2 54.60g 및 Al2O3 2g을 혼합하고, 24시간 밀링 후 8시간 건조한 다음 1100℃에서 2시간 하소하여 제조하였다.
실시예2. PEG: LLZ = 1: 10 복합 분말 제조
10g의 LLZ 분말을 사용하여 PEG : LLZ의 무게비를1:10으로 한 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
2. LLZ 소결체 제조
비교예 1. LLZ 소결체
전통적인 고상합성법을 사용하여 제조하였다. 1중량% Al2O3가 첨가된 LLZ 분말을 LiOH 49.14g, La2O3 100.29g, ZrO2 50.57g 및 Al2O3 2g을 혼합하고, 24시간 밀링 후 8시간 건조한 다음 1100℃에서 2시간 하소하여 LLZ 하소 분말을 제조하였다. 제조된 LLZ 하소 분말을 24시간 재밀링 한 후 8시간 건조한 분말을 사용하여, 지름 10 mm의 디스크 형태로 프레스 성형하여 같은 분말로 디스크 시편을 모두 덮고 밀폐된 알루미나 도가니 안에서 1200℃에서 30시간 소결하였다. (본 발명의 도에는 표시하지 않았으나, 소결된 시편의 XRD 패턴을 확인해본 결과 입방정 가넷 상을 나타냈으며, 이차상은 발견되지 않았다. 소결된 시편의 밀도는 이론 밀도의 약 92~94%로 측정되었으며, 이는 문헌들에서 보고되고 있는 90~92%의 밀도와 유사한 값이다.)
전술한 실시예 1, 2에 사용된 LLZ 분말의 미세조직을 SEM으로 촬영하여 도 1에 나타내고, LLZ 분말의 XRD(X-Ray Diffraction) 패턴을 도 2에 나타내었다. 그리고, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말의 미세조직을 SEM으로 관찰하여, 도 3에 나타내고, XRD 패턴을 도 4에 나타내었다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 입방정 가넷 상을 나타내는 LLZ 입자들 사이에 PEG가 코팅되어 있는 LLZ-PEG 복합 분말을 확인할 수 있었고, LLZ-PEG 복합 분말은 LLZ 분말과 동일하게 가넷 상을 나타내는 것을 볼 수 있었고, 이차상은 발견되지 않았다.
3. 물성 평가
실시예 1, 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말과의 이온전도도를 측정하고, 그 결과를 표 1 및 도 5에 나타내었다.
이온전도도는 실시예 1, 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말을 25℃에서 500kg/cm2으로 성형하여 시편들을 제조하고, 성형된 압축 시편들의 상부 및 하부 양면에 Ag 페이스트를 바르고 건조하여 교류 임피던스 측정법을 사용하여 측정하였다.
또한, 비교예 1에 따라 제조된 LLZ 소결체의 30℃에서의 이온전도도를 측정하여 표 1과, 실시예 2에 따라 제조된 LLZ-PEG 복합 분말의 이온전도도와 비교하여 도 6에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1 및 도 5, 6을 참조하면, LLZ-PEG 복합 분말인 실시예 1, 2 모두 이온전도도가 10-7 S/cm 이상으로 LLZ 소결체인 비교예 1보다 우수하였고, 특히 PEG: LLZ의 무게비가 1:10인 실시예 2의 경우 전도도가 3.5×10-5S/cm로 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 실시 예들을 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.

Claims (13)

  1. LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)(이하, LLZ) 및 고분자를 포함하며,
    상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide) 또는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은
    5×10-7S/cm 내지 1×10-4 S/cm의 이온전도도를 가지는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 대 상기 LLZ의 무게비는
    1:2~1:20인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LLZ는
    1~200㎛의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말은
    가넷(Garnet) 상을 유지하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LLZ는
    Al, Cu, Ta, Nb, Ge 및 Y 중에서 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 Al, Ta, Nb, Ge 및 Y 원소는
    0.5~5중량%의 함량으로 상기 LLZ에 첨가되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 Cu 원소는
    0.1~10중량%의 함량으로 상기 LLZ에 첨가되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말.
  9. (a) 고분자 및 용매를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
    (b) 상기 혼합용액과 LixLa3Zr2O12(6.0≤x≤7.5)(이하, LLZ) 분말을 혼합 및 건조하는 단계;를 포함하며,
    상기 고분자는 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 고분자 대 상기 LLZ 분말이 1:2~1:20의 무게비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 LLZ 분말은
    1~200㎛의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 LLZ 분말은
    Al, Cu, Ta, Nb, Ge 및 Y 중에서 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 LLZ 분말은
    900~1200℃에서 하소된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전도성 산화물-고분자 복합 분말의 제조 방법.
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KR102562150B1 (ko) * 2023-03-02 2023-07-31 한밭대학교 산학협력단 소결 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 가넷계 전고체 전해질 및 이의 제조방법

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