상용 리튬이온배터리는 휴대용 기기부터 고출력 전기자동차에 이르기까지 일상생활 전반을 구동하는 데 필수적이다. 기존 리튬이온배터리에서 가연성 액체 전해질을 사용하는 현재의 방식은 위험을 수반하므로, 안전하고 신뢰할 수 있는 고체 전해질의 개발이 요구된다. 그러나 고체 전해질의 이온 전도도는 액체 전해질에 비해 경쟁력이 부족하다. 이에 본 연구에서는 이온 전도도가 향상된 Li1·5Al0·3Si0·2Ti1·7P2·8O12 (LASTP) 분말을 합성하고, 이를 전고체전지(ASSB)에서 고체 전해질로서의 성능을 평가하였다. LASTP 합성에는 용액 기반의 간편한 방법을 사용하였으며, 소결 및 열처리(석회화/칼시네이션) 온도를 최적화하였다. 그 결과, 1050 °C에서 소결한 LASTP는 상대밀도 96.84%로 가장 높았고, 이온 전도도는 9.455 × 10−4 S/cm로 가장 우수했으며, 활성화 에너지(Ea)는 0.226 eV로 가장 낮았다. 전기화학적 성능 평가는 Li/LASTP/Li(Ni0·65Co0·15Mn0.20)O2 전고체 구성으로 동전형 셀을 조립하여 수행하였다. 또한 전극과 고체 전해질 사이에 전기방사된 폴리머 도전성 필름(PVDF-HFP)을 추가하여 계면 저항을 감소시켰다. 그 결과, 전고체전지는 0.1C에서 탁월한 방전 용량(205.3 mAh/g)을 보이며 안정적이고 높은 성능을 나타냈고, 0.2C 조건에서도 100사이클 이후에도 보유율 85.3%로 구동이 가능했다. 따라서 본 연구는 LASTP 고체 전해질이 차세대 안전한 전고체전지용 유망한 소재임을 시사한다.

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