제이이노텍

고체 전해질

소개

통상적인 유기 전해액 대신 고체 물질을 함습해 전해질로 사용하는 것을 말하며, 이온 전도도와 전기화학적 안정성이 높은 물질을 사용합니다. 양극과 음극 사이를 물리적으로 차단하는 동시에 특정 이온을 선택적으로 이동시킵니다.
고체 전해질의 강점은 설계가 단순하고 제조가 용이하여 공정의 단순화와 저가화에 유리하다는 것입니다.
또한 부반응이 적고 수지상 형성이 거의 없기 때문에 상대적으로 안전하고 수명 특성이 좋습니다. 당사는 특수 조성의 파우더와 펠펫을 공급하고 있으며, 고객 맞춤형 조성과 크기도 가능합니다.

스펙

Specification	Value
Size	(각형) 30mm×30mm, 40mm×40mm 등 (원형) Φ20mm, Φ30mm 등
Thickness	0.15mm, 0.2mm, 0.25mm
Ion Conductivity	(YSZ) 3.0×10^-2 S/cm (@ 800°C) (LSGM) 2.0×10^-2 S/cm (@ 800°C) (Lisicon) 1.2×10^-4 S/cm (@ 25°C) (Nasicon) 2.5×10^-3 S/cm (@ 25°C)
Density	> 92%
Processing Method	Tape Cast & Sintering Pressing & Sintering

application

1) 연료전지

YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia)

YSZ는 지르코니아에 이트리아를 첨가하면 Zr⁴⁺이온 중 일부가 Y³⁺로 대체됩니다. 이에 4개의 O^2- 이온 대신 3개의 O^2- 이온으로 대체되며, 결과적으로 산소 빈자리(oxygen vacancy)가 만들어집니다. 이렇게 생성된 산소 빈자리로 YSZ는 O^2-이온 전도성을 갖게 됩니다. 8 mol% YSZ는 완전 안정화 형태이며 우수한 이온 전도도를 보입니다. 화학적인 안전성을 갖고 있어 고온에서 동작하는 고체산화물 연료전지에 유용합니다. 또한 얇고 질기며 유연한 성질을 지니고 있습니다.

LSGM (Lanthanum Strontium Gallium Magnesium oxide)

LSGM perovskite 타입은 IT SOFC에 가장 널리 사용되는 재료로 공기극 환경부터 연료극 환경까지 넓은 범위에서 화학적, 기계적으로 안정합니다. 따라서 중장기 보관이 가능합니다. 또한 중온(500°C ~ 700°C)에서 높은 이온 전도도와 양성자 전도도, 높은 출력 밀도를 갖고 있으며 고온용 특수 소재를 사용하지 않아도 되어 경제적입니다.

2) 리튬전지

Lisicon (Lithium Superionic conductor)

Li_1+xTi_2-xAl_x(PO₄)₃ 조성을 가지며, 발화 및 열폭주, 누출, SEI 층 형성 등의 원인이 되는 유기 전해액을 대체할 수 있는 고체전해질입니다. 전극과의 접촉 시 화학적으로 안정하기 때문에 안전하고 수명 특성이 좋으며 누액이 없습니다. 동시에 Lisicon은 tetrahedra 구조로 리튬 이온의 확산이 빠른 고체 전해질입니다.Lisicon은 차세대 이차전지(All Solid Battery, Li-Air Battery, Li-S Battery 등)의 핵심 고체전해질 소재로, 분리막과 전해질의 역할을 동시에 해낼 수 있는 전지 부품입니다.

3) 나트륨 전지

Nasicon (Sodium Superionic conductor)

Na_1+xZr₂(P_1–xSi_xO₄)₃ (0 < x < 3) 군의 화합물을 말하며, dopant의 초과 전하가 나트륨 이온과 균형을 이룹니다. 기본 골조는 (Si,P)O₄, tetrahedra and ZrO₆, octahedra로 나트륨 이온에 개방된 3D 구조로 되어 있습니다. 높은 이온 전도도와 낮은 활성화 에너지, 이방성이 없는 3차원적인 전기전도도성을 가지며, 소결 온도가 낮습니다. Nasicon은 차세대 이차전지(All Solid Battery, Na-Air Battery, Na-S Battery 등)의 핵심 고체전해질 소재로 분리막과 전해질의 역할을 동시에 해낼 수 있는 전지 부품입니다.