학술논문
전고체전지 상용화를 위한 황화물계 고체 전해질에 관한 연구 / Research on Sulfide-based Solid Electrolytes for Commercialization of All-Solid-State Batteries
Document Type
Dissertation/ Thesis
Author
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Subject
Language
Korean
Abstract
상업용 리튬 이온 배터리와 달리 고체 전해질의 높은 비용과 낮은 이온 전도도는 상업적으로 이용 가능한 전고체 전지에서 계속해서 큰 장애물입니다. 기존의 건식 공정 및 고에너지 볼밀링 공정에서 고체 전해질의 대량 생산이 고에너지 밀도 전고체 전지의 성공적인 적용에서 가장 중요한 문제입니다.이 연구에서는 고에너지 볼밀링 건식 공정 방법을 사용하지 않고 습식 합성 기반을 통해 상업용 LPSCl 고체 전해질의 장애물을 극복할 수 있는 방법을 제시합니다. 제조 과정에서 원소 황을 첨가제로 사용함으로써 Li2S와 S가 다황화물을 형성하고 P2S5가 쉽게 반응하도록 유도되어 LPSCl을 합성하고 이것이 1.8mS cm-1 의 높은 이온 전도도를 제공합니다. 놀랍게도, 전구체의 순도는 황화물계 고체 전해질의 최종 조성 및 이온 전도도에 영향을 미치지 않으며, 이는 185.6 mAh g-1의 방전 용량을 나타내며, 높은 방전 용량을 갖는 전고체 전지와 동일한 전기화학적 특성을 나타냅니다. 이 연구는 황화물계 고체 전해질의 생산 비용을 최대 92%까지 낮출 수 있는 유망한 전략을 제공하며 상업용 전고체 전지는 0.46 $ W-1 의 에너지 밀도 당 경쟁력 있는 비용을 달성할 것으로 예상됩니다.