Use of flammable organic liquid electrolytes that have low ignition point and low thermal stability can cause explosion accidents. To resolve the safety issues, solid electrolytes become an excellent candidate. LATP ($Li_{1.3}Al_{0.3}Ti_{1.7}(PO_4)_3$) is one of promising solid electrolyte due to its good ionic conductivity and chemical stability against water but it suffers from low density of sintered body. Most of previous works have adopted hot press sintering and spark plasma sintering to alleviate the density issue, although those processes are not cost-effective. In this work, we introduced a single step pressureless sintering to anneal the LATP ceramics with a good density and ionic conductivity in a simple process. To improve the density, we prepared the LATP powders using different phase of TiO_2 precursors (rutile and anatase) with an investigation of densification aspect. The densified sintered body of LATP was obtained by the proposed reaction sintering process. The ion conductivity of the sintered body was measured by electrochemical impedance spectroscopy. As a result, a specimen showing ion conductivity of $1.94/times10^{-4}S/cm$ at room temperature was obtained. The specimen prepared by reaction sintering have recorded higher values than the recently reported ionic conductivity of pressureless sintering related papers.
발화점이 낮고, 열적 안정성이 낮은 액체 유기 전해질의 사용은 폭발 사고를 유발할 수 있다. 이 안전 문제를 해결하기 위해서, 고체 전해질이 주목받고 있다. LATP는 유망한 고체 전해질 중 하나이다. 이는 화학적 안정성, 상온에서의 이온전도도가 높은 편이다. 하지만, 소결성이 낮아 고밀도 소결체를 얻기가 어렵다. 대부분의 연구는 이 문제를 해결하기 위해서 Hot press sinterng이나 SPS technique 같은 가압 소결법을 사용하였다. 본 연구에서는, LATP를 상압 소결 환경에서 고밀도, 소결체를 얻어내고자 반응 소결법을 도입하였다. 또한, LATP 상 형성의 원료로 쓰이는 TiO2의 상을 두 가지로 나누어 LATP 상의 형성, 소결과정 중 치밀화 거동을 확인했다. 이온 전도도는 교류 임피던스 분광법을 이용해 측정하였다. 제안한 반응 소결 공정을 도입하여 치밀화된 고밀도 LATP 소결체를 얻을 수 있었으며, 이 소결체의 이온 전도도를 교류 임피던스 분광법을 이용하여 측정하였다. 결과, 상온에서 $1.94/times10^{-4}S/cm$의 이온 전도도를 가지는 시편을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 도입한 방법으로 제작된 시편들은 최근 최근 보고된 상압소결 관련 논문들의 이온 전도도보다 높은 수치를 기록했다.
