상온에서 작동되는 전고체전지 용 PEO/PPC 기반의 복합 고체 전해질 (PEO/PPC based Composite Solid Electrolyte for Room Temperature Operable All Solid-State Batteries)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기화학회
· 수록지 정보 : 전기화학회지 / 25권 / 3호 / 105 ~ 112페이지
· 저자명 : 신소현, 김성훈, 조용현, 안욱

초록

전고체전지의 상용화를 위해서는 상온에서 작동이 가능한 고체전해질 개발이 필수적이며 이온전도도가 높은 물질을 채택하여 전고체전지를 제조해야 한다. 따라서, 기존의 옥사이드 계열의 고체의 이온전도도를 높이기 위하여 이종원소가 도핑된 Li7La3Zr2O12 (LLZO)를 필러소재(Al, Nb- LLZO)로 사용하였으며, 상온에서 작동이 가능하도록 Poly(ethylene oxide)/Poly(propylene carbonate) (PEO/PPC) 기반의 가넷형 무기계 고체고분자 전해질을 제조하였다. 이원금속 원소를도핑한 가넷형 무기계 필러와 PEO/PPC (1:1 비율로 섞인) 고분자를 1:2.4의 비율로 균일하게교반하여 전해질을 합성해 상온과 60 oC에서 전고체 전지의 전기학적 성능을 분석하였다. 제조한복합 전해질은 이원금속의 도핑으로 인하여 이온전도도가 향상되었으며, PEO 단독으로 사용하는전해질보다 PPC를 1:1로 첨가하였을 때 이온전도도 향상을 도와 60 oC 뿐만 아니라 상온에서전고체 전지의 용량과 용량 유지율이 개선되었음을 확인하였다.

영어초록

For the commercialization of all-solid-state batteries, it is essential to develop a solid electrolyte that can be operable at room temperature, and it is necessary to manufacture allsolid- state batteries by adopting materials with high ionic conductivity. Therefore, in order to increase the ionic conductivity of the existing oxide-based solid, Li7La3Zr2O12 (LLZO) doped with heterogeneous elements was used as a filler material (Al and Nb-LLZO). An electrolyte with garnet-type inorganic filler doped was prepared. The binary metal element and the polymer mixture of poly(ethylene oxide)/poly(propylene carbonate) (PEO/PPC) (1:1) are uniformly manufactured at a ratio of 1:2.4, The electrochemical performance was tested at room temperature and 60 oC to verify room temperature operability of the all-solid-state battery. The prepared composite electrolyte shows improved ionic conductivity derived from co-doping of the binary elements, and the PPC helps to improve the ionic conductivity, thereby increasing the capacity of all-solid-state batteries at room temperature as well as 60 oC. It was confirmed that the capacity retention rate was improved.

참고자료

· 없음