화학뉴스

고체전지 연구개발(R&D)이 가속화되고 있다.
스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)은 고체형 배터리 상용화를 위해 교토(Kyoto)대학과 가넷형 산화물 고체 전해질(LLZO)을 개발하고 있다.
입방결계 가넷 구조가 특징인 LLZO는 산화물형 전고체전지 전해질 소재로 주목받으며 세계적으로 연구가 진행되고 있다.
최근에는 실온에서 cm당 1mS(밀리지멘스)를 넘어서는 등 높은 리튬 이온전도도를 가진 것이 확인되면서 실용화 연구에 속도가 붙고 있다.
스미토모케미칼과 교토대학은 LLZO의 이온전도도 향상을 위해 불소를 첨가하고 있다. 이온전도도를 높이면 출력특성이 우수한 배터리를 실현할 수 있기 때문이다. 
최근 실시한 실험에서는 각각의 원료를 화학량론 비율로 평량해 마노유발에서 혼합‧소성함으로써 LLZO를 시험 제작한 다음 불소를 도핑한 F-LLZO까지 제작함으로써 시료별 이온전도도 평가를 실시했다.
시험 결과 LLZO보다 F-LLZO의 이온전도도가 높은 것을 확인했으며 가넷 구조 중 불소가 도입된 결과에 따른 것으로 분석하고 있다.
이밖에 X선 회절측정을 이용해 조사한 결과에서는 F-LLZO의 입방결상이 안정돼 있는 것을 확인했다.
고체형 배터리에 사용되는 고체전해질은 유기고분자(폴리머)계와 무기계로 구분되며 주로 무기계를 사용하는 전고체전지 개발에 관심이 집중되고 있다.
전고체전지 실용화를 위해서는 고체 전해질과 전극이 접하는 계면의 저항을 개선하는 것이 가장 중요한 과제로 떠오르고 있으며 폴리머 외에 고체와 액체를 조합한 반고체 전해질을 적용하는 등 다양한 노력이 모색되고 있다.
스미토모케미칼은 앞으로도 교토대학과 함께 전고체전지를 포함한 고체형 배터리의 가능성을 추구하면서 지속가능한 사회 구축에 기여할 방침이다. (K)