Theories and Applications of Chem. Eng., 2022, Vol. 28, No. 1 492
화학공학의 이론과 응용 제28권 제1호 2022년
Development of cold sintering process using oxide-based solid electrolytes for the operation in a wide range of temperatures
김선우, 이원호†, 김다앎 금오공과대학교 (1holee@kumoh.ac.kr†)
기존 액체 전해질 기반 리튬 이온 배터리의 낮은 에너지 밀도 및 폭발의 위험성 때문에 고체 전해질을 사용한 전고체 배터리가 많은 관심을 받고 있다. 그 중 세라믹 고체 전해질은 높은 물성과 성능으로 각광받고 있지만 높은 가공 비용과 가혹한 가공 조건을 사용하는 소결 가 공은 세라믹 고체 전해질 상용화에 걸림돌이 된다. 이를 해결하기 위해 최근 물과 압력을 사 용한 저온 소결 가공에 (cold sintering) 대한 연구가 발표되었다. 하지만 일반적인 소결 세라 믹에 비해서 이온전도도가 크게 미치지 못하는 단점이 존재한다. 기존 연구에서 세라믹 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 (LAGP)에 bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI)을 도입, cold sintering 을 적용하여 이온 전도도가 크게 향상 되는 결과가 발표되었으나, LAGP의 grain boundary에 소량의 물이 남아있는 문제점이 있어서 이를 해결하기 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연 구에서는 전기화학적으로 안정하고 끓는점이 높은 유기용매(DMF, DMSO)를 cold sintering에 사용하여 물을 사용한 cold sintering의 단점을 해결함으로써 세라믹 저온 소결 공정의 새로 운 길을 제시하고자 한다.
