본 기술은 누액, 발화 및 폭발의 위험성이 없는 전고체 이차전지의 구현이 가능하게 하는 고체전해질 제조 기술이다. 본 기술이전에는 전해질 소재 합성/공정, 전기화학 성능평가, 단전지 제조/공정 기술이 포함된다. 일반적으로 리튬이온이차전지는 리튬이온의 매개체로 가연성의 액체전해질을 이용하기 때문에 외부의 충격 시발화 및 폭발의 위험성이 있어 액체전해질을 고체전해질로 대체하면 안전성을 높일 수 있다. 또한, 최근 인체에 밀접하게 사용되는 웨어러블 디바이스가 발달하고 전기자동차나 대용량 에너지 저장시스템 등의 개발이 증가하는 현 시장상황에서는 보다 안전성이 확보된 전원장치의 개발이 요구되고 있다. 이를 만족하는 전고체 이차전지의 개발을 위해서 최근 다양한 종류의 고체전해질이 개발되고 있는데 그 중, 황화물계 고체전해질은 이온전도도가 액체전해질과 유사하며 전기화학적으로 안정하여 고전압 구동이 가능하고, 연성의 성질이 있어 양/음극과의 복합화에 적합하며 냉간압착만으로 전극/전해질 계면 형성이 가능하다. 또한 고체의 특성상 전지 형태의 자유도가 높으며 공간활용의 극대화하여 고에너지 밀도의 구현이 가능하다. 본 기술은 이러한 전고체 이차전지 개발에 있어서 핵심소재가 되는 황화물계 고체전해질 소재 합성, 공정, 전기화학특성평가 및 셀 제조공정에 대한 기술을 제공하고자 한다.
전고체 이차전지용 황화물계 고체전해질 기술을 국내 기업체에 전수하여 상품화를 유도하고, 동종 분야의 국내기술 수준을 향상시키며, 전수받을 기업체로 하여금 상용화 제품 개발을 통하여, 폭발 또는 발화의 위험성이 없는 전고체 이차전지에 적용하여 널리 보급되게 하는데 그 목적이 있다. 황화물계 고체전해질은 이러한 전고체 이차전지의 핵심소재로 자유도가 높은 형태의 이차전지 제조가 가능하고 초소형 디바이스에서부터 모바일 IT 및 향후 중대형의 장치 전원으로의 적용이 가능한 핵심부품이다.
본 기술은 두 가지 ‘황’을 포함하고 있는 성분을 단순혼합 및 열처리 공정을 통해 고리튬이온전도도를 보이는 무기물 고체전해질 합성 및 제조에 관한 기술이다. 본 기술의 가장 큰 특징은 액체전해질에 가까운 이온전도도(10-3~10-2 S/cm) 를 무기물 분말제조를 통해 달성하여 기존 리튬이온이차전지의 폭발 또는 발화의 위험성을 제거한다는 것이다. 제조된 황화물계 고체전해질은 연성이 커서 양/음극과의 복합화에 적합하고 단순 냉간압착공정 만으로 전극/전해질 계면 성형이 가능하다. 또한, 양/음극 사이에 분리막을 별도로 사용하지 않아 셀 구조 및 제조공정을 단순화 하였다. 따라서 전 구성 성분이 고체로 이루어진 안정성이 극대화된 전고체 이차전지를 제공할 수 있다.
전고체 이차전지용 황화물계 고체전해질 기술을 국내 기업체에 전수하여 상품화를 유도하고, 동종 분야의 국내기술 수준을 향상시키며, 전수받을 기업체로 하여금 상용화 제품 개발을 통하여, 폭발 또는 발화의 위험성이 없는 전고체 이차전지에 적용하여 널리 보급되게 하는데 그 목적이 있다. 황화물계 고체전해질은 이러한 전고체 이차전지의 핵심소재로 자유도가 높은 형태의 이차전지 제조가 가능하고 초소형 디바이스에서부터 모바일 IT 및 향후 중대형의 장치 전원으로의 적용이 가능한 핵심으로 하기의 사항과 같은 내용으로 기술이전을 진행할 계획임
- 황화물계 고체전해질 소재 설계 및 합성제조 기술
- 황화물계 고체전해질 기반 단전지 설계 및 제조 기술
- 황화물계 고체전해질 기반 단전지 셀 특성 및 안전성/신뢰성 평가 기술
- 황화물계 고체전해질 설계 기술
- 황화물계 고체전해질 합성 공정 기술
- 무기 분말형 입자 시트화 기술
- 고체전해질 시트상 전극 형성 기술
- 밀폐형 셀 제작 및 전기화학 성능평가 기술
- 황화물계 고체전해질 기반 단전지 설계 및 제조 기술
- 황화물계 고체전해질 기반 이차전지 성능평가 기술
- 황화물계 고체전해질 기반 이차전지 안전성 및 신뢰성 평가 기술
- 인체밀착형 웨어러블 디바이스용 전원
- 기존의 모바일 IT용 전원
- 의료용 감지 센서용 전원
- 스마트 센서용 전원
- 플렉시블 디스플레이용 전원
- 전기자동차 및 전력저장시스템용 전원