본 발명은 향상된 용해도와 전위를 가지는 유기활물질을 포함하는 레독스 흐름전지용 전해액 및 이를 이용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다.

공침법에 의해 이온 전도도가 높고 전위 안전성이 우수한 가넷 구조의 나노급 세라믹 고체 전해질인 LLZ 소재를 저가로 합성할 수 있는 리튬이차전지용 고체 전해질의 제조방법이 개시된다. 리튬이차전지용 고체 전해질의 제조방법은, 란타늄 질산염 [La(NO3)3·6H2O]과 지르코늄 질산염 [ZrO(NO3)2·6H2]이 3:2의 몰비로 혼합된 출발물질을 제공하는 단계, 상기 출발물질을 용해시켜 수용액을 형성하는 단계, 상기 수용액에 착화제인 암모니아와 반응기의pH 를 조정하는 수산화 나트륨을 투입 및 혼합하여 공침전시켜서 침전물을 형성하는 단계, 상기 침전물을 세척 및 건조하고 분쇄하여 1차 전구체 분말을 형성하는 단계, 상기 1차 전구체 분말에 리튬 분말[LiOH·H2O]을 혼합 및 볼밀하여 리튬을 고용시킨 2차 전구체 분말을 형성하는 단계 및 상기 2차 전구체 분말을 열처리하여 고체 전해질 분말을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명은 (a) 란타늄 전구체, 지르코늄 전구체, 갈륨 전구체, 착화제, 및 pH 조절제를포함하는 혼합 용액을 공침반응시켜 고체전해질 전구체를 제조하는 단계; (b) 상기 고체전해질 전구체를 세척하고 건조하는 단계; (c) 상기 세척하고 건조된 고체전해질 전구체를 리튬 소스와 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (d) 상기 혼합물을 하소(calcination)하여 갈륨(Ga)이 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(lithium lanthanum zirconium oxide, LLZO)인 화학식 1로 표시되는 하소된 고체전해질을 제조하는 단계;를 포함하는 고체전해질의 제조방법에 관한 것이다. 이와 같은 고체전해질의 제조방법을 적용하여, 이온전도도 및 전위창이 향상된 고체전해질을 제공할 수 있다.

하기 구조식 1로 표시되는 우레탄 결합을 가진 폴리알킬렌글리콜(polyalkylene glycol, PAG) 고분자를 제공한다. [구조식 1] 본 발명의 우레탄 결합을 갖는 폴리알킬렌글리콜 고분자와 리튬염을 포함하는 고체 고분자 전해질 조성물은 높은 혼용률을 가지며, 누약 및 가스 발생이 없어 안정성이 우수하고, 플렉서블한 특성을 가질 뿐만 아니라, 기계적 물성 및 이온전도도가 우수한 효과가 있다.

본 발명은 하기 구조식 1로 표시되는 우레탄 결합을 포함하는 알콕시실란 화합물에 관한 것이다. [구조식 1] 본 발명은 우레탄 결합을 갖는 알콕시실란과 실리카 전구체 및 우레탄 결합을 포함하는 폴리카보네이트 디올계 고분자 사슬에 실세스퀴옥산이 결합된 고분자를 포함하는 매트릭스와 및 리튬염을 포함하는 고체 고분자 조성물 전해질을 제공한다. 또한, 본 발명의 고체 고분자 전해질은 혼용성과 안정성이 우수하고, 플렉서블한 특성을 가질 뿐만 아니라, 기계적 물성 및 이온전도도가 우수한 효과가 있다.