As the demand for energy storage devices with high energy densities and safety is increasing, all solid-state batteries (ASSBs) based on inorganic solid electrolytes are attracting attention. However, all solid-state batteries are difficult to form a uniform lithium conduction network in the cell, and the fabrication processes consist of complex multi-steps and is thus time consuming and costly, which is not suitable for large-scale manufacturing. In this thesis, the contact between electrolyte particles and ionic conductivity have been enhanced by introducing polymer into the electrolyte layer. Also, a solution-processed ASSBs engaging proper solvents and binders have been demonstrated, which can preserve the high performance of dry mixing-based counterparts in the key battery properties, with the feasibility toward mass production.
높은 에너지 밀도와 안전성이 확보된 에너지 저장 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 무기 고체전해질 기반의 전고체 전지(ASSBs) 가 주목 받고 있다. 그러나 전고체 전지는 고체인 특성 상, 전극 물질 간의 밀접한 접촉이 어려워 전지 내에 균일한 리튬 전도 네트워크가 형성되기 어려우며, 또한 차세대 전지로서의 우수한 특성에도 불구하고 제조 공정이 복잡하여 현 수준에서는 상용화에 이르지 못하고 있는 실정이다. 본 학위 논문에서는 전고체 전지 내에 고분자를 도입하여 전극 물질 간의 접촉과 함께 이온 전도 특성을 향상시켰으며 그 결과, 전고체 전지의 사이클 특성이 향상되었다. 또한 전고체 전지에 최적화된 고분자 바인더와 용매를 적용하여 용액 공정 기반의 전고체 전지를 제작하였으며, 기존의 건식 공정으로 제작된 전고체 전지에 준하는 전기화학 성능을 확인하여, 용액 공정 기반 전고체 전지의 대량 생산 가능성을 확인하였다.
