| 초록 |
1. 분석자서문 전고체전지는 최근 유망한 차세대 전지로 많은 주목을 받고 있다. 하지만 액체전해질(10-2 S/cm)과 비교하여 상온에서의 낮은 이온전도도(10-5~10-3 S/cm)와 충방전 중의 고체-고체 간 계면반응에 대해서 기초 이해가 부족하여 연구에 어려움이 많다. 연구/개발을 가속화하기 위해 전고체전지의 전반적인 기술 및 소재 레벨에서의 기술 현황을 정리하고, 세라믹 및 폴리머 전해질을 나누어 설명하고 있다. 전지의 성능뿐만 아니라 고체전해질 연구를 위한 기초이론에서부터 현재 산업에서의 전고체전지 개발 사례까지 폭넓게 다루고 있다. 또한 전고체전지에서의 핵심 연구 분야인 계면반응을 논의하며, 앞으로의 연구개발 방향을 제안하고 있다. 본 분석에서는 전고체전지의 기초이론, 연구개발 현황 및 주요 문제점에 대해서 설명하고, 각 전고체전지 타입에 따른 특징 및 산업 개발 동향에 대해 간결히 요약하여 독자의 이해를 돕고자 한다. 2.목차 1. 개요 2. 전고체전지용 고체전해질의 기초 2.1. 고체전해질 내 Li이온전도 이론 2.2. 전고체 Li전지의 구조와 전기화학 프로세스 2.3. 고체전해질의 기능과 성능 3. 전고체전지 3.1. Lithium-phosphorous-oxynitride (LiPON) 기반의 전고체전지 3.2. 황화물 고체전해질 기반의 전고체전지 3.3. NASICON-type glass-ceramic 전해질(LAGP/LATP)-기반의 전고체전지 3.4. Perovskite-type(LLTO) 전해질 기반의 전고체전지 3.5. Garnet-type 전해질(Li7La3Zr2O12) 기반의 전고체전지 3.6. 폴리머전해질 기반의 전고체전지 4. 전고체전지의 고체-고체 계면 기술개발 현황 5. 전고체전지의 산업 동향 5.1. 무기계 고체전해질(ISE) 전지 시스템 5.2. 고체 폴리머 전해질(SPE) 전지 시스템 6. 결론 7. 분석자 결론 References 1. Sun, C.; Liu, J.; Gong, Y.; Wilkinson, D. P.; Zhang, J., Recent advances in all-solid-state rechargeable lithium batteries. Nano Energy 2017, 33, 363-386. 2. Kwon, O.; Hirayama, M.; Suzuki, K.; Kato, Y.; Saito, T.; Yonemura, M.; Kamiyama, T.; Kanno, R., Synthesis, structure, and conduction mechanism of the lithium superionic conductor Li10+ delta;Ge1+ delta;P2 minus; delta;S12. J. Mater. Chem. A 2014, 3 (1), 438-446. 3. C.B. Choudary, H.S. Maiti and E.C. Subbaro, in Solid Electrolytes and TheirApplications, E.C. Subbarao (ed.) Plenum Press, New York, 1980. 4. R.S. Tichy, Mechanisms and stability of oxide-ion transport in homogenenous and heterogeneous ceramic membranes, The University of Texas at Austin,Austin, 2001. 5. O. T. Sorensen, Nonstoichiometric Oxides, Academic Press, INC., New York,1981. 6. Bates, J.; Dudney, N.; Lubben, D.; Gruzalski, G.; Kwak, B.; Yu, X.; Zuhr, R., Thin-film rechargeable lithium batteries. Journal of Power Sources 1995, 54 (1), 58-62. 7. Bates, J.; Dudney, N.; Neudecker, B.; Ueda, A.; Evans, C., Thin-film lithium and lithium-ion batteries. Solid State Ionics 2000, 135 (1), 33-45. 8. Bates, J.; Dudney, N.; Gruzalski, G.; Zuhr, R.; Choudhury, A.; Luck, C.; Robertson, J., Fabrication and characterization of amorphous lithium electrolyte thin films and rechargeable thin-film batteries. Journal of power sources 1993, 43 (1-3), 103-110. 9. Hayashi, A.; Komiya, R.; Tatsumisago, M.; Minami, T., Characterization of Li 2 S ndash;SiS 2 ndash;Li 3 MO 3 (M= B, Al, Ga and In) oxysulfide glasses and their application to solid state lithium secondary batteries. Solid State Ionics 2002, 152, 285-290. ※ 이 자료의 분석은 현대자동차 연구개발본부의 권오민님께서 수고해주셨습니다. |
