전기자동차 및 에너지 저장 장치의 폭발적인 수요에 따라 이차전지 시장이 매년 큰 폭으로 성장하고 있으며, 이에 따라 고용량, 고안정성, 고출력 밀도를 갖는 배터리에 대한 요구가 지속되고 있다. 현재 상용화된 리튬이온전지는 다른 이차전지에 비해 높은 에너지 밀도를 얻는 것이 가능하여 활용도가 높다. 하지만 리튬이온전지는 대부분 유기 액체 전해질을 사용하고 있어 낮은 화학적 안정성, 가연성으로 인한 근본적인 안정성 문제를 가지고 있다. 이로 인한 문제를 해결하기 위해 연구되고 있는 다양한 고체전해질 종류 중 산화물계 고체전해질 Li1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3 (LATP)는 여러 물질에 대한 화학적 안정성이 우수하고 상온에서 높은 이온전도도(~10-4 S/cm)를 가지고 있는 장점이 있다. 하지만 고온에서의 소결 과정이 필수적이며 이 과정에서 리튬의 휘발로 인해 공정 조건을 잡기가 어렵고, 난소결성으로 인해 제조 공정이 복잡하고 까다롭다는 단점이 있다. LATP 제조 공정에서의 고질적인 문제를 해결하고 전기화학적 특성을 높이기 위해서는 고밀도화된 분말을 합성해 소결성과 이온전도도가 높은 소결체를 얻어야 한다. 본 연구에서는 상기 문제를 해결하기 위하여 LATP 합성 단계에서 chelating agent와 하소 온도에 따른 분말 특성을 살펴보았다. 또한, 성형체 제조 단계에서 일축 가압법과 냉간 등방 가압법에 따른 소결성을 비교하였다. 결과적으로 citric acid를 chelating agent로 사용하고 하소를 700℃에서 진행한 분말이 이론밀도(2.92 g/cm²)와 거의 일치하는 값을 가졌다. 고체전해질의 합성 여부, 입자 크기 및 결정성, 밀도, 열적 특성을 확인하기 위해 XRD, DLS, TGA, FE-SEM, TMA 등의 분석을 진행하였으며, LATP 고체전해질의 이온전도도와 grain boundary capacitance 값은 EIS 분석을 통해 진행하였다. 그 결과 소결 시 입자의 성장으로 인한 grain과 grain boundary의 영향으로 인한 이온전도도 값을 비교하였다. 마지막으로 고체전해질로서의 전기화학적 성능을 확인하기 위해 대칭 셀을 제조하여 평가를 진행하였다. 결과적으로 고밀도로 합성된 분말로 고온에서 장시간 열처리 시, 고체전해질의 중요한 전기화학적 특성 중 하나인 이온전도도를 높일 수 있고 이는 결국 전지의 성능에도 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다.