기술소개에 대한 요약으로 자세한 사항은 오른쪽 상단 기술소개서 및 특허 정보를 확인해주세요.

1. 기술개요

■ 기술 목표 및 내용

◦ 기술 목표

－ 나트륨 이온의 안정적 전도성을 제공하면서도, 높은 전기화학적 안정성과 성능을 갖춘 고체 이온 전도체 개발

◦ 기술 주요 내용

－ 본 발명에 따른 고체 이온 전도체 조성물은  화합물로 구성

   · M → Ga, Al, In, Ca, Ge 중 1종 이상을 포함

   · X → S, Se, I 중 1종 이상을 포함

   · a, b, c 값 범위 → 5.5 ≤ a ≤ 5.95, 0.5 ≤ b ≤ 1, 0.05 ≤ c ≤ 0.6

－ Ga, Al, In, Ca, Ge 선택적 도핑을 통해 다양한 특성 구현

   · 특히 Ga 도핑을 통한 높은 이온전도성과 전기화학적 안정성 구현

2. 기술의 우수성 및 도입 효과

■ 기존기술의 문제점

◦ 전기화학적 안정성이 낮은 기존의 소듐 이온 배터리용 고체 전해질 

－ 최근 주목할만한 이온전도성을 가지는 고체 전해질 물질이 Na 황화물 계열에서 발견

－ 예를 들어,  및 와 같은 물질은 액체 전해질과 유사하게 10  이상의 높은 이온전도성을 띠지만, 이들 화합물에는 원자가가 높은 가 포함되어 전기화학적 안정성이 낮음

■ 기술의 우수성

◦ 우수한 이온전도도와 전기화학적 안정성

－ 기존에 개발된 소듐 이온 배터리용 고체 전해질에 비해 높은 전기화학적 안정성을 보유하여 소듐 이온 배터리 개발 시 우수한 안정성 확보 가능

－ Ga, Al, In, Ca, Ge 등의 도핑을 통해 이온전도도를 크게 향상시키고, 기존 대비 우수한 전기화학적 안정성 및 성능 구현

◦ 비가연성 특성

－ 무기계 고체 전해질 구성으로 비가연성을 지니며, 액체 전해질의 누액 및 가연성 문제를 근본적으로 해결하여 소듐 이온 배터리의 수명과 안전성을 획기적으로 개선 가능

■ 대상기술의 도입효과

◦ 소듐 이온 배터리의 전고체화

－ 기존 액체 전해질 소듐 이온 배터리의 화재 위험을 획기적으로 줄이고, 높은 안전성으로 전기차, ESS 등 분야에서 소비자 신뢰도 확보 가능

－ 특히 소듐 이온 배터리용 고체 전해질은 연구개발이 많이 이루어지지 않은 분야로서, 이를 이용한 배터리 개발 시 혁신제품 구현 가능 

◦ 다양한 도핑 조합에 따라 조성물 최적화 가능

－ 다양한 도핑 조합(Ga, Al, In, Ca, Ge 등)을 통해 시장이 원하는 특정 성능 요구에 맞춰 조성물 최적화 가능

◦ 상용화 및 응용의 확장성

－ 고온 및 전기화학적으로 안전한 고체 전해질의 소듐 이온 배터리 적용을 통해 ESS, 전기차, 소형 모빌리티, 산업용 전력 설비 등 다양한 시장 창출 가능

3. 주요 적용분야