KR100485336B1 - 다층구조의 리튬 전극, 그 제조 방법 및 그를 이용한리튬전지 - Google Patents

다층구조의 리튬 전극, 그 제조 방법 및 그를 이용한리튬전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집전체 상에 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬 합금층과, 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층이 순차 적층된 다층 구조의 리튬 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬전지를 제공한다. 보다 구체적으로는, 구리 또는 니켈 집전체 상에 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬 합금층과 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 차례로 형성시키는 것에 의하여 제조되는 다층 구조의 리튬 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬전지를 제공한다.

Description

다층구조의 리튬 전극, 그 제조 방법 및 그를 이용한 리튬전지{MULTI-LAYERED LITHIUM ELECTRODE, ITS PREPARATION AND LITHIUM BATTERIES COMPRISING IT}
본 발명은 집전체 상에 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬 합금층과 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층이 순차 적층된 다층 구조의 리튬 전극, 그 제조 방법 및 그를 이용한 리튬전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 구리 또는 니켈 등으로 이루어진 집전체 상에 리튬 또는 리튬 합금을 피복시켜 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬금속층을 형성시키고, 그 위에 다공성 금속 또는 탄소를 피복시켜 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 형성시키고, 그 상에 다시 리튬 또는 리튬 합금층 및 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 입히는 순서로 순차 피복시켜 얻어진 리튬 전극 및 이를 포함하는 리튬 전지에 관한 것이다.
리튬전지는 재충전 여부에 따라 리튬 일차전지와 리튬 이차전지로 대별할 수 있는 바, 리튬 일차전지의 경우 음극으로 리튬을 사용하고 양극의 종류에 따라서 Li-MnO2, Li-(CF)n, Li-SOCl2 등으로 나누어지며, 이들은 현재 상용화되어 있다(J. O. Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)). 그러나, 리튬일차전지는 리튬 전극의 국부적인 용해반응에 의한 전위분포의 불균일화가 일어나 전극의 이용율이 저하되는 단점이 있다.
한편, 리튬이차전지의 경우, 음극으로 탄소계 물질을 사용하고 양극으로 LiCoO2 또는 LiMn2O4를 사용하는 전지가 현재 상용화되었으나, 전지의 에너지 밀도를 높이기 위한 리튬 음극에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다(D. Linden, Handbook of Batteries, McGRAW-HILL INC., New York (1995)).
리튬 전극은 이론적 용량이 3,860 mAh/g으로 매우 높지만 충방전 효율이 낮고 충전시 리튬 전극 표면에 수지상(dendrite)이 석출되며, 이러한 수지상은 내부 단락을 일으켜서 폭발의 위험성이 있다. 근래 이러한 문제점을 해결하기 위해 전해액 중에 첨가물을 첨가하여 충방전 효율을 증대시키고 리튬 석출형태를 변화시키는 연구, Ni과 Cu 등의 금속 미립자를 혼합하는 연구, 리튬 합금 조성물을 변화시키는 연구 등으로 상기의 문제점을 해결하려는 시도가 이루어지고 있으나(제35회 전지토론회 강연요지집 103(1994), 제36회 전지토론회 강연요지집 147(1995), J. O. Besenhard, Handbook of Battery Materials, WILEY-VCH, Weinheim (1999)), 아직까지 별다른 해결책이 제시되고 있지 않다.
도 1은 다층 구조를 갖는 본 발명의 리튬 전극의 단면도이다.
도 2는 실시예 1-5 및 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지를 사용한 전극 용량 및 싸이클 특성의 시험 결과를 도시한 그래프이다.
도 3은 실시예 3 및 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지를 사용한 고율 방전 특성의 시험 결과를 도시한 그래프이다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 전극의 이용율 및 싸이클 수명이 증대되고, 고율 충방전 특성이 향상된 새로운 리튬 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리튬층 또는 리튬 합금층 및 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층이 순차 증착된 다층 구조의 리튬 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 다층 구조의 리튬 전극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 다층 구조의 리튬 전극을 포함하는 리튬 전지를 제공하는 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 집전체 상에 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬 합금층과 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층이 순차 적층된 다층 구조의 리튬 전극, 그 제조 방법 및 그를 이용한 리튬전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 구리 또는 니켈 집전체 상에 리튬 또는 리튬 합금을 피복시켜 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬금속층을 형성시키고, 그 위에 다공성 금속 또는 탄소를 피복시켜 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 형성시키고, 그 상에 다시 리튬 또는 리튬 합금층 및 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 입히는 순서로 순차 피복시켜 얻어진 리튬 전극 및 이를 포함하는 리튬 전지에 관한 것이다.
도 1은 다층 구조를 갖는 본 발명의 리튬 전극의 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 리튬 전극(100)은 리튬층 또는 리튬 합금층(101a)이 집전체(103) 상에 피복되어 있으며, 상기 리튬층 또는 리튬 함금층(101a)은 다시 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층(102a)에 의해 피복되어 있다. 그리고 상기 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층(102a)은 리튬층 또는 리튬 합금층(101b)에 의해 피복되어 있으며, 이 리튬층 또는 리튬 합금층은(101b)은 또 다시 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층(102b)에 의해 피복되어 있으며, 이러한 방식으로 리튬층 또는 리튬합금층(101c ...... 101n) 및 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층(102c ....102n)이 순차 피복되어 다층구조의 리튬 전극이 형성된다.
리튬층 또는 리튬 합금층(101a, 101b, 101c....101n)은 통상 10Å - 100 ㎛의 두께로 피복되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 피복되는 리튬층 또는 리튬 합금층(101a, 101b, ....101n)의 두께가 얇을수록 더 많이 피복시킬 수 있으며, 이를 경우 더 나은 전지 성능을 얻을 수 있다. 리튬과 조합하여 리튬 합금을 형성하기 위해 사용될 수 있는 금속의 예로는 Al, Sn, Bi, Si, Sb, B 또는 이들의 합금을 들 수 있다.
다공성 금속층 또는 다공성 탄소층(102a, 102b, 102c..... 102n)은 통상 1Å - 10 ㎛의 두께로 피복되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다공성 금속층에 사용될 수 있는 금속의 예로는 Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb 또는 이들의 합금을 들 수 있으며, 다공성 탄소층에 사용될 수 있는 탄소계 물질의 예로는 흑연, 코크스, 하드카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙 또는 활성탄을 들 수 있다.
본 발명의 다층구조의 리튬 전극은 전극의 전기 전도성이 향상되어 전류 및 전위분포도가 일정하게 되어 국부적인 과충전 반응을 억제하게 되므로 전극의 이용율 및 싸이클 수명이 증대되며, 다공성 금속층은 다공성이기 때문에 리튬의 이동속도를 저하시키지 않는 장점이 있으며, 특히 대형 전지에는 그 효과가 증대하게 된다.
상기 본 발명의 다층구조의 리튬 전극은 전극 제조공정에서 통상 채용되는 박막제조기술 및 임의의 압착기술에 의해서 제조된다. 본 명세서에서 박막제조기술이라 함은 수분이 없는 분위기 하에서 물리적으로 증착하는 기술을 말하며, 이러한 박막제조기술의 예로는 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법 등을 들 수 있다. 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법 및 레이저 어블레이션 증착법 등을 포함한 박막 제조 기술은 원하는 단일 금속이나 합금을 자유롭게 피복시킬 수 있으며, 외부의 오염 없이 순수한 다공성 금속 혹은 다공성 탄소를 피복시킬 수 있고, 피막의 균일성을 성취할 수 있으며, 증착속도를 자유롭게 조절하여 증착두께 및 시간을 임의로 조절할 수 있다는 장점이 있다.
리튬 전극을 형성하는 리튬층 또는 리튬 합금층과 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층은 압착되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 압착이라 함은 압력을 가해 고밀도화하는 것을 말하며, 압착에 사용되는 수단으로는 롤프레스 또는 판상프레스를 들 수 있으며, 이 때 가해지는 압력은 통상 10 kg/cm2 - 100 ton/cm2이다.
본 발명의 다층 구조의 리튬 전극의 제조 방법을 보다 구체적으로 살펴보면, 다층 구조의 리튬 전극은:
a) 구리 또는 니켈 집전체 상에 리튬 또는 리튬 합금을 박막 제조 기술 및 임의의 압착기술로 10Å - 100 ㎛의 두께로 피복시켜 집전체상에 리튬층 또는 리튬 합금층을 얻고,
b) 임의로 롤프레스 등을 사용하여 리튬층 또는 리튬 합금층을 압착하여 고밀도화하고,
c) 리튬층 또는 리튬 합금층 상에 다공성 금속 또는 다공성 탄소를 박막제조기술로 1Å - 10 ㎛ 두께로 피복시켜 리튬층 또는 리튬 합금층 상에 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 얻고,
d) 임의로 롤프레스 등을 사용하여 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 압착하여 고밀도화하고,
e) 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층 상에 리튬 또는 리튬 합금의 피복, 임의의 압착, 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층의 피복, 임의의 압착을 순차 반복함에 의해 제조된다.
그리고, 상기 리튬층 또는 리튬 합금층의 제조에 사용되는 리튬 또는 리튬 합금의 예로는 리튬 또는 리튬합금의 박판 또는 이들의 미립자를 들 수 있다.
본 발명의 구체예에 따르면, 리튬층 또는 리튬합금층과 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 순차 피복시켜 제조된 다층구조의 리튬 전극은 리튬전극의 전도도를 증대시키고 전극 표면의 전위 분포도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 리튬전극의 이용율 및 싸이클 수명을 증대시키고, 고율 충방전 특성을 향상시켰다.
본 발명의 다층 구조의 리튬 전극은 리튬 일차전지 및 리튬 이차전지를 포함한 다양한 리튬 전지의 제조에 널리 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 리튬 전극과 MnO2, (CF)n 또는 SOCl2를 양극으로 사용한 리튬 일차전지, 본 발명의 리튬 전극과 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMn2O4, V2 O5 또는 V6O113 등을 양극으로 사용한 리튬 이차전지를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 리튬 전극은 리튬 이차전지 중에서 PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌) 등의 분리막을 사용한 리튬이온전지, 고분자 전해질을 사용하는 리튬 고분자 전지, 및 고체전해질을 사용하는 전고체형 리튬 전지의 음극으로 사용될 수 있다는 장점이 있다.
다음의 실시예들은 본 발명의 다층구조의 리튬 전극의 제조, 이를 이용한 리튬 전지의 제조 및 리튬 전지의 우수성을 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이들 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
50 ㎛ 두께의 리튬 박판을 롤프레스(압력: 1 ton/cm2 )를 사용하여 40 ㎛ 두께로 압착한 후, 이것을 확장된 구리박판 위에 피복하고, 그 위에 진공증착법으로 금속 은을 2000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 상기와 동일한 방법으로 한 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
1-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
1-3) 리튬 전지의 제조
실시예 1-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 1-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 2
2-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
구리박판 위에 5 ㎛ 두께의 리튬 박판을 4 ㎛ 두께로 압착하여 피복한 후 진공증착법으로 금속 은을 1000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 상기와 동일한 방법으로 15 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
2-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
2-3) 리튬 전지의 제조
실시예 2-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 2-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 3
3-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
구리박판 위에 진공증착법으로 리튬을 5 ㎛ 두께로 입힌 후, 계속하여 진공증착법으로 금속 은을 1000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 상기와 동일한 방법으로 15 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
3-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
3-3) 리튬 전지의 제조
실시예 3-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 3-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 4
4-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
확장된 구리박판 위에 50 ㎛ 두께의 리튬 박판을 40 ㎛ 두께로 압착하여 피복한 후 스퍼터링법으로 백금을 2000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 계속해서 상기와 동일한 방법으로 한 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
4-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
4-3) 리튬 전지의 제조
실시예 4-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 4-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 5
5-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
구리박판 위에 진공증착법으로 리튬을 5 ㎛ 두께로 입힌 후, 계속하여 진공증착법으로 금을 1000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 상기와 동일한 방법으로 15 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
5-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
5-3) 리튬 전지의 제조
실시예 3-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 3-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 6
6-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
확장된 구리박판 위에 50 ㎛ 두께의 리튬 박판을 40 ㎛ 두께로 압착하여 피복한 후 아크 증착법으로 흑연을 2000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 계속해서 상기와 동일한 방법으로 한 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
6-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
6-3) 리튬 전지의 제조
실시예 6-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 6-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 7
7-1) 리튬 전지용 다층 구조의 리튬 음극의 제조
구리박판 위에 진공증착법으로 리튬-알루미늄 합금을 5 ㎛ 두께로 입힌 후, 계속하여 진공증착법으로 금속 은을 1000Å 정도의 두께로 피복시켰다. 상기와 동일한 방법으로 15 층을 더 피복시켜 약 80 ㎛ 두께의 다층구조 리튬 음극을 제조하였다.
7-2) 리튬 전지용 양극의 제조
LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다.
7-3) 리튬 전지의 제조
실시예 7-1에서 얻어진 다층구조의 리튬 음극, PP 분리막 및 실시예 7-2에서 얻어진 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
비교예 1
확장된 구리박판 위에 100 ㎛ 두께의 리튬 박판을 80 ㎛ 두께로 압착하여 리튬 음극을 제조하고, LiCoO2 5.7 g, AB(아세틸렌 블랙) 0.6 g, PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 0.4 g의 조성을 적당량의 NMP(1-메틸-2-피롤리돈) 및 아세톤에 혼합한 후 적당한 점도가 얻어졌을 때 알루미늄 박판 위에 캐스팅하여 건조시킨 후, 압연하여 LiCoO2 양극을 제조하였다. 얻어진 리튬 음극, PP 분리막 및 LiCoO2 양극을 적층한 후, 1M LiPF6가 용해된 PC:EMC 용액을 주입한 후 밀봉하여 리튬 전지를 제조하였다.
실시예 8
실시예 1-7의 방법에 의해 제조된 리튬 전지와 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지를 사용하여 충방전율 C/2로 전극 용량(LiCoO2 양극 활물질 기준) 및 싸이클 특성을 시험하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1-7에서 얻어진 리튬전지는 전극 용량 및 싸이클 수명 특성이 우수한 것으로 나타났으나, 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지는 전극 용량 및 싸이클 수명이 저조하였다.
실시예 9
실시예 3에서 얻어진 리튬 전지와 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지를 사용하여 고율 방전 특성을 시험하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3은 실시예 3에서 얻어진 리튬전지가 비교예 1에서 얻어진 리튬 전지보다 고율 충방전 특성이 우수함을 보여준다.

Claims (12)

  1. 집전체 상에 10Å - 100 ㎛ 두께의 리튬층 또는 리튬 합금층과 1Å - 10 ㎛ 두께의 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층이 순차 적층된 다층 구조의 리튬 전극.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리튬 합금층이 Al, Sn, Bi, Si, Sb, B 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속과 리튬의 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 리튬 전극.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다공성 금속층을 형성하는 금속이 Ni, Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, W, Ag, Au, Ru, Pt, Ir, Al, Sn, Bi, Si, Sb 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 리튬 전극.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다공성 탄소층을 형성하는 탄소가 흑연, 코크스, 하드카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 활성탄 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 리튬 전극.
  5. a) 리튬 또는 리튬 합금을 사용하여 박막 제조 기술로 10Å - 100 ㎛의 두께로 집전체 상에 피복시켜 집전체 상에 리튬층 또는 리튬 합금층을 형성시키고,
    b) 형성된 리튬층 또는 리튬 합금층 상에 다공성 금속 또는 다공성 탄소를 사용하여 박막제조기술로 1Å - 10 ㎛ 두께로 피복시켜 리튬층 또는 리튬 합금층 상에 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층을 형성시키고,
    c) 형성된 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층 상에 박막 제조 기술에 의한 리튬 또는 리튬 합금층의 형성 및 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층의 형성을 순차반복하는 것을 포함하는 제1항에 따른 다층 구조의 리튬 전극의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박막 제조 기술이 가열 증착법, 전자선 증착법, 이온선 증착법, 스퍼터링법, 아크 증착법, 레이저 어블레이션 증착법 또는 이들의 혼합 방법인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 방법이 리튬층 또는 리튬 합금층의 형성 후에, 및/또는 다공성 금속층 또는 다공성 탄소층의 형성 후에 압착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압착이 롤프레스 또는 판상프레스를 사용하여 10 kg/cm2 - 100 ton/cm2의 압력으로 고밀도화에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 리튬층 또는 리튬 합금층의 형성에 사용되는 리튬 또는 리튬합금이 리튬 또는 리튬합금의 박판 또는 이들의 미립자인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 따른 리튬 전극을 포함하는 리튬 전지.
  11. 제1항에 따른 리튬 전극을 음극으로 포함하고, MnO2, (CF)n 및 SOCl2로 구성되는 군에서 선택되는 한 가지를 양극으로 포함하는 리튬 일차전지.
  12. 제1항에 따른 리튬 전극을 음극으로 포함하고, LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMn2O4, V2O5 및 V6O13로 구성되는 군에서 선택되는 한 가지를 양극으로 포함하는 리튬 이차전지.
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