전기소결은 재료를 가압하면서 전류를 흘리는 수법으로, 재료를 매우 고밀도이고 치밀하게 소결할 수 있는 것으로 알려져 있다. 산화물계에서 Li 이온 전도율이 낮은 이유 중 하나가, 소결 후의 재료가 입상으로 공극이 많은 것이었다. Li 이온의 거리가 연결되어 있지 않으면, 전도할 수 없다. 전도로가 있었다고 해도 수가 적고, 구부러진 것이 된다.
한편,
Li1.25La0.58Nb2O6F를 전기 소결하면 입계가
적은 매우 치밀한 전해질이 되어 이온의 전도로, 게다가 직선적인 전도로가 늘어난다.
전기 소결의 또 다른 특징은 소결 시간이
매우 짧고 대폭적인 에너지 절약으로 이어지는 점이다. 도쿄 이과 대학 등은 소결에 1473K(약 1200℃)로 6시간
걸렸던 반면, 통전 소결에서는 약 5분 만에 소결이 완료된다고
한다.
덧붙여서,
통전시의 전류는 약 100A이지만, 전압은 1~2V로 낮기 때문에, 소결 1회의
소비 전력량은 20Wh 미만이다. 단, 인가하는 압력은 50MPa(약
500기압)로 상당히 높다. 이 연구소 전지기술연구부문
연구원으로 논문의 필두 저자인 후지타 유키씨는 “어디까지 이온 전도율을 높일 수 있는지 추구하고 싶다”며 잠시 재료의 특성을 높이는 데 주력한다고 한다.
