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초록·키워드
리튬이온전지의 액체 전해질 사용으로 인한 안전성 문제를 해결하기 위해 고체 전해질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 높은 전압 안정성을 가지는 반상호침투망(semi-IPN) 구조 고분자 전해질과 3차원 네트워크 구조의 세라믹 전해질을 결합한 복합 전해질을 제안하였다. 세라믹 전해질은 전기방사를 통해 얻은 탄소 나노 섬유 멤브레인을 템플릿으로 활용해 소결하여 Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ (LATP) 구조를 구현하였다. 이후 이 구조 내부에 고분자 전해질 전구체 용액을 주입한 뒤 열경화를 통해 복합 전해질을 제조하였다. 이러한 3차원 세라믹 구조는 리튬 이온의 효율적인 이동을 촉진하며, 그 결과 NCM811/복합 전해질/Li 반전지 셀은 기존 고분자 전해질 기반 전지 대비 높은 용량, 우수한 속도 특성, 뛰어난 사이클 수명을 나타냈다. 해당 복합 전해질 시스템은 높은 이온전도도와 전기화학적, 열적 안정성을 동시에 달성하며 전고체 전지 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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