KR20210037540A - Solid ion conductor compound, solid electrolyte comprising the same, electrochemical cell comprising the same, and preparation method thereof - Google Patents

Solid ion conductor compound, solid electrolyte comprising the same, electrochemical cell comprising the same, and preparation method thereof Download PDF

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KR20210037540A
KR20210037540A KR1020200114856A KR20200114856A KR20210037540A KR 20210037540 A KR20210037540 A KR 20210037540A KR 1020200114856 A KR1020200114856 A KR 1020200114856A KR 20200114856 A KR20200114856 A KR 20200114856A KR 20210037540 A KR20210037540 A KR 20210037540A
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solid
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

A solid ion conductor compound represented by the following chemical formula 1 and having an argyrodite-type crystal structure, a solid electrolyte comprising the same, an electrochemical cell comprising the same, and a manufacturing method thereof are provided. In the chemical formula 1: Li_aM1_xM2_wPS_yM3_z: M1 is at least one element selected from Groups 2 and 11 of the periodic table; M2 is at least one metal element other than Li selected from Group 1 of the periodic table; M3 is at least one element selected from Group 17 of the periodic table; and 4 <= a <= 8, 0 < x < 0.5, 0 <= w < 0.5, 3 <= y <= 7, and 0 <= z <= 2. Accordingly, an electrochemical cell having improved stability and cycle characteristics is provided.

Description

고체이온전도체 화합물, 이를 포함하는 고체전해질, 이를 포함하는 전기화학 셀, 및 이의 제조방법{Solid ion conductor compound, solid electrolyte comprising the same, electrochemical cell comprising the same, and preparation method thereof}Solid ion conductor compound, solid electrolyte comprising the same, and an electrochemical cell comprising the same, and a manufacturing method thereof {Solid ion conductor compound, solid electrolyte comprising the same, electrochemical cell comprising the same, and preparation method thereof}

고체이온전도체 화합물, 이를 포함하는 고체전해질, 이를 포함하는 리튬전지, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a solid ion conductor compound, a solid electrolyte comprising the same, a lithium battery comprising the same, and a method of manufacturing the same.

전고체 리튬전지는 전해질로서 고체전해질을 포함한다. 전고체 리튬전지는 가연성 유기용매를 포함하지 않으므로 안정성이 우수하다.The all-solid lithium battery contains a solid electrolyte as an electrolyte. All solid lithium batteries do not contain flammable organic solvents, so they have excellent stability.

종래의 고체전해질 재료들은 리튬 금속에 대해 충분히 안정하지 못하다. 또한, 종래의 고체전해질의 리튬 이온 전도도는 액체 대체물보다 낮다.Conventional solid electrolyte materials are not sufficiently stable against lithium metal. In addition, the lithium ion conductivity of the conventional solid electrolyte is lower than that of the liquid substitute.

한 측면은 새로운 조성을 가짐에 의하여, 리튬 이온 전도도 및 리튬 금속에 대한 안정성이 향상된 고체이온전도체 화합물을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a solid ion conductor compound having improved lithium ion conductivity and stability to lithium metal by having a new composition.

다른 한 측면은 상기 고체이온전도체 화합물을 포함하는 고체전해질을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a solid electrolyte including the solid ion conductor compound.

또 다른 한 측면은 상기 고체이온전도체 화합물을 포함하는 전기화학 셀을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide an electrochemical cell including the solid ion conductor compound.

또 다른 한 측면은 상기 고체이온전도체의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method of manufacturing the solid ion conductor.

한 측면에 따라 하기 화학식 1로 표시되며 아지로다이트형 결정 구조를 가지는 고체이온전도체 화합물이 제공된다:According to one aspect, there is provided a solid ion conductor compound represented by the following formula (1) and having an azirodite crystal structure:

<화학식 1><Formula 1>

LiaM1xM2wPSyM3z Li a M1 x M2 w PS y M3 z

상기 식에서,In the above formula,

M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며,M1 is one or more elements selected from groups 2 and 11 of the periodic table,

M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며,M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table,

M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며,M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table,

4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 및 0≤z≤2 이다.4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, and 0≤z≤2.

다른 한 측면에 따라According to the other side

상기에 따른 고체이온전도체 화합물을 포함하는 고체전해질이 제공된다.A solid electrolyte comprising the solid ion conductor compound according to the above is provided.

또 다른 한 측면에 따라According to another aspect

양극활물질층을 포함하는 양극층;An anode layer including a cathode active material layer;

음극활물질층을 포함하는 음극층; 및A negative electrode layer including a negative electrode active material layer; And

상기 양극층 및 음극층 사이에 배치되는 전해질층을 포함하며,It includes an electrolyte layer disposed between the anode layer and the cathode layer,

상기 양극활물질층 및 상기 전해질층이 상기에 따른 고체이온전도체 화합물을 포함하는 전기화학 셀이 제공된다.An electrochemical cell in which the positive electrode active material layer and the electrolyte layer contain the solid ion conductor compound according to the above is provided.

또 다른 한 측면에 따라According to another aspect

리튬을 포함하는 화합물; 주기율표 2족 및 11 족 중에서 선택된 원소를 포함하는 화합물; 인(P)를 포함하는 화합물; 및 17족 원소를 포함하는 화합물;을 접촉시켜 혼합물을 제공하는 단계; 및Compounds containing lithium; A compound containing an element selected from groups 2 and 11 of the periodic table; Compounds containing phosphorus (P); And a compound containing a Group 17 element; contacting to provide a mixture; And

상기 혼합물을 불활성 분위기에서 열처리하여 고체이온전도체 화합물을 제공하는 단계;를 포함하는 고체이온전도체 화합물의 제조 방법이 제공된다.There is provided a method for producing a solid ion conductor compound comprising; heat-treating the mixture in an inert atmosphere to provide a solid ion conductor compound.

한 측면에 따르면 리튬 이온 전도도 및 리튬 금속에 대한 안정성이 향상된 고체이온전도체 화합물을 포함함에 의하여, 개선된 안정성 및 사이클 특성을 가지는 전기화학 셀이 제공된다.According to one aspect, an electrochemical cell having improved stability and cycle characteristics is provided by including a solid ion conductor compound having improved lithium ion conductivity and stability against lithium metal.

도 1은 실시예 2 내지 실시예 5에서 제조된 고체이온전도체 화합물에 대한 분말 XRD 스펙트럼이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1에서 제조된 고체이온전도체 화합물에 대한 이온전도도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시예 13 및 비교예 2에서 제조된 전고체 이차전지의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 전고체 이차전지의 일 구현예의 개략도이다.
도 5는 전고체 이차전지의 다른 일 구현예의 개략도이다.
도 6은 전고체 이차전지의 다른 일 구현예의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 1a: 전고체 이차전지 10: 양극
11: 양극집전체 12: 양극활물질층
20: 음극 21: 음극집전체
22: 음극활물질층 23: 금속층
30: 고체전해질층 40: 전고체 이차전지
1 is a powder XRD spectrum of the solid ion conductor compounds prepared in Examples 2 to 5.
2 is a graph showing ionic conductivity measurement results for solid ion conductor compounds prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. FIG.
3 is a graph showing the life characteristics of the all-solid secondary batteries prepared in Example 13 and Comparative Example 2.
4 is a schematic diagram of an embodiment of an all-solid secondary battery.
5 is a schematic diagram of another embodiment of an all-solid secondary battery.
6 is a schematic diagram of another embodiment of an all-solid secondary battery.
<Explanation of symbols for major parts of drawings>
1, 1a: all-solid secondary battery 10: positive electrode
11: positive electrode current collector 12: positive electrode active material layer
20: negative electrode 21: negative electrode current collector
22: negative active material layer 23: metal layer
30: solid electrolyte layer 40: all-solid secondary battery

다양한 구현예가 첨부 도면에 도시되었다. 그러나 본 창의적 사상은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 구현예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어질 수 있도록 제공되며, 기술분야에서 통상의 지식을 가진 이들에게 본 창의적 사상의 범위를 충분히 전달할 것이다. 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Various embodiments are shown in the accompanying drawings. However, this creative idea may be embodied in many different forms, and should not be construed as being limited to the embodiments described herein. Rather, these embodiments are provided so that the present disclosure can be made thorough and complete, and will sufficiently convey the scope of the present inventive idea to those of ordinary skill in the art. The same reference numerals refer to the same components.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "위에" 있다고 언급될 때, 다른 구성 요소의 바로 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 구성 요소가 개재될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 대조적으로, 구성 요소가 다른 구성 요소의 "직접적으로 위에" 있다고 언급될 때, 그 사이에 구성 요소가 개재하지 않는다.When a component is referred to as being "above" another component, it will be understood that it may be directly on top of another component or that other components may be interposed therebetween. In contrast, when a component is referred to as being "directly above" of another component, there are no components intervening therebetween.

"제1", "제2", "제3" 등의 용어는 본 명세서에서 다양한 구성 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 구역을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 구성 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 구역은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 안된다. 이들 용어는 하나의 구성 요소, 성분, 영역, 층 또는 구역을 다른 요소, 성분, 영역, 층 또는 구역과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서 이하에서 설명되는 제1 구성요소, 성분, 영역, 층 또는 구역은 본 명세서의 교시를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소, 성분, 영역, 층 또는 구역으로 지칭될 수 있다.Terms such as “first”, “second”, “third” may be used herein to describe various elements, components, regions, layers and/or regions, but these elements, components, regions, The layer and/or zone should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or region from another element, component, region, layer or region. Accordingly, a first component, component, region, layer or region described below may be referred to as a second component, component, region, layer or region without departing from the teachings of this specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정한 구현예만을 설명하기 위한 것이며 본 창의적 사상을 제한하려는 것은 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태는 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 "적어도 하나"를 포함하는 복수 형태를 포함하고자 한다. "적어도 하나"는 단수로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "및/또는"의 용어는 목록 항목 중 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다. 상세한 설명에서 사용된 "포함한다" 및/또는 "포함하는"의 용어는 명시된 특징, 영역, 정수, 단계, 동작, 구성 요소 및/또는 성분의 존재를 특정하며, 하나 이상의 다른 특징, 영역, 정수, 단계, 동작, 구성 요소, 성분 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are intended to describe only specific embodiments and are not intended to limit the inventive idea. As used herein, the singular form is intended to include the plural form including “at least one” unless the content clearly dictates otherwise. "At least one" should not be construed as limiting to the singular. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the list items. The terms "comprising" and/or "comprising" as used in the detailed description specify the presence of a specified feature, region, integer, step, action, component, and/or component, and one or more other features, regions, integers The presence or addition of, steps, actions, elements, components and/or groups thereof is not excluded.

"밑", "아래쪽", "하부", "위", "위쪽", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 하나의 구성 요소 또는 특징의 다른 구성 요소 또는 특징에 대한 관계를 용이하게 기술하기 위하여 여기에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향에 추가하여 사용 또는 작동시 장치의 상이한 방향을 포함하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 구성 요소 또는 특징의 "밑" 또는 "아래"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소 또는 특징의 "위"에 배향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "아래"는 위와 아래의 방향 모두를 포괄할 수 있다. 상기 장치는 다른 방향으로 배치될 수 있고(90도 회전되거나 다른 방향으로 회전될 수 있음), 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 용어는 그에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as "bottom", "bottom", "bottom", "top", "top", "top", etc. are used to easily describe the relationship of one component or feature to another component or feature. Can be used here. It will be understood that spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation in addition to the orientations shown in the figures. For example, if the device in the figure is turned over, a component described as “below” or “below” another component or feature will be oriented “above” the other component or feature. Thus, the exemplary term “below” may encompass both an upward and downward direction. The device may be placed in different directions (rotated 90 degrees or rotated in different directions), and spatially relative terms used herein may be interpreted accordingly.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 이에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 바와 같은 용어는 관련 기술 및 본 개시 내용의 문맥 내의 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 함이 또한 이해될 것이다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. In addition, it is also understood that terms as defined in a commonly used dictionary should be construed as having a meaning consistent with their meaning within the context of the relevant technology and the present disclosure, and should not be interpreted as an idealized or excessively formal meaning. Will be.

예시적인 구현예들이 이상화된 구현예들의 개략도인 단면도를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 이와 같이, 예를 들어 제조 기술 및/또는 허용 오차와 같은 결과로서 도시의 형상으로부터의 변형이 예상되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기술된 실시예들은 본 명세서에 도시된 바와 같은 영역들의 특정 형상들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 야기되는 형상들의 편차들을 포함해야 한다. 예를 들어, 평평한 것으로 도시되거나 기술된 영역은 전형적으로 거칠거나 및/또는 비선형 특징을 가질 수 있다. 더욱이, 예리하게 도시된 각은 둥글 수 있다. 따라서 도면들에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 영역의 정확한 형상을 도시하기 위한 것이 아니며, 본 청구항의 범위를 제한하려는 것이 아니다.Exemplary implementations are described herein with reference to a cross-sectional view, which is a schematic diagram of idealized implementations. As such, deformations from the shape of the city should be expected as a result of, for example, manufacturing techniques and/or tolerances. Accordingly, the embodiments described herein should not be construed as being limited to the specific shapes of regions as shown herein, but should include variations in shapes resulting from manufacturing, for example. For example, an area shown or described as being flat may typically have rough and/or non-linear characteristics. Moreover, the sharply depicted angles may be round. Accordingly, the areas shown in the drawings are schematic in nature, and their shapes are not intended to show the exact shape of the area, and are not intended to limit the scope of the present claims.

"족"은 국제 순수 및 응용 화학 연맹("IUPAC") 1-18족 족분류 시스템에 따른 원소 주기율표의 그룹을 의미한다."Family" means a group of the Periodic Table of the Elements according to the International Federation of Pure and Applied Chemistry ("IUPAC") Groups 1-18 Family Classification System.

특정한 구현예가 기술되었지만, 현재 예상되지 않거나 예상할 수 없는 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적인 균등물이 출원인 또는 당업자에게 발생할 수 있다. 따라서 출원되고 수정될 수 있는 첨부된 청구범위는 그러한 모든 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.While specific embodiments have been described, alternatives, modifications, variations, improvements, and substantial equivalents that are currently unexpected or unforeseeable may occur to the applicant or skilled in the art. Accordingly, it is intended that the appended claims, as filed and amended, include all such alternatives, modifications, variations, improvements and substantial equivalents.

이하에서 예시적인 하나 이상의 구현예에 따른 고체이온전도체 화합물, 이를 포함하는 고체전해질, 이를 포함하는 전기화학 셀, 및 상기 고체이온전도체 화합물의 제조방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a solid ion conductor compound according to one or more exemplary embodiments, a solid electrolyte including the same, an electrochemical cell including the same, and a method of preparing the solid ion conductor compound will be described in more detail below.

[고체이온전도체 화합물][Solid ion conductor compound]

일구현예에 따른 고체이온전도체 화합물은 하기 화학식 1로 표시되며, 아지로다이트형 결정 구조를 가진다:The solid ion conductor compound according to an embodiment is represented by the following formula (1), and has an azirodite crystal structure:

<화학식 1><Formula 1>

LiaM1xM2wPSyM3z Li a M1 x M2 w PS y M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 및 0≤z≤2 이다. 예를 들어, 5≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4≤y≤7, 및 0≤z≤2 이다. 예를 들어, 5≤a≤7, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4≤y≤6, 및 0≤z≤2 이다. 예를 들어, 5.5≤a≤7, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4.5≤y≤6, 및 0.2≤z≤1.8 이다.In the above formula, M1 is one or more elements selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table, M3 is one or more elements selected from Group 17 of the periodic table, 4≤a≤ 8, 0<x<0.5, 0≦w<0.5, 3≦y≦7, and 0≦z≦2. For example, 5≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4≤y≤7, and 0≤z≤2. For example, 5≤a≤7, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4≤y≤6, and 0≤z≤2. For example, 5.5≤a≤7, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 4.5≤y≤6, and 0.2≤z≤1.8.

화학식 1로 표시되는 화합물은 예를 들어 결정 구조를 가지는 결정성 화합물(crystalline compound)이며, 결정 구조 내에서 리튬 자리(site)의 일부에 치환되는 M 및/또는 Me를 포함함에 의하여, 화합물 내에서 리튬 이온의 이온 전도도가 향상되고 활성화 에너지가 감소될 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 포함하는 리튬 자리의 일부에 리튬과 동일한 산화수를 가지면서 리튬 이온에 비하여 이온 반경이 유사하거나 더 큰 다른 이온이 배치됨에 의하여 결정 격자 부피(crystal lattice volume)이 증가될 수 있다. 결정 격자의 부피가 증가됨에 의하여 결정 격자 내에서 리튬 이온의 이동이 용이해질 수 있다. 또한, 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 포함하는 리튬 자리의 일부에 리튬 이온에 비하여 산화수가 더 큰 즉, 산화수 2 이상의 이온이 배치됨에 의하여 리튬 자리의 일부가 빈 자리(vacant site)가 될 수 있다. 결정 격자 내에 빈 자리가 존재함에 의하여 결정 격자 내에서 리튬 이온의 이동이 용이해질 수 있다. 화학식 1에서 예를 들어 M1은 1가 양이온 또는 2가 양이온일 수 있다.The compound represented by Formula 1 is, for example, a crystalline compound having a crystal structure, and by including M and/or Me substituted in a part of the lithium site in the crystal structure, in the compound The ionic conductivity of lithium ions can be improved and the activation energy can be reduced. For example, the crystal lattice volume (crystal lattice volume) is formed by disposing other ions having the same oxidation number as lithium and having an ionic radius that is similar or larger than that of lithium ions in a part of the lithium site contained in the solid ion conductor compound represented by Formula 1 lattice volume) can be increased. By increasing the volume of the crystal lattice, the movement of lithium ions within the crystal lattice may be facilitated. In addition, for example, a part of the lithium site contained in the solid ion conductor compound represented by Formula 1 has a larger oxidation number than that of lithium ions, that is, ions having an oxidation number of 2 or more are disposed, so that a part of the lithium site is vacant. site). The presence of an empty site in the crystal lattice may facilitate the movement of lithium ions within the crystal lattice. In Formula 1, for example, M1 may be a monovalent cation or a divalent cation.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 예를 들어 M1이 Cu, Ag, Mg, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the solid ion conductor compound represented by Formula 1, for example, M1 may include Cu, Ag, Mg, or a combination thereof.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 예를 들어 M2가 Na, K, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the solid ion conductor compound represented by Formula 1, for example, M2 may include Na, K, or a combination thereof.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 예를 들어 M3가 F, Cl, Br, I 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the solid ion conductor compound represented by Formula 1, for example, M3 may include F, Cl, Br, I, or a combination thereof.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 2로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by Formula 2:

<화학식 2><Formula 2>

Li7-x-zM1xPS6-zM3z Li 7-xz M1 x PS 6-z M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며, 0<x<0.5 및 0≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x<0.3, 0<x<0.1, 0<x<0.05, 0<x<0.04, 또는 0<x<0.03이다.In the above formula, M1 is at least one element selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, is a monovalent cation, M3 is at least one element selected from Group 17 of the periodic table, is -1 is an anion, 0<x<0.5 and 0≤z ≤2. In the above formula, for example, 0<x<0.3, 0<x<0.1, 0<x<0.05, 0<x<0.04, or 0<x<0.03.

주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 적합한 1가 양이온은 예를 들어 Cu, Ag, Mg 등이다. 주기율표 17족 중에서 선택된 적합한 -1가 음이온은 예를 들어 F, Cl, Br, I 또는 이들의 조합이다. 이들의 조합은 예를 들어, Cl 및 Br의 조합, Cl 및 I이 조합, 또는 Cl 및 F의 조합이다.Suitable monovalent cations selected from groups 2 and 11 of the periodic table are, for example, Cu, Ag, Mg, and the like. Suitable monovalent anions selected from group 17 of the periodic table are, for example, F, Cl, Br, I or combinations thereof. Combinations of these are, for example, a combination of Cl and Br, a combination of Cl and I, or a combination of Cl and F.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 2a로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by Formula 2a:

<화학식 2a><Formula 2a>

Li7-x-zM1xPS6-zClz Li 7-xz M1 x PS 6-z Cl z

상기 식에서, M1은 Cu, Ag, Mg, 또는 이들의 조합이며, 0<x<0.5 및 1≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x<0.3, 0<x<0.1, 0<x<0.05, 0<x<0.04, 또는 0<x<0.03이다.In the above formula, M1 is Cu, Ag, Mg, or a combination thereof, and 0<x<0.5 and 1≤z≤2. In the above formula, for example, 0<x<0.3, 0<x<0.1, 0<x<0.05, 0<x<0.04, or 0<x<0.03.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 2b로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by the following Formula 2b:

<화학식 2b><Formula 2b>

Li5.75-xM1xPS4.75Cl1.25 Li 5.75-x M1 x PS 4.75 Cl 1.25

상기 식에서, M1은 Cu, Ag, Mg, 또는 이들의 조합이며, 0<x<0.05 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x<0.04, 또는 0<x<0.03이다.In the above formula, M1 is Cu, Ag, Mg, or a combination thereof, and 0<x<0.05. In the above formula, for example, 0<x<0.04, or 0<x<0.03.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 3으로 표시되는 고체전해질 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid electrolyte compound represented by Formula 3:

<화학식 3><Formula 3>

(Li1-bM1b)7-zPS6-zM3z (Li 1-b M1 b ) 7-z PS 6-z M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며, 0<b≤0.06 및 0≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<b≤0.05, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, 또는 0<b≤0.002이다.In the above formula, M1 is at least one element selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, is a monovalent cation, M3 is at least one element selected from Group 17 of the periodic table, is -1 anion, 0<b≤0.06 and 0≤z ≤2. In the above formula, for example, 0<b≤0.05, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, or 0<b≤0.002. .

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 3a 내지 화학식 3c로 표시되는 고체전해질 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid electrolyte compound represented by Formulas 3a to 3c:

<화학식 3a><Formula 3a>

(Li1-bCub)7-zPS6-zM3z (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 3b><Formula 3b>

(Li1-bAgb)7-zPS6-zM3z (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 3c><Formula 3c>

(Li1-bMgb)7-zPS6-zM3z (Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6-z M3 z

상기 식들에서, M3는 F, Cl, Br, I 또는 이들의 조합이며, 0<b≤0.06 및 0≤z≤2 이다. 상기 식들에서 예를 들어, 0<b<0.05 이다. 상기 식들에서, 예를 들어, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, 또는 0<b≤0.002이다.In the above formulas, M3 is F, Cl, Br, I or a combination thereof, and 0<b≤0.06 and 0≤z≤2. In the above equations, for example, 0<b<0.05. In the above equations, for example, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, or 0<b≤0.002.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식들로 표시될 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be represented by, for example, the following formulas:

(Li1-bCub)7-zPS6-zClz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zClz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zClz, (Li1-bCub)7-zPS6-zBrz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zBrz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zBrz, (Li1-bCub)7-zPS6-zIz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zIz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zIz (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6- z Cl z , (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-b Mg b ) 7- z PS 6-z Br z , (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6-z I z

상기 식들에서, 0<b≤0.05 및 0<z≤2 이다. 상기 식들에서, 예를 들어, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, 또는 0<b≤0.002이다.In the above equations, 0<b≤0.05 and 0<z≤2. In the above equations, for example, 0<b≤0.04, 0<b≤0.03, 0<b≤0.02, 0<b≤0.01, 0<b≤0.005, or 0<b≤0.002.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식들로 표시되는 구체적인 고체전해질 화합물들일 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, specific solid electrolyte compounds represented by the following formulas.

(Li5.74Cu0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.73Cu0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.72Cu0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Cu0.04)PS4.75Cl1.25, (Li5.70Cu0.05)PS4.75Cl1.25, (Li5.69Cu0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Cu0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.63Cu0.12)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Cu0.15)PS4.75Cl1.25, (Li5.57Cu0.18)PS4.75Cl1.25, (Li5.54Cu0.21)PS4.75Cl1.25, (Li5.45Cu0.30)PS4.75Cl1.25, (Li 5.74 Cu 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.73 Cu 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.04 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.70 Cu 0.05 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.69 Cu 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.63 Cu 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.15 ) PS 4.75 Cl 1.25 , ( Li 5.57 Cu 0.18 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.54 Cu 0.21 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.45 Cu 0.30 ) PS 4.75 Cl 1.25 ,

(Li5.74Ag0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.73Ag0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.72Ag0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Ag0.04)PS4.75Cl1.25, (Li5.70Ag0.05)PS4.75Cl1.25, (Li5.69Ag0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Ag0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.63Ag0.12)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Ag0.15)PS4.75Cl1.25, (Li5.57Ag0.18)PS4.75Cl1.25, (Li5.54Ag0.21)PS4.75Cl1.25, (Li5.45Ag0.30)PS4.75Cl1.25,(Li 5.74 Ag 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.73 Ag 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.72 Ag 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.04 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.70 Ag 0.05 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.69 Ag 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.63 Ag 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.15 ) PS 4.75 Cl 1.25 , ( Li 5.57 Ag 0.18 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.54 Ag 0.21 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.45 Ag 0.30 ) PS 4.75 Cl 1.25 ,

(Li5.74Mg0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.73Mg0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.72Mg0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Mg0.04)PS4.75Cl1.25, (Li5.70Mg0.05)PS4.75Cl1.25, (Li5.69Mg0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Mg0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.63Mg0.12)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Mg0.15)PS4.75Cl1.25, (Li5.57Mg0.18)PS4.75Cl1.25, (Li5.54Mg0.21)PS4.75Cl1.25, (Li5.45Mg0.30)PS4.75Cl1.25,(Li 5.74 Mg 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.73 Mg 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.72 Mg 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.04 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.70 Mg 0.05 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.69 Mg 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.63 Mg 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.15 ) PS 4.75 Cl 1.25 , ( Li 5.57 Mg 0.18 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.54 Mg 0.21 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.45 Mg 0.30 ) PS 4.75 Cl 1.25 ,

(Li5.74Cu0.01)PS4.75Br1.25, (Li5.73Cu0.02)PS4.75Br1.25, (Li5.72Cu0.03)PS4.75Br1.25, (Li5.71Cu0.04)PS4.75Br1.25, (Li5.70Cu0.05)PS4.75Br1.25, (Li5.69Cu0.06)PS4.75Br1.25, (Li5.66Cu0.09)PS4.75Br1.25, (Li5.63Cu0.12)PS4.75Br1.25, (Li5.60Cu0.15)PS4.75Br1.25, (Li5.57Cu0.18)PS4.75Br1.25, (Li5.54Cu0.21)PS4.75Br1.25, (Li5.45Cu0.30)PS4.75Br1.25,(Li 5.74 Cu 0.01 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.73 Cu 0.02 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.04 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.70 Cu 0.05 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.69 Cu 0.06 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.09 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.63 Cu 0.12 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.15 ) PS 4.75 Br 1.25 , ( Li 5.57 Cu 0.18 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.54 Cu 0.21 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.45 Cu 0.30 ) PS 4.75 Br 1.25 ,

(Li5.74Ag0.01)PS4.75Br1.25, (Li5.73Ag0.02)PS4.75Br1.25, (Li5.72Ag0.03)PS4.75Br1.25, (Li5.71Ag0.04)PS4.75Br1.25, (Li5.70Ag0.05)PS4.75Br1.25, (Li5.69Ag0.06)PS4.75Br1.25, (Li5.66Ag0.09)PS4.75Br1.25, (Li5.63Ag0.12)PS4.75Br1.25, (Li5.60Ag0.15)PS4.75Br1.25, (Li5.57Ag0.18)PS4.75Br1.25, (Li5.54Ag0.21)PS4.75Br1.25, (Li5.45Ag0.30)PS4.75Br1.25,(Li 5.74 Ag 0.01 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.73 Ag 0.02 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.72 Ag 0.03 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.04 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.70 Ag 0.05 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.69 Ag 0.06 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.09 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.63 Ag 0.12 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.15 ) PS 4.75 Br 1.25 , ( Li 5.57 Ag 0.18 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.54 Ag 0.21 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.45 Ag 0.30 ) PS 4.75 Br 1.25 ,

(Li5.74Mg0.01)PS4.75Br1.25, (Li5.73Mg0.02)PS4.75Br1.25, (Li5.72Mg0.03)PS4.75Br1.25, (Li5.71Mg0.04)PS4.75Br1.25, (Li5.70Mg0.05)PS4.75Br1.25, (Li5.69Mg0.06)PS4.75Br1.25, (Li5.66Mg0.09)PS4.75Br1.25, (Li5.63Mg0.12)PS4.75Br1.25, (Li5.60Mg0.15)PS4.75Br1.25, (Li5.57Mg0.18)PS4.75Br1.25, (Li5.54Mg0.21)PS4.75Br1.25, (Li5.45Mg0.30)PS4.75Br1.25,(Li 5.74 Mg 0.01 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.73 Mg 0.02 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.72 Mg 0.03 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.04 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.70 Mg 0.05 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.69 Mg 0.06 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.09 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.63 Mg 0.12 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.15 ) PS 4.75 Br 1.25 , ( Li 5.57 Mg 0.18 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.54 Mg 0.21 ) PS 4.75 Br 1.25 , (Li 5.45 Mg 0.30 ) PS 4.75 Br 1.25 ,

(Li5.74Cu0.01)PS4.75I1.25, (Li5.73Cu0.02)PS4.75I1.25, (Li5.72Cu0.03)PS4.75I1.25, (Li5.71Cu0.04)PS4.75I1.25, (Li5.70Cu0.05)PS4.75I1.25, (Li5.69Cu0.06)PS4.75I1.25, (Li5.66Cu0.09)PS4.75I1.25, (Li5.63Cu0.12)PS4.75I1.25, (Li5.60Cu0.15)PS4.75I1.25, (Li5.57Cu0.18)PS4.75I1.25, (Li5.54Cu0.21)PS4.75I1.25, (Li5.45Cu0.30)PS4.75I1.25,(Li 5.74 Cu 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.73 Cu 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.04 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.70 Cu 0.05 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Cu 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Cu 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 , ( Li 5.57 Cu 0.18 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.54 Cu 0.21 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Cu 0.30 ) PS 4.75 I 1.25 ,

(Li5.74Ag0.01)PS4.75I1.25, (Li5.73Ag0.02)PS4.75I1.25, (Li5.72Ag0.03)PS4.75I1.25, (Li5.71Ag0.04)PS4.75I1.25, (Li5.70Ag0.05)PS4.75I1.25, (Li5.69Ag0.06)PS4.75I1.25, (Li5.66Ag0.09)PS4.75I1.25, (Li5.63Ag0.12)PS4.75I1.25, (Li5.60Ag0.15)PS4.75I1.25, (Li5.57Ag0.18)PS4.75I1.25, (Li5.54Ag0.21)PS4.75I1.25, (Li5.45Ag0.30)PS4.75I1.25,(Li 5.74 Ag 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.73 Ag 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Ag 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.04 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.70 Ag 0.05 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Ag 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Ag 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 , ( Li 5.57 Ag 0.18 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.54 Ag 0.21 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Ag 0.30 ) PS 4.75 I 1.25 ,

(Li5.74Mg0.01)PS4.75I1.25, (Li5.73Mg0.02)PS4.75I1.25, (Li5.72Mg0.03)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.04)PS4.75I1.25, (Li5.70Mg0.05)PS4.75I1.25, (Li5.69Mg0.06)PS4.75I1.25, (Li5.66Mg0.09)PS4.75I1.25, (Li5.63Mg0.12)PS4.75I1.25, (Li5.60Mg0.15)PS4.75I1.25, (Li5.57Mg0.18)PS4.75I1.25, (Li5.54Mg0.21)PS4.75I1.25, (Li5.45Mg0.30)PS4.75I1.25,(Li 5.74 Mg 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.73 Mg 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Mg 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.04 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.70 Mg 0.05 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Mg 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Mg 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 , ( Li 5.57 Mg 0.18 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.54 Mg 0.21 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Mg 0.30 ) PS 4.75 I 1.25 ,

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 4로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by Formula 4:

<화학식 4><Formula 4>

Li7-x-w-zM1xM2wPS6-zM3z Li 7-xwz M1 x M2 w PS 6-z M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며, M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, 1가 양이온이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 0<x+w<0.5, 및 0≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, 또는 0<x+w<0.03이다.In the above formula, M1 is one or more elements selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, and is a monovalent cation, M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table, and is a monovalent cation, and M3 is from Group 17 of the periodic table. Is one or more selected elements, -1 is an anion, 0<x<0.5, 0≦w<0.5, 0<x+w<0.5, and 0≦z≦2. In the above formula, for example, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, or 0<x+w<0.03.

주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 적합한 1가 양이온은 예를 들어 Cu, Ag, Mg 등이다.Suitable monovalent cations selected from groups 2 and 11 of the periodic table are, for example, Cu, Ag, Mg, and the like.

주기율표 1족 중에서 선택된 적합한 1가 양이온은 예를 들어 Na, K, 등이다.Suitable monovalent cations selected from group 1 of the periodic table are, for example, Na, K, and the like.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 4a로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by Formula 4a:

<화학식 4a><Formula 4a>

Li7-x-w-zM1xM2wPS6-zClz Li 7-xwz M1 x M2 w PS 6-z Cl z

상기 식에서, M1은 Cu, Ag, Mg 또는 이들의 조합이며, M2는 Na, K 또는 이들의 조합이며, 0<x<0.5, 0<w<0.5, 0<x+w<0.5, 및 1≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, 또는 0<x+w<0.03이다.In the above formula, M1 is Cu, Ag, Mg or a combination thereof, M2 is Na, K or a combination thereof, 0<x<0.5, 0<w<0.5, 0<x+w<0.5, and 1≤ z≤2. In the above formula, for example, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, or 0<x+w<0.03.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 4b로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by the following Formula 4b:

<화학식 4b><Formula 4b>

Li5.75-x-wM1xM2wPS4.75Cl1.25 Li 5.75-xw M1 x M2 w PS 4.75 Cl 1.25

상기 식에서, M1은 Cu, Ag, Mg 또는 이들의 조합이며, M2는 Na, K 또는 이들의 조합이며, 0<x<0.05, 0<w<0.05, 0<x+w<0.05 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, 또는 0<x+w<0.03이다.In the above formula, M1 is Cu, Ag, Mg or a combination thereof, M2 is Na, K or a combination thereof, 0<x<0.05, 0<w<0.05, 0<x+w<0.05. In the above formula, for example, 0<x+w<0.3, 0<x+w<0.1, 0<x+w<0.05, 0<x+w<0.04, or 0<x+w<0.03.

화학식 1로 표시되는 고체전해질 화합물은 예를 들어 하기 화학식 5로 표시되는 고체전해질 화합물일 수 있다:The solid electrolyte compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid electrolyte compound represented by Formula 5:

<화학식 5><Formula 5>

(Li1-b-cM1bM2c)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc M1 b M2 c ) 7-z PS 6-z M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며, M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, 1가 양이온이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며, 0<b<0.1, 0<c<0.1, 0<b+c≤0.1 및 0≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<b<0.05, 0<c<0.05이고, 예를 들어 0<b+c≤0.05, 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0<b+c≤0.02, 0<b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, 또는 0<b+c≤0.002이다.In the above formula, M1 is at least one element selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, is a monovalent cation, M2 is at least one metal element other than Li selected from Group 1 of the periodic table, is a monovalent cation, and M3 is from Group 17 of the periodic table. It is one or more selected elements, -1 is an anion, and 0<b<0.1, 0<c<0.1, 0<b+c≤0.1, and 0≤z≤2. In the above formula, for example, 0<b<0.05, 0<c<0.05, and, for example, 0<b+c≤0.05, 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0<b +c≤0.02, 0<b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, or 0<b+c≤0.002.

화학식 1로 표시되는 화합물은 예를 들어 하기 화학식 5a 내지 화학식 5f로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by the following Formulas 5a to 5f:

<화학식 5a><Formula 5a>

(Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 5b><Formula 5b>

(Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 5c><Formula 5c>

(Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 5d><Formula 5d>

(Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 5e><Formula 5e>

(Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z M3 z

<화학식 5f><Formula 5f>

(Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zM3z (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z M3 z

상기 식들에서, M3는 F-, Cl-, Br-, I- 또는 이들의 조합이며, 0<b<0.1, 0<b<0.1, 0<b+c≤0.1 및 0≤z≤2 이다. 상기 식들에서, 예를 들어, 0<b<0.05, 0<c<0.05이고, 예를 들어 0<b+c≤0.05, 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0<b+c≤0.02, 0<b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, 또는 0<b+c≤0.002이다.In the above formulas, M3 is F -, Cl -, Br - , I - or a combination thereof, 0 <b <0.1, 0 <b <0.1, 0 <b + c≤0.1 and a 0≤z≤2. In the above equations, for example, 0<b<0.05, 0<c<0.05, for example 0<b+c≤0.05, 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0< b+c≤0.02, 0<b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, or 0<b+c≤0.002.

화학식 1로 표시되는 화합물은 예를 들어 하기 화학식들로 표시되는 고체이온전도체 화합물일 수 있다:The compound represented by Formula 1 may be, for example, a solid ion conductor compound represented by the following formulas:

(Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zIz (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z I z

상기 식들에서, 0<b<0.05, 0<c<0.05, 0<b+c≤0.05 및 0<z≤2 이다. 상기 식들에서, 예를 들어, 0<b<0.04, 0<c<0.04이고, 예를 들어 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0<b+c≤0.02, 0<b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, 또는 0<b+c≤0.002이다. In the above equations, 0<b<0.05, 0<c<0.05, 0<b+c ≦0.05, and 0<z≦2. In the above formulas, for example, 0<b<0.04, 0<c<0.04, for example 0<b+c≤0.04, 0<b+c≤0.03, 0<b+c≤0.02, 0< b+c≤0.01, 0<b+c≤0.005, or 0<b+c≤0.002.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식들로 표시되는 구체적인 고체전해질 화합물들일 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be, for example, specific solid electrolyte compounds represented by the following formulas.

(Li5.73Cu0.01Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.72Cu0.02Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Cu0.02Na0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Cu0.03Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Cu0.03Na0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.69Cu0.03Na0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Cu0.06Na0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Cu0.03Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.63Cu0.06Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Cu0.09Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Cu0.06Na0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.57Cu0.09Na0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.51Cu0.12Na0.12)PS4.75Cl1.25, (Li5.45Cu0.15Na0.15)PS4.75Cl1.25,(Li 5.73 Cu 0.01 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.72 Cu 0.02 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.02 Na 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.03 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.03 Na 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.69 Cu 0.03 Na 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.06 Na 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.03 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.63 Cu 0.06 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.09 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.06 Na 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.57 Cu 0.09 Na 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.51 Cu 0.12 Na 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.45 Cu 0.15 Na 0.15 ) PS 4.75 Cl 1.25 ,

(Li5.73Ag0.01Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.72Ag0.02Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Ag0.02Na0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Ag0.03Na0.01)PS4.75Cl1.25, (Li5.71Ag0.03Na0.02)PS4.75Cl1.25, (Li5.69Ag0.03Na0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Ag0.06Na0.03)PS4.75Cl1.25, (Li5.66Ag0.03Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.63Ag0.06Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Ag0.09Na0.06)PS4.75Cl1.25, (Li5.60Ag0.06Na0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.57Ag0.09Na0.09)PS4.75Cl1.25, (Li5.51Ag0.12Na0.12)PS4.75Cl1.25, (Li5.45Ag0.15Na0.15)PS4.75Cl1.25,(Li 5.73 Ag 0.01 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.72 Ag 0.02 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.02 Na 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.03 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.03 Na 0.02 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.69 Ag 0.03 Na 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.06 Na 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.03 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.63 Ag 0.06 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.09 Na 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.06 Na 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.57 Ag 0.09 Na 0.09 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.51 Ag 0.12 Na 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 , (Li 5.45 Ag 0.15 Na 0.15 ) PS 4.75 Cl 1.25 ,

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(Li5.73Mg0.01Na0.01)PS4.75I1.25, (Li5.72Mg0.02Na0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.02Na0.02)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.03Na0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.03Na0.02)PS4.75I1.25, (Li5.69Mg0.03Na0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Mg0.06Na0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Mg0.03Na0.06)PS4.75I1.25, (Li5.63Mg0.06Na0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Mg0.09Na0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Mg0.06Na0.09)PS4.75I1.25, (Li5.57Mg0.09Na0.09)PS4.75I1.25, (Li5.51Mg0.12Na0.12)PS4.75I1.25, (Li5.45Mg0.15Na0.15)PS4.75I1.25,(Li 5.73 Mg 0.01 Na 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Mg 0.02 Na 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.02 Na 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.03 Na 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.03 Na 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Mg 0.03 Na 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.06 Na 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.03 Na 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Mg 0.06 Na 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.09 Na 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.06 Na 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.57 Mg 0.09 Na 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.51 Mg 0.12 Na 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Mg 0.15 Na 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 ,

(Li5.73Cu0.01K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.72Cu0.02K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Cu0.02K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.71Cu0.03K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Cu0.03K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.69Cu0.03K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Cu0.06K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Cu0.03K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.63Cu0.06K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Cu0.09K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Cu0.06K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.57Cu0.09K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.51Cu0.12K0.12)PS4.75I1.25, (Li5.45Cu0.15K0.15)PS4.75I1.25,(Li 5.73 Cu 0.01 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Cu 0.02 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.02 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.03 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Cu 0.03 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Cu 0.03 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.06 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Cu 0.03 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Cu 0.06 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.09 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Cu 0.06 K 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.57 Cu 0.09 K 0.09 )PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.51 Cu 0.12 K 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Cu 0.15 K 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 ,

(Li5.73Ag0.01K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.72Ag0.02K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Ag0.02K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.71Ag0.03K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Ag0.03K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.69Ag0.03K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Ag0.06K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Ag0.03K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.63Ag0.06K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Ag0.09K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Ag0.06K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.57Ag0.09K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.51Ag0.12K0.12)PS4.75I1.25, (Li5.45Ag0.15K0.15)PS4.75I1.25,(Li 5.73 Ag 0.01 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Ag 0.02 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.02 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.03 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Ag 0.03 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Ag 0.03 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.06 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Ag 0.03 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Ag 0.06 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.09 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Ag 0.06 K 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.57 Ag 0.09 K 0.09 )PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.51 Ag 0.12 K 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Ag 0.15 K 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 ,

(Li5.73Mg0.01K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.72Mg0.02K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.02K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.03K0.01)PS4.75I1.25, (Li5.71Mg0.03K0.02)PS4.75I1.25, (Li5.69Mg0.03K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Mg0.06K0.03)PS4.75I1.25, (Li5.66Mg0.03K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.63Mg0.06K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Mg0.09K0.06)PS4.75I1.25, (Li5.60Mg0.06K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.57Mg0.09K0.09)PS4.75I1.25, (Li5.51Mg0.12K0.12)PS4.75I1.25, (Li5.45Mg0.15K0.15)PS4.75I1.25,(Li 5.73 Mg 0.01 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.72 Mg 0.02 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.02 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.03 K 0.01 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.71 Mg 0.03 K 0.02 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.69 Mg 0.03 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.06 K 0.03 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.66 Mg 0.03 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.63 Mg 0.06 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.09 K 0.06 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.60 Mg 0.06 K 0.09 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.57 Mg 0.09 K 0.09 )PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.51 Mg 0.12 K 0.12 ) PS 4.75 I 1.25 , (Li 5.45 Mg 0.15 K 0.15 ) PS 4.75 I 1.25 ,

일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 S의 일부가 SO4로 추가적으로 치환될 수 있다.In one embodiment, a part of S in the solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be additionally substituted with SO 4.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 S의 일부가 SO4로 추가적으로 치환되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다:In the solid ion conductor compound represented by Formula 1, a solid ion conductor compound in which a part of S is additionally substituted with SO 4 may be represented by, for example, Formula 6:

<화학식 6><Formula 6>

LiaM1xM2wPSy-p(SO4)pM3z Li a M1 x M2 w PS yp (SO 4 ) p M3 z

상기 식에서, M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 0<p<2, 및 0≤z≤2 이다. 상기 식에서, 예를 들어, 0<p≤1.5, 0<p≤1.0, 0<p≤0.5, 0<p≤0.25, 0<p≤0.2, 0<p≤0.1, 0<p≤0.075, 0<p≤0.05, 또는 0<p≤0.03 이다.In the above formula, M1 is one or more elements selected from Groups 2 and 11 of the periodic table, M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table, M3 is one or more elements selected from Group 17 of the periodic table, 4≤a≤ 8, 0<x<0.5, 0≦w<0.5, 3≦y≦7, 0<p<2, and 0≦z≦2. In the above formula, for example, 0<p≤1.5, 0<p≤1.0, 0<p≤0.5, 0<p≤0.25, 0<p≤0.2, 0<p≤0.1, 0<p≤0.075, 0 <p≤0.05, or 0<p≤0.03.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 향상된 리튬 이온 전도도를 제공한다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 상온에서, 예를 들어 약 25℃에서 0.5 mS/cm 이상, 0.6 mS/cm 이상, 1.0 mS/cm 이상, 1.5 mS/cm 이상, 2.0 mS/cm 이상, 2.5 mS/cm 이상, 또는 3.0 mS/cm 이상의 이온 전도도(ion conductivity)를 제공한다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 상온에서, 예를 들어 약 25℃에서 0.5 내지 500 mS/cm, 0.6 내지 500 mS/cm, 1.0 내지 400 mS/cm, 1.5 내지 300 mS/cm, 2.0 내지 200 mS/cm, 2.5 내지 100 mS/cm, 또는 3.0 내지 100 mS/cm 이상의 이온 전도도(ion conductivity)를 제공한다. 따라서, 양극; 음극; 및 양극과 음극 사이에 배치된 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물;을 포함하는 전기화학 셀에서 양극과 음극 사이의 이온 전달을 효과적으로 수행하여 양극과 음극 사이에 내부 저항을 감소시킬 수 있다. 이온 전도도는 직류 분극법(DC polarization method)을 사용하여 측정할 수 있다. 다르게는, 이온전도도는 복수 임피던스법(complex impedance method)을 사용하여 측정할 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 provides improved lithium ion conductivity. The solid ion conductor compound represented by Formula 1 is at room temperature, for example, at about 25°C, 0.5 mS/cm or more, 0.6 mS/cm or more, 1.0 mS/cm or more, 1.5 mS/cm or more, 2.0 mS/cm or more, It provides an ion conductivity of 2.5 mS/cm or more, or 3.0 mS/cm or more. The solid ion conductor compound represented by Formula 1 is at room temperature, for example, 0.5 to 500 mS/cm, 0.6 to 500 mS/cm, 1.0 to 400 mS/cm, 1.5 to 300 mS/cm, 2.0 to It provides an ionic conductivity of 200 mS/cm, 2.5 to 100 mS/cm, or 3.0 to 100 mS/cm or more. Thus, the anode; cathode; And a solid ion conductor compound represented by Chemical Formula 1 disposed between the positive electrode and the negative electrode, by effectively transferring ions between the positive electrode and the negative electrode, thereby reducing internal resistance between the positive electrode and the negative electrode. Ion conductivity can be measured using a DC polarization method. Alternatively, the ionic conductivity can be measured using a complex impedance method.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 -60℃ 미만의 이슬점(dew point)을 가지는 공기 분위기의 건조 조건에서 10일 경과 후에 70% 이상의 이온전도도 유지율을 가질 수 있다. 이온전도도 유지율은 예를 들어 하기 수학식 1로 표시될 수 있다. 하기 수학식 1에서 초기의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도는 건조 조건에 보관하기 전의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도를 의미한다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 may have an ion conductivity retention rate of 70% or more after 10 days in a dry condition in an air atmosphere having a dew point of less than -60°C. The ionic conductivity retention rate may be expressed by, for example, Equation 1 below. In Equation 1 below, the initial ionic conductivity of the solid ion conductor compound refers to the ionic conductivity of the solid ion conductor compound before storage under dry conditions.

<수학식 1><Equation 1>

이온전도도 유지율 = [10 일 경과 후의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도 / 초기의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도]×100Ion conductivity retention rate = [Ion conductivity of the solid ion conductor compound after 10 days / Ion conductivity of the initial solid ion conductor compound] × 100

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 입방정계(cubic) 결정계에 속하며 보다 구체적으로 F-43m 공간군에 속할 수 있다. 또한, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 아지로다이트형(argyrodite-type) 결정 구조를 가지는 아지로다이트형 황화물(argyrodite-type sulfide)일 수 있다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 아지로다이트형 결정 구조에서 리튬 자리의 일부에 M+ 양이온 원소, M2+ 양이온 원소, 또는 Me+ 양이온 원소 중 하나 이상의 원소로 치환됨에 의하여 향상된 리튬 이온 전도도와 리튬 금속에 대한 전기화학적 안정성을 동시에 제공할 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 belongs to, for example, a cubic crystal system, and more specifically, may belong to the F-43m space group. In addition, the solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be an azirodite-type sulfide having an azirodite-type crystal structure. The solid ion conductor compound represented by Formula 1 has improved lithium ion conductivity by substituting one or more of M + cation element, M 2 + cation element, or Me + cation element in part of the lithium site in the azirodite crystal structure. And electrochemical stability to lithium metal can be provided at the same time.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 예를 들어 25.48°±0.50°, 30.01°±0.50°, 31.38°±0.50°, 46.0°±1.0°, 48.5°±1.0°, 53.0°±1.0°의 위치에 피크를 가질 수 있다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 아지로다이트 구조를 가지므로, CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 이러한 피크를 가질 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 is, for example, 25.48°±0.50°, 30.01°±0.50°, 31.38°±0.50°, 46.0°±1.0°, 48.5°±1.0°, in the XRD spectrum using CuKα rays. It may have a peak at the position of 53.0°±1.0°. Since the solid ion conductor compound represented by Formula 1 has an azirodite structure, it may have such a peak in the XRD spectrum using CuKα rays.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ia)에 대한 회절각 2θ=53.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ib)의 피크 강도 비(ratio) Ia/Ib가 1 이하, 0.95 이하, 0.90 이하, 0.85 이하, 또는 0.80 이하일 수 있다. 이러한 범위의 피크 강도비를 가짐에 의하여 고체이온전도체 화합물의 이온전도도가 더욱 향상될 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 is the peak intensity (Ib) at the diffraction angle 2θ = 53.0°±1.0° relative to the peak intensity (Ia) at the diffraction angle 2θ = 46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays. ), the peak intensity ratio Ia/Ib may be 1 or less, 0.95 or less, 0.90 or less, 0.85 or less, or 0.80 or less. By having a peak intensity ratio in this range, the ionic conductivity of the solid ion conductor compound may be further improved.

화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크의 반가폭(FWHM)이 0.30° 이하, 0.28° 이하, 0.26° 이하, 0.24° 이하, 0.22° 이하, 0.20° 이하, 0.18° 이하, 0.16° 이하, 0.14° 이하, 0.12° 이하, 또는 0.10° 이하일 수 있다. 이러한 범위의 피크 반가폭을 가짐에 의하여 고체이온전도체 화합물의 이온전도도가 더욱 향상될 수 있다.The solid ion conductor compound represented by Formula 1 has a peak half width (FWHM) of 0.30° or less, 0.28° or less, 0.26° or less, and 0.24° at diffraction angle 2θ=46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays. It may be 0.22° or less, 0.20° or less, 0.18° or less, 0.16° or less, 0.14° or less, 0.12° or less, or 0.10° or less. By having the peak half width in this range, the ionic conductivity of the solid ion conductor compound may be further improved.

[고체전해질][Solid electrolyte]

다른 일구현예에 따른 고체전해질은 상술한 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함한다. 고체전해질은 이러한 고체이온전도체 화합물을 포함함에 의하여 높은 이온전도도, 및 높은 화학적 안정성을 가질 수 있다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함하는 고체전해질은 공기에 대한 개선된 안정성을 제공할 수 있고, 리튬 금속에 대한 전기화학적 안정성을 제공할 수 있다. 따라서, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 전기화화학 셀의 고체전해질로 사용될 수 있다.The solid electrolyte according to another embodiment includes the solid ion conductor compound represented by Formula 1 above. The solid electrolyte may have high ionic conductivity and high chemical stability by including such a solid ion conductor compound. The solid electrolyte including the solid ion conductor compound represented by Formula 1 may provide improved stability to air and electrochemical stability to lithium metal. Therefore, the solid ion conductor compound represented by Formula 1 may be used as a solid electrolyte for an electrochemical cell, for example.

고체전해질은 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물 외에 종래의 일반적인 고체전해질을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 종래의 일반적인 황화물계 고체전해질 및/또는 산화물계 고체전해질을 추가적으로 포함할 수 있다. 추가적으로 포함되는 종래의 고체이온전도체 화합물은 예를 들어, Li2O-Al2O3-TiO2-P2O5(LATP), LISICON(Lithium Super Ionic Conductor), LIPON(Li3-yPO4-xNx, 0<y<3, 0<x<4), Thio-LISICON(Li3.25Ge0.25P0.75S4), Li2S, Li2S-P2S5, Li2S-SiS2, Li2S-GeS2, Li2S-B2S5, 및 Li2S-Al2S5 및 등일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 사용할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.The solid electrolyte may further include a conventional general solid electrolyte in addition to the solid ion conductor compound represented by Formula 1. For example, a conventional general sulfide-based solid electrolyte and/or an oxide-based solid electrolyte may be additionally included. Conventional solid ion conductor compounds additionally included are, for example, Li 2 O-Al 2 O 3 -TiO 2 -P 2 O 5 (LATP), LISICON (Lithium Super Ionic Conductor), LIPON (Li 3-y PO 4 -x N x , 0<y<3, 0<x<4), Thio-LISICON(Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 ), Li 2 S, Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , It may be Li 2 S-GeS 2 , Li 2 SB 2 S 5 , and Li 2 S-Al 2 S 5, and the like, but is not limited thereto, and any one that can be used in the art may be used.

고체전해질은 분말 또는 성형물 형태일 수 있다. 성형물 형태의 고체전해질은 예를 들어 펠렛, 시트, 박막 등의 형태일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 사용되는 용도에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.The solid electrolyte may be in the form of a powder or a molded product. The solid electrolyte in the form of a molded product may be in the form of, for example, a pellet, a sheet, or a thin film, but is not limited thereto and may have various forms depending on the intended use.

[전기화학 셀][Electrochemical cell]

다른 일구현예에 따른 전기화학 셀은, 양극활물질층을 포함하는 양극층; 음극활물질층을 포함하는 음극층; 및 양극층 및 음극층 사이에 배치되는 전해질층을 포함하며, 양극활물질층 및/또는 전해질층이 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함한다. 전기화학 셀이 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함함에 의하여 전기화학 셀의 리튬 이온 전도성 및 리튬 금속에 대한 안정성이 향상된다.An electrochemical cell according to another embodiment includes: an anode layer including a cathode active material layer; A negative electrode layer including a negative electrode active material layer; And an electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer, and the positive electrode active material layer and/or the electrolyte layer includes a solid ion conductor compound represented by Chemical Formula 1. When the electrochemical cell contains the solid ion conductor compound represented by Formula 1, the lithium ion conductivity of the electrochemical cell and stability to lithium metal are improved.

전기화학 셀은 예를 들어 전고체 이차전지, 액체전해질 함유 이차전지, 또는 리튬공기전지일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 사용할 수 있는 전기화학 셀이라면 모두 가능하다.The electrochemical cell may be, for example, an all-solid secondary battery, a liquid electrolyte-containing secondary battery, or a lithium-air battery, but is not limited thereto, and any electrochemical cell that can be used in the art may be used.

이하에서, 전고체 이차전지에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the all-solid secondary battery will be described in more detail.

[전고체 이차전지: 제1 타입][All-solid secondary battery: Type 1]

전고체 이차전지는 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함할 수 있다.The all-solid secondary battery may include a solid ion conductor compound represented by Formula 1.

전고체 이차전지는 예를 들어 양극활물질층을 포함하는 양극층; 음극활물질층을 포함하는 음극층; 및 양극층 및 음극층 사이에 배치되는 전해질층을 포함하며, 양극활물질층 및/또는 전해질층이 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함할 수 있다.The all-solid secondary battery includes, for example, a positive electrode layer including a positive electrode active material layer; A negative electrode layer including a negative electrode active material layer; And an electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer, and the positive electrode active material layer and/or the electrolyte layer may include a solid ion conductor compound represented by Chemical Formula 1.

일 구현예에 따른 전고체 이차전지는 다음과 같이 준비될 수 있다.An all-solid secondary battery according to an embodiment may be prepared as follows.

(고체전해질층)(Solid electrolyte layer)

먼저, 고체전해질층이 준비된다.First, a solid electrolyte layer is prepared.

고체전해질층은 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물과 바인더를 혼합 및 건조하여 제조하거나, 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물의 분말을 일정한 형태로 1 ton 내지 10 ton의 압력으로 압연하여 제조할 수 있다. 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 고체전해질로 사용된다.The solid electrolyte layer is prepared by mixing and drying the solid ion conductor compound represented by Formula 1 and a binder, or by rolling the powder of the solid ion conductor compound represented by Formula 1 in a certain form at a pressure of 1 ton to 10 ton. I can. The solid ion conductor compound represented by Formula 1 is used as the solid electrolyte.

고체전해질의 평균 입경은 예를 들어 0.5um 내지 20um 일 수 있다. 고체전해질이 이러한 평균 입경을 가짐에 의하여 소결체 형성 과정에서 결착성이 향상되어 고체전해질 입자의 이온전도도 및 수명 특성이 향상될 수 있다.The average particle diameter of the solid electrolyte may be, for example, 0.5um to 20um. Since the solid electrolyte has such an average particle diameter, binding properties are improved in the process of forming the sintered body, so that the ionic conductivity and life characteristics of the solid electrolyte particles can be improved.

고체전해질층의 두께는 10um 내지 200um 일 수 있다. 고체전해질층이 이러한 두께를 가짐에 의하여 리튬 이온의 충분한 이동 속도가 보장되고 결과적으로 높은 이온전도도가 얻어질 수 있다.The thickness of the solid electrolyte layer may be 10 um to 200 um. When the solid electrolyte layer has such a thickness, a sufficient movement speed of lithium ions is ensured, and as a result, high ionic conductivity can be obtained.

고체전해질층은 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물 외에 종래의 황화물계 고체전해질 및/또는 산화물계 고체전해질 등의 고체전해질을 더 포함할 수 있다.The solid electrolyte layer may further include a solid electrolyte such as a conventional sulfide-based solid electrolyte and/or an oxide-based solid electrolyte in addition to the solid ion conductor compound represented by Formula 1.

종래의 황화물(sulfide)계 고체전해질은, 예컨대 황화 리튬, 황화 규소, 황화 인, 황화 붕소 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 종래의 황화물계 고체전해질 입자는 Li2S, P2S5, SiS2, GeS2, B2S3 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 종래의 황화물계 고체전해질 입자는 Li2S 또는 P2S5일 수 있다. 종래의 황화물계 고체전해질 입자는 다른 무기 화합물에 비해 높은 리튬 이온 전도도를 갖는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 종래의 황화물계 고체전해질은 Li2S 및 P2S5를 포함한다. 종래의 황화물계 고체전해질을 구성하는 황화물 고체전해질 재료가 Li2S-P2S5를 포함하는 경우, Li2S 대 P2S5 의 혼합 몰비는 예를 들면 약 50:50 내지 약 90:10의 범위일 수 있다. 또한, Li3PO4, 할로겐, 할로겐 화합물, Li2+2xZn1??xGeO4("LISICON"), Li3+yPO4-xNx("LIPON"), Li3.25Ge0.25P0.75S4("ThioLISICON"), Li2O-Al2O3-TiO2-P2O5("LATP") 등을 Li2S-P2S5, SiS2, GeS2, B2S3, 또는 이들의 조합의 무기 고체전해질에 첨가하여 제조된 무기 고체전해질이 종래의 황화물 고체전해질로서 사용될 수 있다. 종래의 황화물 고체전해질 재료의 비제한적인 예들은 Li2S-P2S5; Li2S-P2S5-LiX (X는 할로겐 원소임); Li2S-P2S5-Li2O; Li2S-P2S5-Li2O-LiI; Li2S-SiS2; Li2S-SiS2-LiI; Li2S-SiS2-LiBr; Li2S-SiS2-LiCl; Li2S-SiS2-B2S3-LiI; Li2S-SiS2-P2S5-LiI; Li2S-B2S3; Li2S -P2S5-ZmSn(m 및 n은 양의 수이고, Z는 Ge, Zn 또는 G임); Li2S-GeS2; Li2S-SiS2-Li3PO4; 및 Li2S-SiS2-LipMOq(상기 식에서, p 및 q는 양의 수이고, M은 P, Si, Ge, B, Al, Ga 또는 In 임)을 포함한다. 이와 관련하여, 종래의 황화물계 고체전해질 재료는 황화물계 고체전해질 물질의 원료 시작 물질(예를 들면, Li2S, P2S5, 등)을 용융 담금질법(melt quenching method), 기계적 밀링법 등에 의해 처리함으로써 제조될 수 있다. 또한, 소성(calcinations) 공정이 상기 처리 후에 수행될 수 있다.The conventional sulfide-based solid electrolyte may include, for example, lithium sulfide, silicon sulfide, phosphorus sulfide, boron sulfide, or a combination thereof. Conventional sulfide-based solid electrolyte particles may include Li 2 S, P 2 S 5 , SiS 2 , GeS 2 , B 2 S 3 or a combination thereof. The conventional sulfide-based solid electrolyte particles may be Li 2 S or P 2 S 5 . Conventional sulfide-based solid electrolyte particles are known to have higher lithium ion conductivity than other inorganic compounds. For example, a conventional sulfide-based solid electrolyte includes Li 2 S and P 2 S 5 . When the sulfide solid electrolyte material constituting the conventional sulfide-based solid electrolyte contains Li 2 SP 2 S 5 , the mixing molar ratio of Li 2 S to P 2 S 5 is, for example, from about 50:50 to about 90:10. It can be a range. In addition, Li 3 PO 4 , halogen, halogen compound, Li 2+2x Zn 1??x GeO 4 ("LISICON"), Li 3+y PO 4-x N x ( "LIPON"), Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 ("ThioLISICON"), Li 2 O-Al 2 O 3 -TiO 2 -P 2 O 5 ( "LATP"), etc. to Li 2 SP 2 S 5 , SiS 2 , GeS 2 , B 2 S 3 , Alternatively, an inorganic solid electrolyte prepared by adding to the inorganic solid electrolyte of a combination thereof may be used as a conventional sulfide solid electrolyte. Non-limiting examples of conventional sulfide solid electrolyte materials include Li 2 SP 2 S 5 ; Li 2 SP 2 S 5 -LiX (X is a halogen element); Li 2 SP 2 S 5 -Li 2 O; Li 2 SP 2 S 5 -Li 2 O-LiI; Li 2 S-SiS 2 ; Li 2 S-SiS 2 -LiI; Li 2 S-SiS 2 -LiBr; Li 2 S-SiS 2 -LiCl; Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -LiI; Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI; Li 2 SB 2 S 3 ; Li 2 S -P 2 S 5 -Z m S n (m and n are positive numbers and Z is Ge, Zn or G); Li 2 S-GeS 2 ; Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 ; And Li 2 S-SiS 2 -Li p MO q (wherein p and q are positive numbers, and M is P, Si, Ge, B, Al, Ga, or In). In this regard, the conventional sulfide-based solid electrolyte material is a melt quenching method and a mechanical milling method of starting materials (eg, Li 2 S, P 2 S 5, etc.) of a sulfide-based solid electrolyte material. It can be produced by processing by or the like. In addition, a process of calcinations may be performed after the treatment.

고체전해질층에 포함되는 바인더는, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol) 등이나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 바인더로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. 고체전해질층의 바인더는 양극층과 음극층의 바인더와 동종이거나 다를 수 있다.The binder included in the solid electrolyte layer is, for example, styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, and polyvinyl alcohol. And the like, but not limited thereto, and any one used as a binder in the art may be used. The binder of the solid electrolyte layer may be the same as or different from the binder of the anode layer and the cathode layer.

(양극층)(Anode layer)

다음으로, 양극층이 준비된다.Next, an anode layer is prepared.

양극층은 집전체 상에 양극활물질을 포함하는 양극활물질층을 형성시켜 제조할 수 있다. 양극활물질의 평균 입경은 예를 들어 2um 내지 10um일 수 있다. The positive electrode layer may be prepared by forming a positive electrode active material layer including a positive electrode active material on the current collector. The average particle diameter of the positive electrode active material may be, for example, 2 um to 10 um.

양극활물질은 이차전지에서 통상적으로 사용되는 것이면 제한 없이 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 리튬전이금속산화물, 전이금속황화물 등일 수 있다. 예를 들어, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합에서 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는, LiaA1-bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O2; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn, 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이다. 예를 들어, LiCoO2, LiMnxO2x(x=1, 2), LiNi1-xMnxO2x(0<x<1), Ni1-x-yCoxMnyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), Ni1-x-yCoxAlyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFePO4, TiS2, FeS2, TiS3, FeS3 등이다. 이러한 화합물에서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn, 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이다. 이러한 화합물 표면에 코팅층이 부가된 화합물의 사용도 가능하며, 상술한 화합물과 코팅층이 부가된 화합물의 혼합물의 사용도 가능하다. 이러한 화합물의 표면에 부가되는 코팅층은 예를 들어 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트, 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트의 코팅 원소 화합물을 포함한다. 이러한 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질이다. 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물이다. 코팅층 형성 방법은 양극활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 범위 내에서 선택된다. 코팅 방법은 예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등이다. 구체적인 코팅 방법은 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Any positive electrode active material may be used without limitation as long as it is commonly used in a secondary battery. For example, it may be a lithium transition metal oxide, a transition metal sulfide, or the like. For example, one or more of a complex oxide of a metal and lithium selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof may be used, and a specific example thereof is Li a A 1-b B b D 2 (the above Where 0.90≦a≦1.8, and 0≦b≦0.5); Li a E 1-b B b O 2-c D c (in the above formula, 0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); LiE 2-b B b O 4-c D c (where 0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); Li a Ni 1-bc Co b B c D α (wherein, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F α (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c D α (wherein, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F α (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (in the above formula, 0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.9, 0≦c≦0.5, 0.001≦d≦0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (in the above formula, 0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.9, 0≦c≦0.5, 0≦d≦0.5, 0.001≦e≦0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a CoG b O 2 (wherein, 0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a MnG b O 2 (wherein, 0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (In the above formula, 0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1.); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 2 ; LiIO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0≦f≦2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0≦f≦2); A compound represented by any one of the formulas of LiFePO 4 may be used. In the above formula, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; B is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements or combinations thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; E is Co, Mn, or a combination thereof; F is F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn, or a combination thereof; I is Cr, V, Fe, Sc, Y, or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, or a combination thereof. For example, LiCoO 2 , LiMn x O 2x (x=1, 2), LiNi 1-x Mn x O 2x (0<x<1), Ni 1-xy Co x Mn y O 2 (0≤x≤ 0.5, 0≤y≤0.5), Ni 1-xy Co x Al y O 2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFePO 4 , TiS 2 , FeS 2 , TiS 3 , FeS 3, etc. In these compounds, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; B is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements or combinations thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; E is Co, Mn, or a combination thereof; F is F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn, or a combination thereof; I is Cr, V, Fe, Sc, Y, or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, or a combination thereof. It is also possible to use a compound having a coating layer added on the surface of such a compound, or a mixture of the above-described compound and a compound having a coating layer added thereto. The coating layer added to the surface of such a compound includes, for example, an oxide of a coating element, a hydroxide, an oxyhydroxide of a coating element, an oxycarbonate of a coating element, or a coating element compound of a hydroxycarbonate of a coating element. The compound constituting this coating layer is amorphous or crystalline. Coating elements included in the coating layer are Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or a mixture thereof. The method of forming the coating layer is selected within a range that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material. The coating method is, for example, spray coating, dipping method, or the like. A detailed description of the coating method will be omitted because it is a content that can be well understood by those engaged in the relevant field.

양극활물질은 예를 들어 상술한 리튬전이금속산화물 중 층상암염형(layered rock salt type) 구조를 갖는 전이금속산화물의 리튬염을 포함한다. "층상 암염형 구조"는 예를 들어 입방정 암염형(cubic rock salt type) 구조의 <111> 방향으로 산소 원자층과 금속 원자층이 교대로 규칙적으로 배열하고, 이에 의하여 각각의 원자층이 이차원 평면을 형성하고 있는 구조이다. "입방정 암염형 구조"는 결정 구조의 일종인 염화나트륨형(NaCl type) 구조를 나타내며, 구체적으로는 양이온 및 음이온의 각각 형성하는 면심 입방 격자(face centered cubic lattice, fcc)가 서로 단위 격자(unit lattice)의 능(ridge)의 1/2 만큼 어긋나 배치된 구조를 나타낸다. 이러한 층상암염형 구조를 갖는 리튬전이금속산화물은, 예를 들어, LiNixCoyAlzO2 (NCA) 또는 LiNixCoyMnzO2 (NCM) (0 < x < 1, 0 < y < 1, 0 < z < 1, x + y + z = 1) 등의 삼원계 리튬전이금속산화물이다. 양극활물질이 층상암염형 구조를 갖는 삼원계 리튬전이금속산화물을 포함하는 경우, 전고체 이차전지(1)(1)의 에너지(energy) 밀도 및 열안정성이 더욱 향상된다.The positive electrode active material includes, for example, a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure among the lithium transition metal oxides described above. The "layered rock salt type structure" is, for example, in the direction of a cubic rock salt type structure, in which an oxygen atom layer and a metal atom layer are alternately and regularly arranged, whereby each atomic layer is a two-dimensional plane. It is a structure that forms. "Cubic rock salt structure" refers to a NaCl type structure, which is a kind of crystal structure, and specifically, face centered cubic lattice (fcc) forming each of cations and anions is unit lattice (unit lattice). It represents a structure that is arranged shifted by 1/2 of the ridge of ). The lithium transition metal oxide having such a layered rock salt structure is, for example, LiNi x Co y Al z O 2 (NCA) or LiNi x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y It is a ternary lithium transition metal oxide such as <1, 0 <z <1, x + y + z = 1). When the positive electrode active material contains a ternary lithium transition metal oxide having a layered rock salt structure, the energy density and thermal stability of the all-solid secondary batteries 1 and 1 are further improved.

양극활물질은 상술한 바와 같이 피복층에 의해 덮여 있을 수 있다. 피복층은 전고체 이차 전지의 양극 활물질의 피복층으로 공지된 것이면 어떤 것이라도 좋다. 피복층은 예를 들어 Li2O-ZrO2 (LZO)등이다.As described above, the positive electrode active material may be covered by a coating layer. The coating layer may be any known coating layer of the positive electrode active material of an all-solid secondary battery. The coating layer is, for example, Li 2 O-ZrO 2 (LZO) or the like.

양극활물질이 예를 들어 NCA 또는 NCM 등의 삼원계 리튬전이금속산화물로서 니켈(Ni)을 포함하는 경우, 전고체 이차전지의 용량 밀도를 상승시켜 충전 상태에서 양극활물질의 금속 용출의 감소가 가능하다. 결과적으로, 전고체 이차전지의 충전 상태에서의 사이클(cycle) 특성이 향상된다.When the positive electrode active material contains nickel (Ni) as a ternary lithium transition metal oxide such as NCA or NCM, it is possible to decrease the metal elution of the positive electrode active material in a charged state by increasing the capacity density of the all-solid secondary battery. . As a result, the cycle characteristics in the charged state of the all-solid secondary battery are improved.

양극활물질의 형상은, 예를 들어, 진구, 타원 구형 등의 입자 형상이다. 양극활물질의 입경은 특별히 제한되지 않으며, 종래의 전고체 이차전지의 양극활물질에 적용 가능한 범위이다. 양극층의 양극활물질의 함량도 특별히 제한되지 않고, 종래의 전고체 이차전지의 양극층에 적용 가능한 범위이다. 양극활물질층에서 양극활물질의 함량은 예를 들어 50 내지 95 중량%일 수 있다.The shape of the positive electrode active material is, for example, a particle shape such as a spherical sphere or an elliptical sphere. The particle diameter of the positive electrode active material is not particularly limited, and is within a range applicable to the positive electrode active material of a conventional all-solid secondary battery. The content of the positive electrode active material in the positive electrode layer is also not particularly limited, and is within a range applicable to the positive electrode layer of a conventional all-solid secondary battery. The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer may be, for example, 50 to 95% by weight.

양극활물질층은 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 추가적으로 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer may additionally include a solid ion conductor compound represented by Chemical Formula 1.

양극활물질층은 바인더를 포함할 수 있다. 바인더는 예를 들어 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌(polyethylene) 등이다.The positive electrode active material layer may include a binder. The binder is, for example, styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, and the like.

양극활물질층은 도전재를 포함할 수 있다. 도전재는 예를 들어 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 켓젠(Ketjen) 블랙, 탄소 섬유, 금속 분말 등이다.The positive electrode active material layer may include a conductive material. The conductive material is, for example, graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, and the like.

양극활물질층은 상술한 양극활물질, 고체전해질, 바인더, 도전재 외에 예를 들어 필러(filler), 코팅제, 분산제, 이온 전도성 보조제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition to the above-described positive electrode active material, solid electrolyte, binder, and conductive material, the positive electrode active material layer may further include additives such as a filler, a coating agent, a dispersant, and an ion conductive auxiliary agent.

양극활물질층이 포함할 수 있는 필러, 코팅제, 분산제, 이온 전도성 보조제 등으로는 일반적으로 전고체 이차전지의 전극에 사용되는 공지의 재료를 사용할 수 있다.As a filler, a coating agent, a dispersant, an ion conductive auxiliary agent, etc. that may be included in the positive electrode active material layer, a known material generally used for an electrode of an all-solid secondary battery may be used.

양극집전체는 예를 들어 알루미늄(Al), 인듐(In), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 스테인레스 스틸, 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 리튬(Li) 또는 이들의 합금으로 이루어진 판상체(plate) 또는 호일(foil) 등을 사용한다. 양극 집전체는 생략 가능하다.The positive electrode current collector is, for example, aluminum (Al), indium (In), copper (Cu), magnesium (Mg), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), A plate or foil made of zinc (Zn), germanium (Ge), lithium (Li), or an alloy thereof is used. The positive electrode current collector can be omitted.

양극집전체는 금속 기재의 일면 또는 양면 상에 배치되는 카본층을 더 포함할 수 있다. 금속 기재 상에 카본층이 추가적으로 배치됨에 의하여 금속 기재의 금속이 양극층이 포함하는 고체전해질에 의하여 부식되는 것을 방지하고 양극활물질층층과 양극집전체 사이의 계면 저항을 감소시킬 수 있다. 카본층의 두께는 예를 들어 1um 내지 5um 일 수 있다. 카본층의 두께가 지나치게 얇으면 금속 기재와 고체전해질의 접촉을 완전히 차단하기 어려울 수 있다. 카본층의 두께가 지나치게 두꺼우면 전고체 이차전지의 에너지 밀도가 저하될 수 있다. 카본층은 비정질 탄소, 결정질 탄소 등을 포함할 수 있다.The positive electrode current collector may further include a carbon layer disposed on one or both surfaces of the metal substrate. Since the carbon layer is additionally disposed on the metal substrate, the metal of the metal substrate may be prevented from being corroded by the solid electrolyte included in the positive electrode layer, and the interface resistance between the positive electrode active material layer layer and the positive electrode current collector may be reduced. The thickness of the carbon layer may be, for example, 1 um to 5 um. If the thickness of the carbon layer is too thin, it may be difficult to completely block contact between the metal substrate and the solid electrolyte. If the carbon layer is too thick, the energy density of the all-solid secondary battery may decrease. The carbon layer may include amorphous carbon, crystalline carbon, or the like.

(음극층)(Cathode layer)

다음으로, 음극층이 준비된다.Next, a cathode layer is prepared.

음극층은 양극활물질 대신에 음극활물질이 사용된다는 것을 제외하고는 양극층과 동일한 방법으로 제조될 수 있다. 음극층은 음극집전체 상에 음극활물질을 포함하는 음극활물질층을 형성시켜 제조할 수 있다. The negative electrode layer may be prepared in the same manner as the positive electrode layer, except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material. The negative electrode layer may be prepared by forming a negative electrode active material layer including a negative electrode active material on the negative electrode current collector.

음극활물질층이 상술한 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 추가적으로 포함할 수 있다.The negative electrode active material layer may additionally include a solid ion conductor compound represented by Formula 1 described above.

음극활물질은 리튬 금속, 리튬 금속 합금 또는 이들의 조합일 수 있다.The negative electrode active material may be a lithium metal, a lithium metal alloy, or a combination thereof.

음극활물질층은 리튬 금속, 리튬 금속 합금 또는 이들의 조합 외에 종래의 음극활물질을 더 포함할 수 있다. 종래의 음극활물질은 예를 들어, 리튬과 합금 가능한 금속, 전이금속 산화물, 비전이금속산화물 및 탄소계 재료로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 리튬과 합금가능한 금속은 예를 들어 Ag, Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Si는 아님), Sn-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Sn은 아님) 등일 수 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다. 전이금속 산화물은 예를 들어 리튬 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등일 수 있다. 비전이금속 산화물은 예를 들어 SnO2, SiOx(0<x<2) 등일 수 있다. 탄소계 재료는 예를 들어 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 결정질 탄소는 무정형, 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연일 수 있으며, 상기 비정질 탄소는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치(mesophase pitch) 탄화물, 소성된 코크스 등일 수 있다.The anode active material layer may further include a conventional anode active material in addition to lithium metal, lithium metal alloy, or a combination thereof. The conventional negative electrode active material may include, for example, one or more selected from the group consisting of a metal alloyable with lithium, a transition metal oxide, a non-transition metal oxide, and a carbon-based material. Metal alloyable with lithium is, for example, Ag, Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb Si-Y alloy (where Y is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, transition metal, rare earth Element or a combination element thereof, not Si), Sn-Y alloy (the Y is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, transition metal, rare earth element, or a combination element thereof, but not Sn ), etc. The element Y is Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, It may be Se, Te, Po, or a combination thereof. The transition metal oxide may be, for example, lithium titanium oxide, vanadium oxide, lithium vanadium oxide, or the like. The non-transition metal oxide may be, for example, SnO 2 , SiO x (0<x<2), and the like. The carbon-based material can be, for example, crystalline carbon, amorphous carbon, or mixtures thereof. Crystalline carbon may be graphite such as amorphous, plate-like, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and the amorphous carbon is soft carbon (low-temperature calcined carbon) or hard carbon. ), mesophase pitch carbide, fired coke, and the like.

도 4를 참조하면, 일 구현예에 따른 전고체 이차전지(40)는 고체전해질층(30)과 고체전해질층(30)의 일면에 배치된 양극층(10), 고체전해질층(30)의 다른 일면에 배치된 음극층(20)을 포함한다. 양극층(30)은 고체전해질층(30)과 접하는 양극활물질층(12) 및 양극활물질층(12)과 접하는 양극집전체(11)를 포함하고, 음극층(20)은 고체전해질층(30)과 접하는 음극활물질층(22) 및 음극활물질층(22)과 접하는 음극집전체(21)를 포함한다. 전고체 이차전지(40)는 예를 들어, 고체전해질층(30)의 양면에 양극활물질층(12) 및 음극활물질층(22)을 형성시키고, 양극활물질층(12) 및 음극활물질층(22)상에 양극집전체(11) 및 음극집전체(21)를 각각 형성시켜 전고체형 이차전지(30)가 완성된다. 다르게는, 음극집전체(21) 상에 음극활물질층(22), 고체전해질층(30), 양극활물질층(12), 양극집전체(11)를 순차적으로 적층하여 전고체형 이차전지(40)가 완성된다.4, an all-solid secondary battery 40 according to an embodiment includes a solid electrolyte layer 30, an anode layer 10 disposed on one surface of the solid electrolyte layer 30, and a solid electrolyte layer 30. It includes a cathode layer 20 disposed on the other side. The positive electrode layer 30 includes a positive electrode active material layer 12 in contact with the solid electrolyte layer 30 and a positive electrode current collector 11 in contact with the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode layer 20 includes a solid electrolyte layer 30 ) And a negative electrode active material layer 22 in contact with the negative electrode active material layer 22 and a negative electrode current collector 21 in contact with the negative electrode active material layer 22. The all-solid secondary battery 40 includes, for example, a positive electrode active material layer 12 and a negative electrode active material layer 22 formed on both sides of the solid electrolyte layer 30, and the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22 ) By forming the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 21, respectively, to complete the solid-state secondary battery 30. Alternatively, the negative electrode active material layer 22, the solid electrolyte layer 30, the positive electrode active material layer 12, and the positive electrode current collector 11 are sequentially stacked on the negative electrode current collector 21 to form an all-solid secondary battery 40. Is completed.

[전고체 이차전지: 제2 타입][All-solid secondary battery: 2nd type]

도 5 내지 6을 참조하면, 전고체 이차전지(1)는 예를 들어 양극집전체(11) 상에 배치된 양극활물질층(12)을 포함하는 양극층(10); 음극집전체(21) 상에 배치된 음극활물질층(22)을 포함하는 음극층(20); 및 양극층(10) 및 음극층(20) 사이에 배치되는 전해질층(30)을 포함하며, 양극활물질층(12) 및/또는 전해질층(30)이 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물을 포함할 수 있다.5 to 6, the all-solid secondary battery 1 includes, for example, a positive electrode layer 10 including a positive electrode active material layer 12 disposed on the positive electrode current collector 11; A negative electrode layer 20 including a negative electrode active material layer 22 disposed on the negative electrode current collector 21; And an electrolyte layer 30 disposed between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20, wherein the positive electrode active material layer 12 and/or the electrolyte layer 30 comprises a solid ion conductor compound represented by Formula 1 Can include.

다른 일구현예에 따른 전고체 이차전지는 다음과 같이 준비될 수 있다.The all-solid secondary battery according to another embodiment may be prepared as follows.

양극층 및 고체전해질층은 상술한 전고체 이차전지와 동일하게 제조된다.The positive electrode layer and the solid electrolyte layer are manufactured in the same manner as the all-solid secondary battery described above.

(음극층)(Cathode layer)

다음으로, 음극층이 준비된다.Next, a cathode layer is prepared.

도 5 내지 6을 참조하면, 음극층(20)은 음극집전체(21) 및 음극집전체(21) 상에 배치된 음극활물질층(22)을 포함하며, 음극활물질층(22)은 예를 들어 음극활물질 및 바인더를 포함한다.5 to 6, the negative electrode layer 20 includes a negative electrode current collector 21 and a negative electrode active material layer 22 disposed on the negative electrode current collector 21, and the negative electrode active material layer 22 is, for example, For example, it includes a negative electrode active material and a binder.

음극활물질층(22)이 포함하는 음극활물질은 예를 들어 입자 형태를 가진다. 입자 형태를 가지는 음극활물질의 평균 입경은 예를 들어, 4um 이하, 3um 이하, 2um 이하, 1um 이하, 또는 900nm 이하이다. 입자 형태를 가지는 음극활물질의 평균 입경은 예를 들어, 10nm 내지 4um 이하, 10nm 내지 3um 이하, 10nm 내지 2um 이하, 10nm 내지 1um 이하, 또는 10nm 내지 900nm 이하이다. 음극활물질이 이러한 범위의 평균 입경을 가짐에 의하여 충방전 시에 리튬의 가역적인 흡장(absorbing) 및/또는 방출(desorbing)이 더욱 용이할 수 있다. 음극활물질의 평균 입경은, 예를 들어, 레이저식 입도 분포계를 사용하여 측정한 메디안(median) 직경(D50)이다.The negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 22 has, for example, a particle shape. The average particle diameter of the negative electrode active material having a particle shape is, for example, 4um or less, 3um or less, 2um or less, 1um or less, or 900nm or less. The average particle diameter of the negative electrode active material having a particle shape is, for example, 10nm to 4um or less, 10nm to 3um or less, 10nm to 2um or less, 10nm to 1um or less, or 10nm to 900nm or less. Since the negative electrode active material has an average particle diameter within this range, it may be easier to reversibly absorb and/or desorb lithium during charging and discharging. The average particle diameter of the negative electrode active material is, for example, a median diameter (D50) measured using a laser particle size distribution meter.

음극활물질층(22)이 포함하는 음극활물질은 예를 들어 탄소계 음극활물질 및 금속 또는 준금속 음극활물질 중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.The anode active material included in the anode active material layer 22 includes, for example, at least one selected from a carbon-based anode active material and a metal or metalloid anode active material.

탄소계 음극활물질은 특히 비정질 탄소(amorphous carbon)이다. 비정질 탄소는 예를 들어 카본 블랙(carbon black)(CB), 아세틸렌 블랙(acetylene black)(AB), 퍼니스 블랙(furnace black)(FB), 켓젠 블랙(ketjen black)(KB), 그래핀(graphene) 등이나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 비정질 탄소로 분류되는 것이라면 모두 가능하다. 비정질 탄소는 결정성을 가지지 않거나 결정성이 매우 낮은 탄소로서 결정성 탄소 또는 흑연계 탄소와 구분된다.The carbon-based negative active material is particularly amorphous carbon. Amorphous carbon is, for example, carbon black (CB), acetylene black (AB), furnace black (FB), ketjen black (KB), graphene. ), and the like, but are not necessarily limited thereto, and any one classified as amorphous carbon in the art may be used. Amorphous carbon has no crystallinity or is very low crystallinity, and is distinguished from crystalline carbon or graphite-based carbon.

금속 또는 준금속 음극활물질은 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 금속 음극활물질 또는 준금속 음극활물질로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 니켈(Ni)은 리튬과 합금을 형성하지 않으므로 금속 음극활물질이 아니다.Metal or metalloid anode active materials include gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi), tin (Sn), and zinc (Zn). ) Includes at least one selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto, and any material used as a metal anode active material or a metalloid anode active material forming an alloy or compound with lithium in the art may be used. For example, since nickel (Ni) does not form an alloy with lithium, it is not a metal negative electrode active material.

음극활물질층(22)은 이러한 음극활물질 중에서 일종의 음극활물질을 포함하거나, 복수의 서로 다른 음극활물질의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 음극활물질층(22)은 비정질 탄소만을 포함하거나, 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. 다르게는, 음극활물질층(22)은 비정질 탄소와 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상과의 혼합물을 포함한다. 비정질 탄소와 금 등의 혼합물의 혼합비는 중량비로서 예를 들어 10:1 내지 1:2, 5:1 내지 1:1, 또는 4:1 내지 2:1 이나 반드시 이러한 범위로 한정되지 않으며 요구되는 전고체 이차전지(1)의 특성에 따라 선택된다. 음극활물질이 이러한 조성을 가짐에 의하여 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 더욱 향상된다.The anode active material layer 22 includes a kind of anode active material from among these anode active materials, or includes a mixture of a plurality of different anode active materials. For example, the anode active material layer 22 contains only amorphous carbon, or gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi) ), tin (Sn), and zinc (Zn). Alternatively, the anode active material layer 22 is amorphous carbon, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi), tin ( Sn) and zinc (Zn) include a mixture with one or more selected from the group consisting of. The mixing ratio of a mixture of amorphous carbon and gold is a weight ratio, for example, 10:1 to 1:2, 5:1 to 1:1, or 4:1 to 2:1. It is selected according to the characteristics of the solid secondary battery 1. When the negative electrode active material has such a composition, the cycle characteristics of the all-solid secondary battery 1 are further improved.

음극활물질층(22)이 포함하는 음극활물질은 예를 들어 비정질 탄소로 이루어진 제1 입자 및 금속 또는 준금속으로 이루어진 제2 입자의 혼합물을 포함한다. 금속 또는 준금속은 예를 들어 예를 들어, 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn) 및 아연(Zn) 등을 포함한다. 준금속은 다르게는 반도체이다. 제2 입자의 함량은 혼합물의 총 중량을 기준으로 8 내지 60 중량%, 10 내지 50중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 30 중량%이다. 제2 입자가 이러한 범위의 함량을 가짐에 의하여 예를 들어 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 더욱 향상된다.The negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 22 includes, for example, a mixture of first particles made of amorphous carbon and second particles made of metal or metalloid. Metals or metalloids are, for example, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi), tin (Sn ) And zinc (Zn), and the like. Metalloids are otherwise semiconductors. The content of the second particles is 8 to 60% by weight, 10 to 50% by weight, 15 to 40% by weight, or 20 to 30% by weight, based on the total weight of the mixture. When the second particles have a content in this range, for example, the cycle characteristics of the all-solid secondary battery 1 are further improved.

음극활물질층(22)이 포함하는 바인더는 예를 들어 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌(polyethylene), 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 등이나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 바인더로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. 바인더는 단독 또는 복수의 서로 다른 바인더로 구성될 수 있다.The binder included in the negative electrode active material layer 22 is, for example, styrene-butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, vinylidene fluoride/ Hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, and the like, but are not necessarily limited thereto, and any one used as a binder in the art may be used. The binder may be composed of a single or a plurality of different binders.

음극활물질층(22)이 바인더를 포함함에 의하여 음극활물질층(22)이 음극집전체(21) 상에 안정화된다. 또한, 충방전 과정에서 음극활물질층(22)의 부피 변화 및/또는 상대적인 위치 변경에도 불구하고 음극활물질층(22)의 균열이 억제된다. 예를 들어, 음극활물질층(22)이 바인더를 포함하지 않는 경우, 음극활물질층(22)이 음극집전체(21)로부터 쉽게 분리되는 것이 가능하다. 음극집전체(21)로부터 음극활물질층(22)이 이탈함에 의하여 음극집전체(21)가 노출된 부분에서, 음극집전체(21)가 고체전해질층(30)과 접촉함에 의하여, 단락이 발생할 가능성이 증가한다. 음극활물질층(22)은 예를 들어 음극활물질층(22)을 구성하는 재료가 분산된 슬러리를 음극집전체(21) 상에 도포하고, 건조하여 제작된다. 바인더를 음극활물질층(22)에 포함시킴에 의하여 슬러리 중에 음극활물질의 안정적인 분산이 가능하다. 예를 들어, 스크린 인쇄법으로 슬러리를 음극집전체(21) 상에 도포하는 경우, 스크린의 막힘(예를 들어, 음극 활물질의 응집체에 의한 막힘)을 억제하는 것이 가능하다.The anode active material layer 22 is stabilized on the anode current collector 21 by the anode active material layer 22 including the binder. In addition, cracking of the negative electrode active material layer 22 is suppressed despite a change in volume and/or a relative position of the negative electrode active material layer 22 during the charging/discharging process. For example, when the negative electrode active material layer 22 does not contain a binder, the negative electrode active material layer 22 may be easily separated from the negative electrode current collector 21. In a portion where the negative electrode current collector 21 is exposed due to the separation of the negative electrode active material layer 22 from the negative electrode current collector 21, a short circuit occurs when the negative electrode current collector 21 comes into contact with the solid electrolyte layer 30. The likelihood increases. The negative electrode active material layer 22 is produced by, for example, applying a slurry in which a material constituting the negative electrode active material layer 22 is dispersed on the negative electrode current collector 21 and drying it. By including the binder in the negative electrode active material layer 22, it is possible to stably disperse the negative electrode active material in the slurry. For example, when the slurry is applied on the negative electrode current collector 21 by a screen printing method, it is possible to suppress clogging of the screen (for example, clogging by an aggregate of negative electrode active materials).

음극활물질층(22)은 종래의 전고체 이차전지(1)에 사용되는 첨가제 예를 들어 필러, 코팅제, 분산제, 이온 전도성 보조제 등을 더 포함하는 것이 가능하다.The negative electrode active material layer 22 may further include additives used in the conventional all-solid secondary battery 1, such as a filler, a coating agent, a dispersant, an ion conductive auxiliary agent, and the like.

음극활물질층(22)의 두께는 예를 들어 양극활물질층(12, 12a, 12b) 두께의 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 20% 이하, 10% 이하, 또는 5% 이하이다. 음극활물질층(22)의 두께는 예를 들어 1um 내지 20um, 2um 내지 10um, 또는 3um 내지 7um이다. 음극활물질층(22)의 두께가 지나치게 얇으면, 음극활물질층(22)과 음극집전체(21) 사이에 형성되는 리튬 덴드라이트가 음극활물질층(22)을 붕괴시켜 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 향상되기 어렵다. 음극활물질층(22)의 두께가 지나치게 증가하면 전고체 이차전지(1)의 에너지 밀도가 저하되고 음극활물질층(22)에 의한 전고체 이차전지(1)의 내부 저항이 증가하여 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 향상되기 어렵다.The thickness of the negative electrode active material layer 22 is, for example, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 5% or less of the thickness of the positive electrode active material layers 12, 12a, 12b. The thickness of the negative electrode active material layer 22 is, for example, 1um to 20um, 2um to 10um, or 3um to 7um. If the thickness of the negative electrode active material layer 22 is too thin, the lithium dendrite formed between the negative electrode active material layer 22 and the negative electrode current collector 21 collapses the negative electrode active material layer 22, resulting in an all-solid secondary battery (1). It is difficult to improve its cycle characteristics. When the thickness of the anode active material layer 22 is excessively increased, the energy density of the all-solid secondary battery 1 decreases and the internal resistance of the all-solid secondary battery 1 by the anode active material layer 22 increases. It is difficult to improve the cycle characteristics of (1).

음극활물질층(22)의 두께가 감소하면 예를 들어 음극활물질층(22)의 충전 용량도 감소한다. 음극활물질층(22)의 충전 용량은 예를 들어 양극활물질층(12)의 충전용량에 비하여 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 20% 이하, 10% 이하, 5% 이하 또는 2% 이하이다. 음극활물질층(22)의 충전 용량은 예를 들어 양극활물질층(12)의 충전용량에 비하여 0.1% 내지 50%, 0.1% 내지 40%, 0.1% 내지 30%, 0.1% 내지 20%, 0.1% 내지 10%, 0.1% 내지 5%, 또는 0.1% 내지 2% 이다. 음극활물질층(22)의 충전 용량이 지나치게 작으면, 음극활물질층(22)의 두께가 매우 얇아지므로 반복되는 충방전 과정에서 음극활물질층(22)과 음극집전체(21) 사이에 형성되는 리튬 덴드라이트가 음극활물질층(22)을 붕괴시켜 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 향상되기 어렵다. 음극활물질층(22)의 충전 용량이 지나치게 증가하면 전고체 이차전지(1)의 에너지 밀도가 저하되고 음극활물질층(22)에 의한 전고체 이차전지(1)의 내부 저항이 증가하여 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 향상되기 어렵다.When the thickness of the negative electrode active material layer 22 decreases, for example, the charging capacity of the negative electrode active material layer 22 decreases. The charging capacity of the anode active material layer 22 is, for example, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 2% of the charging capacity of the cathode active material layer 12. Below. The charging capacity of the negative electrode active material layer 22 is, for example, 0.1% to 50%, 0.1% to 40%, 0.1% to 30%, 0.1% to 20%, 0.1% compared to the charging capacity of the positive electrode active material layer 12. To 10%, 0.1% to 5%, or 0.1% to 2%. If the charging capacity of the anode active material layer 22 is too small, the thickness of the anode active material layer 22 becomes very thin, so lithium formed between the anode active material layer 22 and the anode current collector 21 in repeated charging and discharging processes. It is difficult to improve the cycle characteristics of the all-solid secondary battery 1 by dendrite collapsing the negative electrode active material layer 22. When the charging capacity of the anode active material layer 22 is excessively increased, the energy density of the all-solid secondary battery 1 decreases, and the internal resistance of the all-solid secondary battery 1 by the anode active material layer 22 increases. It is difficult to improve the cycle characteristics of the battery 1.

양극활물질층(12)의 충전 용량은 양극활물질의 충전 용량 밀도(mAh/g)에 양극활물질층(12)중 양극활물질의 질량을 곱하여 얻어진다. 양극활물질이 여러 종류 사용되는 경우, 양극활물질마다 충전 용량 밀도 ㅧ 질량 값을 계산하고, 이 값의 총합이 양극활물질층(12)의 충전 용량이다. 음극활물질층(22)의 충전 용량도 같은 방법으로 계산된다. 즉, 음극활물질층(22)의 충전 용량은 음극활물질의 충전 용량 밀도(mAh/g)에 음극활물질층(22) 중 음극활물질의 질량을 곱함하여 얻어진다. 음극활물질이 여러 종류 사용되는 경우, 음극활물질마다 충전 용량 밀도 ㅧ 질량 값을 계산하고, 이 값의 총합이 음극활물질층(22)의 용량이다. 여기서, 양극활물질 및 음극활물질의 충전 용량 밀도는 리튬 금속을 상대 전극으로 사용한 전고체 반전지(half-cell)을 이용하여 추정된 용량이다. 전고체 반전지(half-cell)를 이용한 충전 용량 측정에 의해 양극활물질층(12)과 음극활물질층(22)의 충전 용량이 직접 측정된다. 측정된 충전 용량을 각각 활물질의 질량으로 나누면, 충전 용량 밀도가 얻어진다. 다르게는, 양극활물질층(12)과 음극활물질층(22)의 충전 용량은 1 사이클 번째 충전시에 측정되는 초기 충전 용량일 수 있다.The charging capacity of the positive electrode active material layer 12 is obtained by multiplying the charging capacity density (mAh/g) of the positive electrode active material by the mass of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer 12. When several kinds of positive electrode active materials are used, a charge capacity density ㅧ mass value is calculated for each positive electrode active material, and the sum of these values is the charging capacity of the positive electrode active material layer 12. The charging capacity of the negative electrode active material layer 22 is also calculated in the same way. That is, the charging capacity of the anode active material layer 22 is obtained by multiplying the charging capacity density (mAh/g) of the anode active material by the mass of the anode active material in the anode active material layer 22. When several types of negative electrode active materials are used, a charge capacity density ㅧ mass value is calculated for each negative electrode active material, and the sum of these values is the capacity of the negative electrode active material layer 22. Here, the charging capacity density of the positive electrode active material and the negative electrode active material is an estimated capacity using an all-solid half-cell using lithium metal as a counter electrode. The charging capacity of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22 is directly measured by measuring the charging capacity using an all-solid half-cell. When the measured charging capacity is divided by the mass of each active material, the charging capacity density is obtained. Alternatively, the charging capacity of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22 may be an initial charging capacity measured at the time of charging the first cycle.

도 6을 참조하면, 전고체 이차전지(1a)는 예를 들어 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 사이에 배치되는 금속층(23)을 더 포함할 수 있다. 금속층(23)은 리튬 또는 리튬 합금을 포함한다. 따라서, 금속층(23)은 예를 들어 리튬 저장고(reservoir)로서 작용한다. 리튬 합금은, 예를 들어, Li-Al 합금, Li-Sn 합금, Li-In 합금, Li-Ag 합금, Li-Au 합금, Li-Zn 합금, Li-Ge 합금, Li-Si 합금 등이나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 리튬 합금으로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. 금속층(23)은 이러한 합금 중 하나 또는 리튬으로 이루어질 수 있거나, 여러 종류의 합금으로 이루어진다.Referring to FIG. 6, the all-solid secondary battery 1a may further include, for example, a metal layer 23 disposed between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22. The metal layer 23 contains lithium or a lithium alloy. Thus, the metal layer 23 acts as a lithium reservoir, for example. Lithium alloys are, for example, Li-Al alloys, Li-Sn alloys, Li-In alloys, Li-Ag alloys, Li-Au alloys, Li-Zn alloys, Li-Ge alloys, Li-Si alloys, etc. It is not limited to, and any one used as a lithium alloy in the art may be used. The metal layer 23 may be made of one of these alloys or lithium, or made of several types of alloys.

금속층(23)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 1um 내지 1000um, 1um 내지 500um, 1um 내지 200um, 1um 내지 150um, 1um 내지 100um, 또는 1um 내지 50um이다. 금속층(23)의 두께가 지나치게 얇으면, 금속층(23)에 의한 리튬 저장고(reservoir) 역할을 수행하기 어렵다. 금속층(23)의 두께가 지나치게 두꺼우면 전고체 이차전지(1)의 질량 및 부피가 증가하고 사이클 특성이 오히려 저하될 가능성이 있다. 금속층(23)은, 예를 들어, 이러한 범위의 두께를 갖는 금속 호일일 수 있다. The thickness of the metal layer 23 is not particularly limited, but is, for example, 1um to 1000um, 1um to 500um, 1um to 200um, 1um to 150um, 1um to 100um, or 1um to 50um. When the thickness of the metal layer 23 is too thin, it is difficult to perform the role of a lithium reservoir by the metal layer 23. If the thickness of the metal layer 23 is too thick, there is a possibility that the mass and volume of the all-solid secondary battery 1 increases, and the cycle characteristics rather deteriorate. The metal layer 23 may be, for example, a metal foil having a thickness in this range.

전고체 이차전지(1a)에서 금속층(23)은 예를 들어 전고체 이차전지(1)의 조립 전에 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 사이에 배치되거나 전고체 이차전지(1)의 조립 후에 충전에 의하여 음극집전체(21)(21, 21a, 21b)와 음극활물질층(22) 사이에 석출된다. 전고체 이차전지(1a)의 조립 전에 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 사이에 금속층(23)이 배치되는 경우, 금속층(23)이 리튬을 포함하는 금속층이므로 리튬 저장고(reservoir)로서 작용한다. 예를 들어, 전고체 이차전지(1a)의 조립 전에 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 사이에 리튬 호일이 배치된다. 이에 의해, 금속층(23)을 포함하는 전고체 이차전지(1a)의 사이클 특성이 더욱 향상된다. 전고체 이차전지(1a)의 조립 후에 충전에 의하여 금속층(23)이 석출되는 경우, 전고체 이차전지(1a)의 조립 시에 금속층(23)을 포함하지 않으므로 전고체 이차전지(1a)의 에너지 밀도가 증가한다. 예를 들어, 전고체 이차전지(1)의 충전시, 음극활물질층(22)의 충전 용량을 초과하여 충전한다. 즉, 음극활물질층(22)을 과충전한다. 충전 초기에는 음극활물질층(22)에 리튬을 흡장된다. 음극활물질층(22)이 포함하는 음극활물질은 양극층(10)에서 이동해온 리튬 이온과 합금 또는 화합물을 형성한다. 음극활물질층(22)의 용량을 초과하여 충전을 하면, 예를 들어 음극활물질층(22)의 후면, 즉 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 사이에 리튬이 석출되고, 석출된 리튬에 의해 금속층(23)에 해당하는 금속층이 형성된다. 금속층(23)은 주로 리튬(즉, 금속 리튬)으로 구성되는 금속층이다. 이러한 결과는 예를 들어 음극활물질층(22)에 포함되는 음극활물질이 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 물질로 구성됨에 의하여 얻어진다. 방전시에는 음극활물질층(22) 및 금속층(23), 즉 금속층의 리튬이 이온화되어 양극층(10) 방향으로 이동한다. 따라서, 전고체 이차전지(1a)에서 리튬을 음극활물질로 사용하는 것이 가능하다. 또한, 음극활물질층(22)이 금속층(23)을 피복하기 때문에, 금속층(23), 즉 금속층의 보호층 역할을 하는 동시에, 리튬 덴드라이트(dendrite)의 석출 성장을 억제하는 역할을 수행한다. 따라서, 전고체 이차전지(1a)의 단락 및 용량 저하를 억제하고, 결과적으로 전고체 이차전지(1a)의 사이클 특성을 향상시킨다. 또한, 전고체 이차전지(1a)의 조립 후에 충전에 의하여 금속층(23)이 배치되는 경우, 음극집전체(21)와 음극활물질층(22) 및 이들 사이의 영역은 예를 들어 전고체 이차전지(1a)의 초기 상태 또는 방전 후 상태에서 리튬(Li)을 포함하지 않는 Li-프리(free) 영역이다.In the all-solid secondary battery 1a, the metal layer 23 is disposed between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22, for example, before assembling the all-solid secondary battery 1, or the all-solid secondary battery 1 It is deposited between the negative electrode current collector 21 (21, 21a, 21b) and the negative electrode active material layer 22 by charging after assembling of the negative electrode. When the metal layer 23 is disposed between the anode current collector 21 and the anode active material layer 22 before assembling the all-solid secondary battery 1a, the metal layer 23 is a metal layer containing lithium, so a lithium reservoir Acts as For example, a lithium foil is disposed between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22 before assembling the all-solid secondary battery 1a. As a result, the cycle characteristics of the all-solid secondary battery 1a including the metal layer 23 are further improved. When the metal layer 23 is precipitated by charging after assembling the all-solid secondary battery 1a, the energy of the all-solid secondary battery 1a is not included when the all-solid secondary battery 1a is assembled. Density increases. For example, when the all-solid secondary battery 1 is charged, it is charged in excess of the charging capacity of the negative electrode active material layer 22. That is, the negative active material layer 22 is overcharged. At the initial stage of charging, lithium is occluded in the negative electrode active material layer 22. The negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 22 forms an alloy or compound with lithium ions transferred from the positive electrode layer 10. When charging in excess of the capacity of the negative electrode active material layer 22, for example, lithium is deposited on the rear surface of the negative electrode active material layer 22, that is, between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22. A metal layer corresponding to the metal layer 23 is formed by lithium. The metal layer 23 is a metal layer mainly composed of lithium (ie, metallic lithium). This result is obtained, for example, when the negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 22 is made of a material that forms an alloy or compound with lithium. During discharge, the anode active material layer 22 and the metal layer 23, that is, lithium in the metal layer is ionized and moves toward the anode layer 10. Therefore, it is possible to use lithium as a negative electrode active material in the all-solid secondary battery 1a. In addition, since the negative electrode active material layer 22 covers the metal layer 23, it serves as the metal layer 23, that is, a protective layer for the metal layer, and at the same time serves to suppress the precipitation growth of lithium dendrites. Accordingly, short-circuiting and capacity reduction of the all-solid secondary battery 1a is suppressed, and as a result, the cycle characteristics of the all-solid secondary battery 1a are improved. In addition, when the metal layer 23 is disposed by charging after assembling the all-solid secondary battery 1a, the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22 and the region between them are, for example, all-solid secondary batteries. It is a Li-free region that does not contain lithium (Li) in the initial state of (1a) or in the state after discharge.

음극집전체(21)은 예를 들어 리튬과 반응하지 않는, 즉, 합금 및 화합물을 모두 형성하지 않는 재료로 구성된다. 음극집전체(21)를 구성하는 재료는 예를 들어 구리(Cu), 스테인리스 스틸, 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co) 및 니켈(Ni) 등이나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 전극집전체로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. 음극집전체(21)는 상술한 금속 중 1 종으로 구성되거나, 2 종 이상의 금속의 합금 또는 피복 재료로 구성될 수 있다. 음극집전체(21)는, 예를 들면, 판상 또는 박상(foil) 형태이다.The negative electrode current collector 21 is made of, for example, a material that does not react with lithium, that is, does not form both an alloy and a compound. Materials constituting the negative electrode current collector 21 are, for example, copper (Cu), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and the like, but is not necessarily limited thereto. Anything that is used as an electrode current collector in the technical field is possible. The negative electrode current collector 21 may be composed of one of the above-described metals, or may be composed of an alloy or a covering material of two or more metals. The negative electrode current collector 21 has a plate shape or a foil shape, for example.

전고체 이차전지(1)는 예를 들어 음극집전체(21) 상에 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소를 포함하는 박막(thin film)을 더 포함할 수 있다. 박막은 음극집전체(21)와 상기 음극활물질층(22) 사이에 배치된다. 박막은 예를 들어 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소를 포함한다. 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소는, 예를 들어, 금, 은, 아연, 주석, 인듐, 규소, 알루미늄, 비스무스 등이나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소라면 모두 가능하다. 박막은 이들 금속 중 하나로 구성되거나, 여러 종류의 금속의 합금으로 구성된다. 박막이 음극집전체(21) 상에 배치됨에 의하여, 예를 들어 박막(24)과 음극활물질층(22) 사이에 석출되는 금속층(23)의 석출 형태가 더 평탄화되며, 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 더욱 향상될 수 있다.The all-solid secondary battery 1 may further include, for example, a thin film including an element capable of forming an alloy with lithium on the negative electrode current collector 21. The thin film is disposed between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22. The thin film contains, for example, an element capable of forming an alloy with lithium. An element capable of forming an alloy with lithium is, for example, gold, silver, zinc, tin, indium, silicon, aluminum, bismuth, etc., but is not necessarily limited thereto, and can form an alloy with lithium in the art. Any element is possible. The thin film is composed of one of these metals or an alloy of several types of metals. As the thin film is disposed on the anode current collector 21, for example, the deposition pattern of the metal layer 23 deposited between the thin film 24 and the anode active material layer 22 is further flattened, and the all-solid secondary battery 1 ) Can be further improved.

박막의 두께는 예를 들어 1nm 내지 800nm, 10nm 내지 700nm, 50nm 내지 600nm, 또는 100nm 내지 500nm이다. 박막의 두께가 1nm 미만이 되는 경우 박막에 의한 기능이 발휘되기 어려울 수 있다. 박막의 두께가 지나치게 두꺼우면, 박막 자신이 리튬을 흡장하여 음극에서 리튬의 석출량이 감소하여 전고체 전지의 에너지 밀도가 저하되고, 전고체 이차전지(1)의 사이클 특성이 저하될 수 있다. 박막은 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링 법, 도금법 등에 의해 음극 집전체(21, 21a, 21b) 상에 배치될 수 있으나 반드시 이러한 방법으로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 박막을 형성할 수 있는 방법이라면 모두 가능하다.The thickness of the thin film is, for example, 1 nm to 800 nm, 10 nm to 700 nm, 50 nm to 600 nm, or 100 nm to 500 nm. When the thickness of the thin film is less than 1 nm, it may be difficult to exhibit the function of the thin film. If the thickness of the thin film is too thick, the thin film itself occludes lithium, thereby reducing the amount of lithium precipitated at the negative electrode, thereby lowering the energy density of the all-solid-state battery, and deteriorating the cycle characteristics of the all-solid-state secondary battery 1. The thin film may be disposed on the negative electrode current collectors 21, 21a, 21b by, for example, a vacuum evaporation method, sputtering method, plating method, etc., but is not necessarily limited to this method, and any method capable of forming a thin film in the art. It is possible.

다른 일구현예에 따른 고체이온전도체 화합물의 리튬을 포함하는 화합물; 주기율표 2족 및 11 족 중에서 선택된 원소를 포함하는 화합물; 인(P)를 포함하는 화합물; 황(S)을 포함하는 화합물; 및 17족 원소를 포함하는 화합물;을 접촉시켜 혼합물을 제공하는 단계; 및 혼합물을 불활성 분위기에서 열처리하여 고체이온전도체 화합물을 제공하는 단계;를 포함한다. 고체이온전도체 화합물은 예를 들어 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이다.A compound containing lithium of the solid ion conductor compound according to another embodiment; A compound containing an element selected from groups 2 and 11 of the periodic table; Compounds containing phosphorus (P); Compounds containing sulfur (S); And a compound containing a Group 17 element; contacting to provide a mixture; And heat-treating the mixture in an inert atmosphere to provide a solid ion conductor compound. The solid ion conductor compound is, for example, a solid ion conductor compound represented by Formula 1.

리튬을 포함하는 화합물은 리튬을 포함하는 황화물을 포함한다. 예를 들어 황화 리튬이 언급된다.Compounds containing lithium include sulfides containing lithium. Lithium sulfide is mentioned, for example.

주기율표 2족 및 11 족 중에서 선택된 원소를 포함하는 화합물은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 원소를 포함하는 황화물을 포함한다. 예를 들어, 황화 구리, 황화 은, 황화 나트륨이 언급된다.The compound containing an element selected from groups 2 and 11 of the periodic table includes sulfides containing an element selected from groups 2 and 11 of the periodic table. For example, copper sulfide, silver sulfide, sodium sulfide are mentioned.

인(P)를 포함하는 화합물은 인을 포함하는 황화물을 포함한다. 예를 들어, P2S5가 언급된다.The compound containing phosphorus (P) contains a sulfide containing phosphorus. For example, P 2 S 5 is mentioned.

17족 원소를 포함하는 화합물은 17족 원소를 포함하는 리튬염을 포함한다. 예를 들어, LiCl, LiF, LiBr, LiI가 언급된다.The compound containing a group 17 element includes a lithium salt containing a group 17 element. For example, LiCl, LiF, LiBr, LiI are mentioned.

이러한 화합물은 적절한 양, 예를 들어 화학양론적 양으로 출발 물질을 접촉시켜 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물을 열처리함으로써 제조될 수 있다. 접촉은 예를 들어, 볼 밀링과 같은 밀링 또는 분쇄를 포함할 수 있다.Such compounds can be prepared by contacting the starting material in an appropriate amount, for example a stoichiometric amount, to form a mixture, and heat treatment of the mixture. Contacting may include milling or grinding, such as, for example, ball milling.

혼합물은 Li 이외의 1족 금속 원소를 포함하는 화합물을 더 포함할 수 있다. Li 이외의 1족 금속을 포함하는 화합물은 예를 들어 Li 이외의 1족 금속의 황화물을 포함한다. 예를 들어, Na2S, K2S가 언급된다.The mixture may further include a compound containing a Group 1 metal element other than Li. The compound containing a Group 1 metal other than Li includes, for example, a sulfide of a Group 1 metal other than Li. For example, Na 2 S, K 2 S are mentioned.

화학양론적 조성으로 혼합된 전구체의 혼합물은 불활성 분위기에서 열처리하여 고체이온전도체 화합물을 제조할 수 있다.A mixture of precursors mixed in a stoichiometric composition may be heat-treated in an inert atmosphere to prepare a solid ion conductor compound.

열처리는 예를 들어 400 내지 700℃, 400 내지 650℃, 400 내지 600℃, 400 내지 550℃, 또는 400 내지 500 ℃에서 수행될 수 있다. 열처리 시간은 예를 들어 1 내지 36 시간, 2 내지 30 시간, 4 내지 24 시간, 10 내지 24 시간, 또는 16 내지 24시간일수 있다. 불활성 분위기는 불활성 기체를 포함하는 분위기이다. 불활성 기체는 예를 들어 질소, 아르곤 등이나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 불활성 가스로 사용하는 것이라면 모두 가능하다. Heat treatment is, for example, 400 to 700 ℃, 400 To 650°C, 400 To 600° C., 400 To 550°C, or 400 to 500°C. The heat treatment time may be, for example, 1 to 36 hours, 2 to 30 hours, 4 to 24 hours, 10 to 24 hours, or 16 to 24 hours. The inert atmosphere is an atmosphere containing an inert gas. The inert gas is, for example, nitrogen, argon, or the like, but is not necessarily limited thereto, and any inert gas used in the art may be used.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 창의적 사상이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 창의적 사상을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 창의적 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다.The inventive idea will be described in more detail through the following examples and comparative examples. However, the examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the creative ideas.

(고체이온전도체 화합물의 제조)(Preparation of solid ion conductor compound)

실시예 1: (LiExample 1: (Li 5.725.72 CuCu 0.030.03 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

Ar 분위기의 글러브 박스(glove box) 안에서 리튬전구체인 Li2S, 인 전구체인 P2S5, 염소 전구체인 LiCl 및 구리 전구체인 Cu2S를 목적하는 조성인 (Li5.72Cu0.03)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 화학양론적 비율로 조합한 후, 지르코니아(YSZ) 볼을 포함하는 Ar 분위기의 플레너터리 밀(planetary ball mill)에서 100 rpm으로 1시간 동안 분쇄 및 혼합한 후, 이어서 800rpm으로 30분 동안 분쇄 및 혼합하여 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물을 단축 압력(uniaxial pressure)으로 프레스(press)하여 두께 약 10 mm 및 직경 약 13 mm의 펠렛(pellet)을 준비하였다. 준비된 펠렛을 금박으로 덮은 뒤 카본 도가니에 넣고 카본 도가니를 석영 유리관을 이용하여 진공 봉입하였다. 진공 봉입된 펠렛을 전기로를 이용하여 상온에서 500 ℃까지 1.0℃/분으로 승온한 후 500 ℃에서 12 시간 동안 열처리한 후, 1.0℃/분으로 실온까지 냉각하여 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.72Cu0.03)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.005) 이었다.In a glove box in an Ar atmosphere, the target composition of Li 2 S as a lithium precursor, P 2 S 5 as a phosphorus precursor, LiCl as a chlorine precursor, and Cu 2 S as a copper precursor (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Cl After combining at a stoichiometric ratio to obtain 1.25 , pulverizing and mixing at 100 rpm for 1 hour in an Ar atmosphere planetary ball mill containing zirconia (YSZ) balls, followed by 30 minutes at 800 rpm During pulverization and mixing to obtain a mixture. The obtained mixture was pressed under uniaxial pressure to prepare pellets having a thickness of about 10 mm and a diameter of about 13 mm. The prepared pellets were covered with gold foil and then placed in a carbon crucible, and the carbon crucible was vacuum-sealed using a quartz glass tube. The vacuum-sealed pellet was heated from room temperature to 500°C at 1.0°C/min using an electric furnace, heat-treated at 500°C for 12 hours, and then cooled to room temperature at 1.0°C/min to prepare a solid ion conductor compound. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.005).

실시예 2: (LiExample 2: (Li 5.695.69 CuCu 0.060.06 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 (Li5.69Cu0.06)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition (Li 5.69 Cu 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25.

제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.69Cu0.06)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.01) 이었다.The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.69 Cu 0.06 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.01).

실시예 3: (LiExample 3: (Li 5.635.63 CuCu 0.120.12 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 (Li5.63Cu0.12)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition, (Li 5.63 Cu 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25.

제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.63Cu0.12)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.02) 이었다.The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.63 Cu 0.12 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.02).

실시예 4: (LiExample 4: (Li 5.575.57 CuCu 0.180.18 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 (Li5.57Cu0.18)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition (Li 5.57 Cu 0.18 ) PS 4.75 Cl 1.25.

제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.57Cu0.18)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.03) 이었다.The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.57 Cu 0.18 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.03).

실시예 5: (LiExample 5: (Li 5.455.45 CuCu 0.30.3 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 (Li5.45Cu0.3)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition (Li 5.45 Cu 0.3 ) PS 4.75 Cl 1.25.

제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.45Cu0.3)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.05) 이었다.The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.45 Cu 0.3 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.05).

실시예 6: (LiExample 6: (Li 5.155.15 CuCu 0.60.6 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 (Li5.15Cu0.6)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition (Li 5.15 Cu 0.6 ) PS 4.75 Cl 1.25.

제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.15Cu0.6)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.10) 이었다.The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.15 Cu 0.6 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.10).

실시예 7: (LiExample 7: (Li 5.725.72 AgAg 0.030.03 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.72Ag0.03)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 Cu 전구체 대신에 Ag 전구체인 Ag2S를 사용하여 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.72Ag0.03)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.005) 이었다.The same method as in Example 1 except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed by using Ag precursor Ag 2 S instead of Cu precursor so that the desired composition (Li 5.72 Ag 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 was obtained. To prepare a solid ion conductor compound. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.72 Ag 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.005).

실시예 8: (LiExample 8: (Li 5.725.72 CuCu 0.020.02 NaNa 0.010.01 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.72Cu0.02Na0.01)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 Cu 전구체인 Cu2S와 Na 전구체인 Na2S를 사용하여 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.72Cu0.02Na0.01)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.005) 이었다.The purpose of the composition of (Li 5.72 Cu 0.02 Na 0.01) PS 4.75 Cl 1.25 that is obtained and is carried out except for changing the stoichiometric ratio of the starting materials using a Cu precursor, Cu 2 S and Na precursor of Na 2 S A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.72 Cu 0.02 Na 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.005).

실시예 9: (LiExample 9: (Li 5.745.74 CuCu 0.010.01 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.72Cu0.01)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.74Cu0.01)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.0017) 이었다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition (Li 5.72 Cu 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.74 Cu 0.01 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.0017).

실시예 10: (LiExample 10: (Li 5.705.70 CuCu 0.050.05 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.251.25 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.70Cu0.05)PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.70Cug0.05)PS4.75Cl1.25 (치환된 양이온 비율: 0.0088) 이었다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition, (Li 5.70 Cu 0.05 ) PS 4.75 Cl 1.25. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.70 Cug 0.05 ) PS 4.75 Cl 1.25 (substituted cation ratio: 0.0088).

실시예 11: (LiExample 11: (Li 5.725.72 CuCu 0.030.03 )PS)PS 4.754.75 ClCl 1.151.15 BrBr 0.10.1 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.72Cu0.03)PS4.75Cl1.15Br0.1 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.72Cu0.03)PS4.75Cl1.15Br0.1(치환된 양이온 비율: 0.005) 이었다. 브롬 전구체로서 LiBr이 추가적으로 사용되었다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition, (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.15 Br 0.1. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.72 Cu 0.03 ) PS 4.75 Cl 1.15 Br 0.1 (substituted cation ratio: 0.005). LiBr was additionally used as a bromine precursor.

실시예 12: (LiExample 12: (Li 5.725.72 CuCu 0.030.03 )P(S)P(S 4.7254.725 (SO(SO 44 )) 0.0250.025 )Cl)Cl 1.251.25 제조 Produce

목적하는 조성인 (Li5.72Cu0.03)P(S4.725(SO4)0.025)Cl1.25 가 얻어지도록 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 (Li5.72Cu0.03)P(S4.725(SO4)0.025)Cl1.25 (치환된 양이온(Cu) 비율: 0.005, 치환된 음이온(SO4) 비율: 0.005) 이었다. SO4 전구체로서 Li2SO4가 추가적으로 사용되었다.A solid ion conductor compound in the same manner as in Example 1, except that the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition, (Li 5.72 Cu 0.03 )P(S 4.725 (SO 4 ) 0.025 )Cl 1.25. Was prepared. The composition of the prepared solid ion conductor compound was (Li 5.72 Cu 0.03 )P(S 4.725 (SO 4 ) 0.025 )Cl 1.25 (substituted cation (Cu) ratio: 0.005, substituted anion (SO 4 ) ratio: 0.005) . As the SO 4 precursor, Li 2 SO 4 was additionally used.

비교예 1: LiComparative Example 1: Li 5.755.75 PSPS 4.754.75 ClCl 1.251.25 의 제조Manufacture of

목적하는 조성인 Li5.75PS4.75Cl1.25 가 얻어지도록 Cu 전구체를 첨가하지 않고 출발물질의 화학양론적인 혼합비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체이온전도체 화합물을 제조하였다. 제조된 고체이온전도체 화합물의 조성은 Li5.75PS4.75Cl1.25 이었다.A solid ion conductor compound was prepared in the same manner as in Example 1, except that a Cu precursor was not added and the stoichiometric mixing ratio of the starting material was changed to obtain the desired composition of Li 5.75 PS 4.75 Cl 1.25. The composition of the prepared solid ion conductor compound was Li 5.75 PS 4.75 Cl 1.25 .

실시예 13: 전고체 이차전지 제조Example 13: Manufacture of all-solid secondary battery

(양극층 제조)(Anode layer manufacturing)

양극활물질로서 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA)를 준비하였다. 고체 전해질로서 실시예 1에서 제조된 황화물계 고체전해질 분말을 준비하였다. 도전제로서 탄소나노섬유(CNF)를 준비하였다. 이러한 재료를 양극활물질 : 고체전해질 : 도전제 = 60 : 35 : 5의 중량비로 혼합하여 양극 합제를 준비하였다. LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (NCA) was prepared as a positive electrode active material. As a solid electrolyte, a sulfide-based solid electrolyte powder prepared in Example 1 was prepared. Carbon nanofibers (CNF) were prepared as a conductive agent. A positive electrode mixture was prepared by mixing these materials in a weight ratio of positive electrode active material: solid electrolyte: conductive agent = 60:35:5.

(고체전해질 분말의 준비)(Preparation of solid electrolyte powder)

실시예 1에서 제조된 황화물계 고체이온전도체 화합물을 마노 유발(agate mortar)을 사용하여 분쇄하여 고체전해질 분말로서 사용하였다.The sulfide-based solid ion conductor compound prepared in Example 1 was pulverized using an agate mortar and used as a solid electrolyte powder.

(음극층 제조)(Manufacture of cathode layer)

음극으로서 두께 30 um의 금속 리튬 호일을 준비하였다.A metal lithium foil having a thickness of 30 um was prepared as a negative electrode.

(전고체 이차전지의 제조)(Manufacture of all-solid secondary battery)

SUS 하부 전극 상에 두께 30um의 리튬 금속 호일, 고체전해질 분말 150 mg 및 양극 합제 15mg을 순서대로 적층한 후, 양극 합제 상에 SUS 상부 전극을 배치하여 적층체를 준비한 후 준비된 적층체를 4 ton/cm2의 압력으로 2 분간 프레스하였다. 이어서, 프레스된 적층체에 토크 렌치를 사용하여 4 N·m의 토크(torque)로 가압하여 전고체 이차전지를 준비하였다.After sequentially stacking a 30 μm thick lithium metal foil, 150 mg of solid electrolyte powder, and 15 mg of a positive electrode mixture on the SUS lower electrode, a SUS upper electrode was placed on the positive electrode mixture to prepare a laminate, and then 4 ton/ton of the prepared laminate. It was pressed for 2 minutes at a pressure of cm 2. Then, an all-solid secondary battery was prepared by pressing the pressed laminate with a torque of 4 N·m using a torque wrench.

제조된 전고체 이차전지에서 리튬 금속 음극에 의하여 고체전해질이 분해되지 않고 안정적이었다.In the manufactured all-solid secondary battery, the solid electrolyte was not decomposed by the lithium metal anode and was stable.

실시예 14 내지 24Examples 14 to 24

실시예 1에서 제조된 고체전해질 분말 대신에 실시예 2 내지 12에서 제조된 고체전해질 분말을 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 전고체 이차전지를 제조하였다.An all-solid secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 13, except that the solid electrolyte powder prepared in Examples 2 to 12 was used instead of the solid electrolyte powder prepared in Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서 제조된 고체전해질 분말 대신에 비교예 1에서 제조된 고체전해질 분말을 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 전고체 이차전지를 제조하였다.An all-solid secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 13, except that the solid electrolyte powder prepared in Comparative Example 1 was used instead of the solid electrolyte powder prepared in Example 1.

평가예 1: X선 회절 실험Evaluation Example 1: X-ray diffraction experiment

실시예 1 내지 5에서 제조된 고체이온전도체 화합물을 마노 유발(agate mortar)을 사용하여 분쇄하여 분말을 준비한 후, 분말 XRD 스펙트럼을 측정하여 그 결과의 일부를 도 1에 도시하였다. XRD 스펙트럼 측정에 Cu Kα 방사선(radiation)을 사용하였다. 실시예 1 내지 5의 고체이온전도체 화합물은 F-23m 공간군에 속하며 입방정계(cubic) 결정계에 속하는 구조를 가지며, 아지로다이트형(Argyrodite type) 결정 구조를 가지는 아지로다이트형 황화물(Argyrodite type sulfide)임을 확인하였다.After preparing a powder by pulverizing the solid ion conductor compounds prepared in Examples 1 to 5 using an agate mortar, the powder XRD spectrum was measured, and a part of the result is shown in FIG. 1. Cu Kα radiation was used to measure the XRD spectrum. The solid ion conductor compounds of Examples 1 to 5 belong to the F-23m space group, have a structure belonging to the cubic crystal system, and have an azirodite type crystal structure. sulfide).

실시예 2의 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ia)에 대한 회절각 2θ=53.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ib)의 피크 강도 비(ratio) Ia/Ib가 0.79이었다.The solid ion conductor compound of Example 2 is the peak intensity (Ib) at the diffraction angle 2θ = 53.0 ° ± 1.0 ° to the peak intensity (Ia) at the diffraction angle 2θ = 46.0 ° ± 1.0 ° in the XRD spectrum using a CuKα ray The peak intensity ratio Ia/Ib of was 0.79.

실시예 3의 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ia)에 대한 회절각 2θ=53.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ib)의 피크 강도 비(ratio) Ia/Ib가 0.90이었다.The solid ion conductor compound of Example 3 is the peak intensity (Ib) at the diffraction angle 2θ = 53.0°±1.0° to the peak intensity (Ia) at the diffraction angle 2θ = 46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays. The peak intensity ratio Ia/Ib of was 0.90.

실시예 2의 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크의 반가폭(FWHM)이 약 0.2° 이었다.The solid ion conductor compound of Example 2 had a half width (FWHM) of about 0.2° at diffraction angle 2θ = 46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays.

실시예 3의 고체이온전도체 화합물은 CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크의 반가폭(FWHM)이 약 0.2° 이었다.The solid ion conductor compound of Example 3 had a half width (FWHM) of about 0.2° at diffraction angle 2θ=46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays.

평가예 2: 이온전도도 측정Evaluation Example 2: Measurement of ion conductivity

실시예 1 내지 12 및 비교예 1에서 제조된 고체이온전도체 화합물을 마노 유발(agate mortar)을 사용하여 분쇄하여 분말을 준비한 후, 분말 200mg을 4 ton/cm2의 압력으로 2분간 프레스하여 두께 약 0.101mm 및 직경 약 13mm의 펠렛(pellet) 시편을 준비하였다. 준비된 시편의 양면에 두께 50um 및 직경 13mm의 인듐(In) 전극을 각각 배치하여 대칭셀(symmetry cell)을 준비하였다. 대칭셀의 준비는 Ar 분위기의 글로버박스에서 진행되었다.After preparing a powder by pulverizing the solid ion conductor compounds prepared in Examples 1 to 12 and Comparative Example 1 using an agate mortar, 200 mg of the powder was pressed for 2 minutes at a pressure of 4 ton/cm 2 to have a thickness of about A pellet specimen of 0.101 mm and a diameter of about 13 mm was prepared. Symmetry cells were prepared by placing indium (In) electrodes having a thickness of 50 μm and a diameter of 13 mm on both sides of the prepared specimen. The preparation of the symmetric cell was carried out in a gloverbox in an Ar atmosphere.

인듐 전극이 양면에 배치된 시편에 대하여 임피던스 분석기(Material Mates 7260 impedance analyzer)를 사용하여 2-프로브(probe)법으로 펠렛의 임피던스를 측정하였다. 주파수 범위는 0.1Hz 내지 1MHz, 진폭 전압은 10 mV였다. Ar 분위기의 25℃에서 측정하였다. 임피던스 측정 결과에 대한 나이퀴스트 플롯(Nyguist plot)의 원호(arc)로부터 저항치를 구하고 시편의 면적과 두께를 고려하여 이온전도도를 계산하였다.The impedance of the pellets was measured by a 2-probe method using an impedance analyzer (Material Mates 7260 impedance analyzer) with respect to the specimen in which indium electrodes were disposed on both sides. The frequency range was 0.1 Hz to 1 MHz, and the amplitude voltage was 10 mV. It was measured at 25°C in an Ar atmosphere. The resistance value was calculated from the arc of the Nyguist plot for the impedance measurement result, and the ion conductivity was calculated by considering the area and thickness of the specimen.

측정 결과를 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.The measurement results are shown in Table 1 and FIG. 2 below.

상온(25℃)이온전도도
[mS/cm]
Room temperature (25℃) ion conductivity
[mS/cm]
실시예 1Example 1 3.83.8 실시예 2Example 2 3.43.4 실시예 3Example 3 3.73.7 실시예 4Example 4 3.23.2 실시예 5Example 5 2.72.7 실시예 6Example 6 1.81.8 실시예 7Example 7 3.283.28 실시예 8Example 8 4.034.03 실시예 9Example 9 3.483.48 실시예 10Example 10 3,733,73 실시예 11Example 11 4.34.3 실시예 12Example 12 2.82.8 비교예 1Comparative Example 1 2.22.2

표 1 및 도 2에 보여지는 바와 같이 실시예 1 내지 12의 고체이온전도체 화합물은 상온에서 1.8 mS/cm 이상의 높은 이온전도도를 나타내었다.As shown in Tables 1 and 2, the solid ion conductor compounds of Examples 1 to 12 exhibited high ionic conductivity of 1.8 mS/cm or more at room temperature.

실시예 1 내지 5 및 실시예 7 내지 12의 고체이온전도체 화합물은 비교예 1의 고체이온전도체 화합물에 비하여 향상된 이온전도도를 나타내었다.The solid ion conductor compounds of Examples 1 to 5 and Examples 7 to 12 showed improved ionic conductivity compared to the solid ion conductor compound of Comparative Example 1.

평가예 3: 대기 안정성 평가Evaluation Example 3: Atmospheric stability evaluation

실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 고체이온전도체 화합물을 마노 유발(agate mortar)을 사용하여 분쇄하여 분말을 준비한 후, 준비된 분말을 -60℃ 미만의 이슬점(dew point)을 가지는 공기 분위기의 드라이룸(dry room)에서 10일 보관한 후 꺼내어 이온전도도의 변화를 측정하였다. 이온전도도의 변화는 하기 수학식 1의 이온전도도 유지율을 사용하여 계산하였다. 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 초기 이온전도도는 드라이룸에 보관하기 전의 준비된 분말의 이온전도도이다. 이온전도도 측정은 평가예 2와 동일한 방법으로 동일한 조건에서 측정하였다.After preparing powder by pulverizing the solid ion conductor compound prepared in Example 3 and Comparative Example 1 using an agate mortar, the prepared powder was dried in an air atmosphere having a dew point of less than -60°C. After 10 days storage in a dry room, they were taken out and the change in ionic conductivity was measured. The change in ionic conductivity was calculated using the ionic conductivity retention rate of Equation 1 below. The measurement results are shown in Table 2 below. The initial ionic conductivity is the ionic conductivity of the prepared powder before storage in the dry room. The ion conductivity was measured under the same conditions in the same manner as in Evaluation Example 2.

<수학식 1><Equation 1>

이온전도도 유지율 = [10 일 경과 후의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도 / 초기의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도]×100Ion conductivity retention rate = [Ion conductivity of the solid ion conductor compound after 10 days / Ion conductivity of the initial solid ion conductor compound] × 100

이온전도도 유지율 [%]Ion conductivity retention rate [%] 실시예 3Example 3 77.477.4 비교예 1Comparative Example 1 65.665.6

표 1에 보여지는 바와 같이 실시예 3의 고체이온전도체 화합물은 비교예 1의 고체이온전도체 화합물에 비하여 향상된 이온전도도 유지율을 나타내었다.As shown in Table 1, the solid ion conductor compound of Example 3 exhibited improved ionic conductivity retention compared to the solid ion conductor compound of Comparative Example 1.

실시예 3의 고체이온전도체 화합물은 비교예 1의 고체이온전도체 화합물에 비하여 향상된 대기 안정성을 보여주었다.The solid ion conductor compound of Example 3 showed improved atmospheric stability compared to the solid ion conductor compound of Comparative Example 1.

평가예 4: 충방전 시험, 계면안정성 평가Evaluation Example 4: Charge/discharge test, evaluation of interfacial stability

실시예 13 및 비교예 2에서 제조된 전고체 이차전지의 충방전 특성을 다음의 충방전 시험에 의해 평가하였다. 충방전 시험은 전고체 이차전지를 45℃의 챔버에 넣어서 수행하였다.The charge and discharge characteristics of the all-solid secondary batteries prepared in Example 13 and Comparative Example 2 were evaluated by the following charge and discharge tests. The charging/discharging test was performed by putting an all-solid secondary battery in a chamber at 45°C.

제1 사이클은 전지 전압이 4.25V가 될 때까지 0.1C의 정전류 및 4.25V 정전압으로 0.05C 전류값이 될 때 까지 충전하였다. 이어서, 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 0.1C의 정전류로 방전을 실시하였다. 제1 사이클의 방전 용량을 표준 용량(standard capacity)으로 하였다.The first cycle was charged with a constant current of 0.1C and a constant voltage of 4.25V until the battery voltage reached 4.25V until the current value reached 0.05C. Subsequently, discharge was performed at a constant current of 0.1 C until the battery voltage became 2.5 V. The discharge capacity of the first cycle was taken as the standard capacity.

제2 사이클은 전지 전압이 4.25V가 될 때까지 0.1C의 정전류 및 4.25V 정전압으로 40시간 동안 충전하였다. 이어서, 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 0.1C의 정전류로 방전을 실시하였다. 제2 사이클의 방전 용량을 유지 용량(retention capacity)으로 하였다.The second cycle was charged with a constant current of 0.1C and a constant voltage of 4.25V for 40 hours until the battery voltage became 4.25V. Subsequently, discharge was performed at a constant current of 0.1 C until the battery voltage became 2.5 V. The discharge capacity of the second cycle was taken as the retention capacity.

제3 사이클은 전지 전압이 4.25V가 될 때까지 0.1C의 정전류 및 4.25V 정전압으로 40시간 동안 충전하였다. 이어서, 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 0.1C의 정전류로 방전을 실시하였다. 제3 사이클의 방전 용량을 회복 용량(recovery capacity)으로 하였다.The third cycle was charged with a constant current of 0.1C and a constant voltage of 4.25V for 40 hours until the battery voltage became 4.25V. Subsequently, discharge was performed at a constant current of 0.1 C until the battery voltage became 2.5 V. The discharge capacity of the third cycle was taken as the recovery capacity.

각 사이클 마다 충전 및 방전 단계 후에 10 분간 휴지기를 두었다.After each cycle, the charging and discharging steps were allowed to rest for 10 minutes.

실시예 13 및 비교예 2에서 제조된 전고체 이차전지의 고온 보관 후 용량 회복율 및 고온 보관 후 용량 유지율을 하기 표 3에 나타내었다.The capacity recovery rate after high temperature storage and the capacity retention rate after high temperature storage of the all-solid secondary batteries prepared in Example 13 and Comparative Example 2 are shown in Table 3 below.

고온 보관 후 용량 유지율 및 고온 보관 후 용량 회복율은 하기 수학식 2 및 3으로부터 계산된다.The capacity retention rate after high temperature storage and the capacity recovery rate after high temperature storage are calculated from Equations 2 and 3 below.

<수학식 2><Equation 2>

유지 용량 비율(%) = [유지 용량 / 표준 용량]×100Holding capacity ratio (%) = [Maintenance capacity / standard capacity]×100

<수학식 3><Equation 3>

회복 용량 비율(%) = [회복 용량 / 표준 용량]×100Recovery capacity ratio (%) = [Recovery capacity / standard capacity]×100

유지 용량 비율 [%]Maintenance capacity ratio [%] 회복 용량 비율 [%]Recovery capacity rate [%] 실시예 13Example 13 100100 97.797.7 비교예 2Comparative Example 2 98.898.8 96.496.4

표 3에 보여지는 바와 같이 실시예 13의 전고체 이차전지는 비교예 2의 전고체 이차전지에 비하여 충전된 상태로 고온에서 장시간 방치한 후에 향상된 유지 용량 비율 및 회복 용량 비율을 나타내었다.As shown in Table 3, compared to the all-solid secondary battery of Comparative Example 2, the all-solid secondary battery of Example 13 exhibited improved storage capacity ratio and recovery capacity ratio after being left in a charged state at high temperature for a long time.

실시예 11의 전고체 이차전지는 비교예 2의 전고체 이차전지에 비하여 리튬 금속에 대한 향상된 안정성(예를 들어, 내산화성)을 보여주었다.The all-solid secondary battery of Example 11 showed improved stability (eg, oxidation resistance) to lithium metal compared to the all-solid secondary battery of Comparative Example 2.

평가예 5: 충방전 시험, 수명 특성 평가Evaluation Example 5: Charging/discharging test, evaluation of life characteristics

평가예 4의 산화안정성 평가가 종료된 실시예 13 및 비교예 2의 전고체 이차전지에 대하여 수명 특성을 평가하였다. 충방전 시험은 전고체 이차 전지를 45℃의 챔버에 넣어서 수행하였다.Life characteristics of the all-solid secondary batteries of Example 13 and Comparative Example 2 in which the oxidation stability evaluation of Evaluation Example 4 was completed were evaluated. The charge/discharge test was performed by putting an all-solid secondary battery in a chamber at 45°C.

전지 전압이 4.25V가 될 때까지 0.1C의 정전류 충전하고, 4.25V의 정전압에서 전류값이 0.05C 될 때까지 충전하였다. 이어서, 전지 전압이 2.5V가 될 때까지 0.1C의 정전류로 방전을 실시하였다. 이러한 충방전 사이클을 10회 수행하였다. 각 사이클 마다 충전 및 방전 단계 후에 10 분간 휴지기를 두었다. 실시예 13 및 비교예 2에서 제조된 전고체 이차전지의 용량 유지율을 하기 표 4 및 도 3에 나타내었다. 용량 유지율은 하기 수학식 4로부터 계산된다.The battery was charged at a constant current of 0.1 C until the voltage reached 4.25 V, and charged at a constant voltage of 4.25 V until the current value became 0.05 C. Subsequently, discharge was performed at a constant current of 0.1 C until the battery voltage became 2.5 V. This charge/discharge cycle was performed 10 times. After each cycle, the charging and discharging steps were allowed to rest for 10 minutes. The capacity retention rates of the all-solid secondary batteries prepared in Example 13 and Comparative Example 2 are shown in Tables 4 and 3 below. The capacity retention rate is calculated from Equation 4 below.

<수학식 4><Equation 4>

용량 유지율(%) = [10번째 사이클의 방전 용량 / 첫번째 사이클의 방전 용량]×100Capacity retention rate (%) = [Discharge capacity of the 10th cycle / Discharge capacity of the first cycle] × 100

용량유지율 [%]Capacity retention rate [%] 실시예 13Example 13 97.797.7 비교예 2Comparative Example 2 9595

표 4 및 도 3에 보여지는 바와 같이 실시예 13의 전고체 이차전지는 비교예 2의 전고체 이차전지에 비하여 향상된 내산화성 및 계면 안정성을 가짐에 의하여 고온 수명 특성이 향상되었다.As shown in Tables 4 and 3, the all-solid secondary battery of Example 13 has improved oxidation resistance and interfacial stability compared to the all-solid secondary battery of Comparative Example 2, thereby improving high-temperature life characteristics.

Claims (34)

하기 화학식 1로 표시되며 아지로다이트형(Argyrodite type) 결정 구조를 가지는 고체이온전도체 화합물:
<화학식 1>
LiaM1xM2wPSyM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며,
M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며,
4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 및 0≤z≤2 이다.
A solid ion conductor compound represented by the following Chemical Formula 1 and having an Argyrodite type crystal structure:
<Formula 1>
Li a M1 x M2 w PS y M3 z
In the above formula,
M1 is one or more elements selected from groups 2 and 11 of the periodic table,
M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table,
4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 M1이 Cu, Ag, Mg, 또는 이들의 조합을 포함하는 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein M1 comprises Cu, Ag, Mg, or a combination thereof. 제1 항에 있어서, 상기 M2가 Na, K, 또는 이들의 조합을 포함하는 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein M2 comprises Na, K, or a combination thereof. 제1 항에 있어서, 상기 M3가 F, Cl, Br, I 또는 이들의 조합을 포함하는 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein M3 comprises F, Cl, Br, I, or a combination thereof. 제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 2로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 2>
Li7-x-zM1xPS6-zM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며,
0<x<0.5 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 2:
<Formula 2>
Li 7-xz M1 x PS 6-z M3 z
In the above formula,
M1 is at least one element selected from groups 2 and 11 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table, -1 is an anion,
0<x<0.5 and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 2a로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 2a>
Li7-x-zM1xPS6-zClz
상기 식에서,
M1은 Mg, Ag, Cu, 또는 이들의 조합이며,
0<x<0.5 및 1≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 2a:
<Formula 2a>
Li 7-xz M1 x PS 6-z Cl z
In the above formula,
M1 is Mg, Ag, Cu, or a combination thereof,
0<x<0.5 and 1≦z≦2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 2b로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 2b>
Li5.75-xM1xPS4.75Cl1.25
상기 식에서,
M1은 Mg, Ag, Cu, 또는 이들의 조합이며,
0<x<0.05 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 2b:
<Formula 2b>
Li 5.75-x M1 x PS 4.75 Cl 1.25
In the above formula,
M1 is Mg, Ag, Cu, or a combination thereof,
0<x<0.05.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 3으로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 3>
(Li1-bM1b)7-zPS6-zM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며,
0<b≤0.06 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 3:
<Formula 3>
(Li 1-b M1 b ) 7-z PS 6-z M3 z
In the above formula,
M1 is at least one element selected from groups 2 and 11 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table, -1 is an anion,
0<b≤0.06 and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 3a 내지 화학식 3c로 표시되는 고체이온전도체 화합물:
<화학식 3a>
(Li1-bCub)7-zPS6-zM3z
<화학식 3b>
(Li1-bAgb)7-zPS6-zM3z
<화학식 3c>
(Li1-bMgb)7-zPS6-zM3z
상기 식들에서,
M3는 F, Cl, Br, I 또는 이들의 조합이며,
0<b≤0.06 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formulas 3a to 3c:
<Formula 3a>
(Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 3b>
(Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 3c>
(Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6-z M3 z
In the above equations,
M3 is F, Cl, Br, I or a combination thereof,
0<b≤0.06 and 0≤z≤2.
제8 항에 있어서, 0<b<0.05 인 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 8, wherein 0<b<0.05. 제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식들로 표시되는 고체이온전도체 화합물:
(Li1-bCub)7-zPS6-zClz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zClz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zClz, (Li1-bCub)7-zPS6-zBrz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zBrz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zBrz, (Li1-bCub)7-zPS6-zIz, (Li1-bAgb)7-zPS6-zIz, (Li1-bMgb)7-zPS6-zIz
상기 식들에서, 0<b≤0.05 및 0<z≤2 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following formulas:
(Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6- z Cl z , (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-b Mg b ) 7- z PS 6-z Br z , (Li 1-b Cu b ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-b Ag b ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-b Mg b ) 7-z PS 6-z I z
In the above equations, 0<b≤0.05 and 0<z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 4로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 4>
Li7-x-w-zM1xM2wPS6-zM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며,
M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, 1가 양이온이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며,
0<x<0.5, 0≤w<0.5, 0<x+w<0.5, 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 4:
<Formula 4>
Li 7-xwz M1 x M2 w PS 6-z M3 z
In the above formula,
M1 is at least one element selected from groups 2 and 11 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table, -1 is an anion,
0<x<0.5, 0≦w<0.5, 0<x+w<0.5, and 0≦z≦2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 4a로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 4a>
Li7-x-w-zM1xM2wPS6-zClz
상기 식에서,
M1은 Mg, Ag, Cu 또는 이들의 조합이며,
M2는 Na, K 또는 이들의 조합이며,
0<x<0.5, 0<w<0.5, 0<x+w<0.5, 및 1≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 4a:
<Formula 4a>
Li 7-xwz M1 x M2 w PS 6-z Cl z
In the above formula,
M1 is Mg, Ag, Cu or a combination thereof,
M2 is Na, K or a combination thereof,
0<x<0.5, 0<w<0.5, 0<x+w<0.5, and 1≦z≦2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 4b로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 4b>
Li5.75-x-wM1xM2wPS4.75Cl1.25
상기 식에서,
M1은 Mg, Ag, Cu 또는 이들의 조합이며,
M2는 Na, K 또는 이들의 조합이며,
0<x<0.05, 0<w<0.05, 0<x+w<0.05 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 4b:
<Formula 4b>
Li 5.75-xw M1 x M2 w PS 4.75 Cl 1.25
In the above formula,
M1 is Mg, Ag, Cu or a combination thereof,
M2 is Na, K or a combination thereof,
0<x<0.05, 0<w<0.05, 0<x+w<0.05.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 5로 표시되는, 고체이온전도체 화합물:
<화학식 5>
(Li1-b-cM1bM2c)7-zPS6-zM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며, 1가 양이온이며,
M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며, 1가 양이온이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며, -1가 음이온이며,
0<b<0.1, 0<c<0.1, 0<b+c≤0.1 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formula 5:
<Formula 5>
(Li 1-bc M1 b M2 c ) 7-z PS 6-z M3 z
In the above formula,
M1 is at least one element selected from groups 2 and 11 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table, and is a monovalent cation,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table, -1 is an anion,
0<b<0.1, 0<c<0.1, 0<b+c≤0.1, and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 5a 내지 화학식 5f로 표시되는 고체이온전도체 화합물:
<화학식 5a>
(Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zM3z
<화학식 5b>
(Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zM3z
<화학식 5c>
(Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zM3z
<화학식 5d>
(Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zM3z
<화학식 5e>
(Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zM3z
<화학식 5f>
(Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zM3z
상기 식들에서,
M3는 F-, Cl-, Br-, I- 또는 이들의 조합이며,
0<b<0.1, 0<b<0.1, 0<b+c≤0.1 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following Formulas 5a to 5f:
<Formula 5a>
(Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 5b>
(Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 5c>
(Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 5d>
(Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 5e>
(Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z M3 z
<Formula 5f>
(Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z M3 z
In the above equations,
M3 is F -, Cl -, Br - , I - or a combination thereof,
0<b<0.1, 0<b<0.1, 0<b+c≤0.1, and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식들로 표시되는 고체이온전도체 화합물:
(Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zClz, (Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zBrz, (Li1-b-cCubNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cAgbNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cMgbNac)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cCubKc)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cAgbKc)7-zPS6-zIz, (Li1-b-cMgbKc)7-zPS6-zIz
상기 식들에서, 0<b<0.05, 0<c<0.05, 0<b+c≤0.05 및 0<z≤2 이다.
The solid ion conductor compound of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is represented by the following formulas:
(Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z Cl z , (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z Br z , (Li 1-bc Cu b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Ag b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Mg b Na c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Cu b K c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Ag b K c ) 7-z PS 6-z I z , (Li 1-bc Mg b K c ) 7-z PS 6-z I z
In the above equations, 0<b<0.05, 0<c<0.05, 0<b+c≤0.05, and 0<z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물에서 S의 일부가 SO4로 추가적으로 치환되는, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein a part of S in the solid ion conductor compound represented by Formula 1 is additionally substituted with SO 4. 제18 항에 있어서, 상기 S의 일부가 SO4로 추가적으로 치환되는 고체이온전도체 화합물이 하기 화학식 6으로 표시되는, 고체이온전도체 화합물.
<화학식 6>
LiaM1xM2wPSy-p(SO4)pM3z
상기 식에서,
M1은 주기율표 2족 및 11족 중에서 선택된 하나 이상의 원소이며,
M2는 주기율표 1족에서 선택된 Li 이외의 하나 이상의 금속 원소이며,
M3는 주기율표 17족에서 선택된 하나 이상의 원소이며,
4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 0<p<2, 및 0≤z≤2 이다.
The solid ion conductor compound according to claim 18, wherein the solid ion conductor compound in which a part of S is further substituted with SO 4 is represented by the following formula (6).
<Formula 6>
Li a M1 x M2 w PS yp (SO 4 ) p M3 z
In the above formula,
M1 is one or more elements selected from groups 2 and 11 of the periodic table,
M2 is one or more metal elements other than Li selected from Group 1 of the periodic table,
M3 is one or more elements selected from group 17 of the periodic table,
4≤a≤8, 0<x<0.5, 0≤w<0.5, 3≤y≤7, 0<p<2, and 0≤z≤2.
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 25℃에서 0.5 mS/cm 이상의 이온전도도(ion conductivity)를 가지는, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 has an ion conductivity of 0.5 mS/cm or more at 25°C. 제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 25℃에서 1.0 mS/cm 이상의 이온전도도(ion conductivity)를 가지는, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 has an ion conductivity of 1.0 mS/cm or more at 25°C. 제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 -60℃ 미만의 이슬점(dew point)을 가지는 공기 분위기의 건조 조건에서 10일 경과 후에 70% 이상의 이온전도도 유지율을 가지며, 상기 이온전도도 유지율은 하기 수학식 1로 표시되는, 고체이온전도체 화합물.
<수학식 1>
이온전도도 유지율 = [10 일 경과 후의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도 / 초기의 고체이온전도체 화합물의 이온전도도]×100
The method of claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 has an ionic conductivity retention of 70% or more after 10 days in a dry condition in an air atmosphere having a dew point of less than -60°C, and the ion The conductivity retention is represented by the following equation (1), a solid ion conductor compound.
<Equation 1>
Ion conductivity retention rate = [Ion conductivity of the solid ion conductor compound after 10 days / Ion conductivity of the initial solid ion conductor compound] × 100
제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 입방정계(cubic) 결정계에 속하는, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 belongs to a cubic crystal system. 제1 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 고체이온전도체 화합물이 F-43m 공간군에 속하는, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the solid ion conductor compound represented by Formula 1 belongs to the F-43m space group. 제1 항에 있어서, CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ia)에 대한 회절각 2θ=53.0°±1.0°에서의 피크 강도(Ib)의 피크 강도 비(ratio) Ia/Ib가 1 이하인, 고체이온전도체 화합물.The peak intensity of the peak intensity (Ib) at the diffraction angle 2θ=53.0°±1.0° for the peak intensity (Ia) at the diffraction angle 2θ=46.0°±1.0° in the XRD spectrum using a CuKα ray. A solid ion conductor compound having a ratio Ia/Ib of 1 or less. 제1 항에 있어서, CuKα 선을 이용한 XRD 스펙트럼에서 회절각 2θ=46.0°±1.0°에서의 피크의 반가폭(FWHM)이 0.3° 이하인, 고체이온전도체 화합물.The solid ion conductor compound according to claim 1, wherein the half width (FWHM) of the peak at diffraction angle 2θ=46.0°±1.0° in the XRD spectrum using CuKα rays is 0.3° or less. 제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 따른 고체이온전도체 화합물을 포함하는 고체전해질.A solid electrolyte comprising the solid ion conductor compound according to any one of claims 1 to 26. 양극활물질층을 포함하는 양극층;
음극활물질층을 포함하는 음극층; 및
상기 양극층 및 음극층 사이에 배치되는 전해질층을 포함하며,
상기 양극활물질층 및 상기 전해질층이 제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 따른 고체이온전도체 화합물을 포함하는 전기화학 셀.
An anode layer including a cathode active material layer;
A negative electrode layer including a negative electrode active material layer; And
It includes an electrolyte layer disposed between the anode layer and the cathode layer,
An electrochemical cell in which the positive electrode active material layer and the electrolyte layer contain the solid ion conductor compound according to any one of claims 1 to 26.
제28 항에 있어서, 상기 전기화학 셀이 전고체 이차전지인, 전기화학 셀.The electrochemical cell according to claim 28, wherein the electrochemical cell is an all-solid secondary battery. 제28 항에 있어서, 상기 음극활물질층이 음극활물질 및 바인더(binder)를 포함하며,
상기 음극활물질이 비정질 탄소(amorphous carbon)와 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상과의 혼합물인, 전기화학 셀.
The method of claim 28, wherein the negative electrode active material layer comprises a negative electrode active material and a binder,
The negative electrode active material is amorphous carbon, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi), tin (Sn) And zinc (Zn) is a mixture with one or more selected from the group consisting of, electrochemical cell.
제28 항에 있어서, 상기 음극집전체와 상기 음극활물질층 사이에 배치된 금속층을 더 포함하고, 상기 금속층은 리튬 또는 리튬 합금을 포함하는, 전기화학 셀.The electrochemical cell of claim 28, further comprising a metal layer disposed between the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer, wherein the metal layer comprises lithium or a lithium alloy. 리튬을 포함하는 화합물; 주기율표 2족 및 11 족 중에서 선택된 원소를 포함하는 화합물; 인(P)를 포함하는 화합물; 및 선택적으로 17족 원소를 포함하는 화합물;을 접촉시켜 혼합물을 제공하는 단계; 및
상기 혼합물을 불활성 분위기에서 열처리하여 고체이온전도체 화합물을 제공하는 단계;를 포함하는 고체이온전도체 화합물의 제조 방법.
Compounds containing lithium; A compound containing an element selected from groups 2 and 11 of the periodic table; Compounds containing phosphorus (P); And optionally a compound containing a Group 17 element; contacting to provide a mixture; And
Heat-treating the mixture in an inert atmosphere to provide a solid ion conductor compound.
제32 항에 있어서, 상기 혼합물이 Li 이외의 1족 금속 원소를 포함하는 화합물을 더 포함하는 고체이온전도체 화합물의 제조 방법.33. The method for producing a solid ion conductor compound according to claim 32, wherein the mixture further comprises a compound containing a Group 1 metal element other than Li. 제32 항에 있어서, 상기 열처리가 400℃ 내지 600℃의 온도에서 1 내지 36 시간 동안 수행되는, 고체이온전도체 화합물의 제조 방법.The method of claim 32, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 400°C to 600°C for 1 to 36 hours.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11799129B2 (en) 2020-03-27 2023-10-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Solid ion conductor compound, solid electrolyte including the same, electrochemical cell including the same, and method of preparing the same
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