KR100542230B1 - 리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬전지 - Google Patents

리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로서, 상기 음극은 리튬 금속 및 이 리튬 금속에 형성된 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10 중량비로 포함하는 격리층을 포함한다.
본 발명의 리튬 전지용 음극은 리튬 금속과 격리막이 일체화되어 있는 구조로서, 격리막과 리튬 금속이 균일하게 물리적으로 접촉되어 있어 음극에서의 반응이 균일하게 일어나므로 전지 수명 특성 및 용량 특성을 향상시킬 수 있다.
격리막,리튬황전지,음극,일체화

Description

리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬 전지{NEGATIVE ELECTRODE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, METHOD OF PRODUCING SAME, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY COMPRISING SAME}
도 1은 본 발명의 리튬 황 전지 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 격리막이 코팅된 리튬음극의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해액 함침성이 뛰어나고 전지 단락 문제가 없는 리튬 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것이다.
[종래 기술]
최근 첨단 전자 산업의 발달로 전자장비의 소량화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬 전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 리튬 전지 중에서, 리튬 황 전지는 이론 에너지 밀도가 2800Wh/kg(1675mAh/g)으로 다른 전지 시스템에 비하여 월등히 높다. 또한 유황은 자원이 풍부하여 값이 싸며, 환경친화적인 물질로서 주목을 받고 있다. 따라서 많은 연구자들이 유황을 이용하여 리튬 전지를 구성하기 위한 연구가 진행중이다.
리튬 금속은 가볍고 에너지 밀도가 우수하여 리튬 황 전지에서 음극 활물질로 널리 사용되고 있다. 그러나 리튬 금속은 리튬 금속 표면에서 전기 화학 반응이 일어나므로 격리막과 리튬 금속의 물리적인 접촉이 균일하게 일어나야 한다. 그러나 종래 격리막으로 사용되던 다공성 폴리에틸렌 격리막은 리튬 금속 음극과 균일한 물리적인 접촉을 형성하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 국내 특허 공개 제 2001-92193 호에 전해액 친화성 고분자를 양극 및 음극의 적어도 한쪽에 코팅하는 코팅하여 전극과 다공성 격리막이 일체화된 전극을 제조하는 내용이 기재되어 있고, 또한 제 2001-95643 호에 전극과 폴리머 전해질을 일체화시킨 내용이 기재되어 있다.
그러나 이러한 방법은 고분자 막을 전극에 코팅하는 공정을 더욱 실시하여야 하며, 격리막과 음극의 균일한 접촉이 충분하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 리튬 금속과 격리막이 균일하게 접촉할 수 있도록 일체화된 리튬 전지용 음극을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 음극을 간단한 공정으로 제조할 수 있는 리튬 전지용 음극의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 음극을 포함하는 수명 특성이 향상된 리튬 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리튬 금속; 및 상기 리튬 금속에 형성된 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10 중량비로 포함하는 격리층을 포함하는 리튬 전지용 음극을 제공한다.
본 발명은 또한 무기물과 고분자를 포함하는 격리층을 리튬 금속에 코팅하는 공정을 포함하는 리튬 전지용 음극의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 음극, 리튬 이온의 흡장 및 탈리가 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극 및 전해액을 포함하는 리튬 전지를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 리튬 금속 음극과 격리막이 균일하게 물리적으로 접촉할 수 있도록, 리튬 금속에 격리막을 코팅하여 기존의 리튬 금속 음극과 격리막을 일체화시킨 리튬 전지용 음극에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 음극은 리튬 금속과 이 리튬 금속에 형성된 격리층을 포함한다. 상기 격리층은 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10의 중량비로 포함한다. 상기 무기물은 파괴 강도(punctual strength)를 증가시켜, 격리층 두께를 10 마이크로미터 이하로 얇게 형성하여도 전지 단락을 막을 수 있다. 이러한 무기 물로는 실리카, 알루미나, 티타늄 옥사이드, 제올라이트, 실리케이트, 바륨 티타늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 것을 하나 이상 사용할 수 있다.
상기 고분자로는 종래 리튬 전지에서 격리막 제조에 사용되는 고분자는 모두 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로 폴리비닐리덴 계열 고분자, 폴리테트라플루오로에틸렌 계열 고분자, 폴리비닐클로라이드 계열 고분자, 폴리비닐알콜 계열 고분자, 폴리이미드 계열 고분자 또는 폴리에틸렌옥사이드 계열 고분자를 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐리덴 계열 고분자로는 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용가능하며, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 계열 고분자로는 폴리테트라 플루오로에틸렌, 나피온, 플레미온 등이 사용가능하다. 또한, 상기 폴리비닐클로라이드 계열 고분자로는 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐클로라이드-비닐아세테이트 공중합체등이 사용가능하고, 상기 폴리비닐알콜 계열 고분자로는 폴리비닐알콜, 폴리비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체등이 사용가능하다. 상기 폴리이미드 계열은 디아민과 디카르복실산에서 생성된 모든 폴리이미드를 포함하여, 폴리에테르 이미드, 폴리아미드 이미드, 폴리카보네에트 이미드 등 폴리이미드 사슬에 폴리이미드외 다른 구조를 포함하고 있을 수도 있다. 폴리이미드 계열의 예로는 케블라, 울템 등을 들 수 있다. 상기 폴리에틸렌옥사이드 계열 고분자는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리에틸렌디아크릴레이트, 폴리에틸렌디메타크릴레이트등이 사용가능하다.
상기 무기물과 고분자의 비율에서 무기물의 양이 감소할 경우에는 격리층의 이온전도도가 감소하는 문제점이 있고, 무기물의 양이 증가할 경우에는 격리층의 충격강도가 낮아 쉽게 깨어지거나 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
상기 격리층은 20 내지 70%의 기공도를 갖는 다공성 층으로서, 이러한 다공성으로 인하여 전해액 함유량이 높아 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
상기 격리층은 격리층과 리튬 금속이 일체화되어 있어 음극에서의 반응의 균일성을 확보하여 음극 반응이 집중되는 것을 억제할 수 있어 결과적으로 전지의 사이클 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 일반적으로 무기물 격리막은 파괴 강도는 우수하나, 인장 강도(tensile strength)가 낮아 권취 공정이 어려우나, 본 발명의 음극은 리튬 금속에 격리막이 코팅되어 있어 낮은 인장 강도로 인한 제조상의 문제를 해결할 수 있다.
상기 본 발명의 음극에서 격리층은 코팅 공정으로 형성할 수도 있고, 격리막 필름으로 라미네이팅할 수도 있다. 라미네이팅 방법은 격리막 필름과 리튬 금속을 라미네이션할 수도 있고, 격리막에 이형 필름을 코팅한 후, 이형 필름이 코팅되지 않은 면과 리튬 금속을 라미네이션한 후 이형 필름을 떼어낼 수도 있다.
이중에서, 코팅 공정이 가장 간단하여 바람직하므로, 코팅 공정에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
리튬 금속에 상기 무기물과 상기 고분자를 50 내지 95 : 50 내지 10의 중량비로 포함하고 용매를 포함하는 격리층 조성물을 액 코팅한 후, 용매를 휘발시켜 리튬 금속에 격리층을 형성하는 공정으로 제조된다. 이때, 용매 휘발시 격리층에 기공이 형성되어 다공성 격리층이 형성된다. 상기 격리층 조성물에서 용매로는 휘발성이 높고 리튬 음극과 반응성이 낮은 용매를 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예 로 에테르계, 에스테르계, 아미드계 및 알코올계를 사용할 수 있다. 예를 들면 테트라하이드로 퓨란, 디옥솔레인, 에틸메틸에테르, 디에틸에테르, 아세톤, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭사이드, 디메틸아세테이트, 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올 등이 가능하다.
상기 코팅 공정은 스프레이 코팅, 스릿 다이 코팅, 그라비어 코팅, 닥터 블레이드 코팅, 딥 코팅 등 일반적인 코팅법을 모두 사용할 수 있으며, 이 코팅 공정에 대하여는 당해 분야에 종사하는 당업자들에게 널리 이해될 수 있는 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 코팅 공정을 통하여 리튬금속 음극 위에 상기 격리층 조성물을 도포하고 격리막 조성물 중 용매성분을 휘발시켜 리튬금속 음극위에 고형의 격리막 성분이 잔류하게 된다.
상기 격리막 필름을 리튬 금속 위에 라미네이션하는 공정은 상기 격리층 조성물을 사용하여 통상의 방법으로 필름을 제조하여 실시한다.
상기 본 발명의 음극은 리튬 이온 전지 또는 리튬 황 전지의 리튬 전지에 모두 적용 가능하다. 본 발명의 음극을 포함하는 리튬 전지의 대표적인 구조를 도 1에 나타내었으며, 도 1에 나타낸 것과 같이, 양극(11), 본 발명의 음극(12) 및 상기 음극(12) 표면에 코팅된 격리층(13)을 포함하고, 이들을 수납하는 전지 캔 및 전지 포장 필름(14)을 포함한다. 본 발명의 음극을 사용한 리튬 전지는 격리층이 음극에 형성되어 있으므로 별도의 격리막을 양극과 음극 사이에 위치시킬 필요가 없다. 본 발명의 격리층이 코팅된 음극의 구조를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타낸 것과 같이 음극(12)의 양면에 격리층(13)이 균일하게 코팅되어 있는 음극과 격 리막의 일체형 구조를 가진다.
상기 양극(11)은 전기화학적으로 가역적인 산화/환원 반응이 가능한 양극 활물질을 포함한다. 상기 양극 활물질로는 무기황(S8) 또는 황 계열 화합물을 포함한다. 상기 황 계열 화합물은 Li2Sn(n ≥1), 유기 황 화합물 및 탄소-황 폴리머((C2Sx)n: x=2.5 내지 50, n ≥2)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 또는 상기 양극 활물질로 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션 가능한 물질, 즉 리튬 금속 산화물 또는 리튬 함유 칼코게나이드 화합물의 양극 활물질을 사용할 수 있다. 상기 리튬 금속 산화물 또는 리튬 함유 칼코게나이드 화합물은 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 물질로 리티에이티드 인터칼레이션 화합물을 의미한다.
상기 리튬 인터칼레이션 화합물은 모노클리닉, 헥사고날 또는 큐빅 구조중 어느 하나를 기본 구조로 가진다.
본 발명에 사용되는 리튬 인터칼레이션 화합물로는 기존의 모든 리튬 화합물(리튬 금속 산화물 및 리튬 함유 칼코게나이드 화합물)이 사용될 수 있으며, 이중 바람직한 예로는 다음과 같은 화합물이 있다.
[화학식 1]
LixMn1-yMyA2
[화학식 2]
LixMn1-yMyO2-zXz
[화학식 3]
LixMn2O4-zXz
[화학식 4]
LixMn2-yMyA4
[화학식 5]
LixCo1-yMyA2
[화학식 6]
LixCo1-yMyO2-zXz
[화학식 7]
LixNi1-yMyA2
[화학식 8]
LixNi1-yMyO2-zXz
[화학식 9]
LixNi1-yCoyO2-zXz
[화학식 10]
LixNi1-y-zCoyMzAα
[화학식 11]
LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα
[화학식 12]
LixNi1-y-zMnyMzAα
[화학식 13]
LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα
(상기 식에서, 0.90 ≤x ≤1.1, 0 ≤y ≤0.5, 0 ≤z ≤0.5, 0 ≤ α≤2이고, M는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, X는 F, S 또는 P이다.)
아울러, 본 발명의 리튬 전지는 전해염과 유기 용매를 포함하는 전해액을 포함한다. 상기 전해염과 유기 용매는 전지의 종류에 따라 변경되며, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 널리 알려진 것이므로 당해 분야의 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 예를 들어, 본 발명의 리튬 전지가 리튬 황 전지일 경우에는 상기 유기 용매로 단일 용매를 사용할 수도 있고 2이상의 혼합 유기용매를 사용할 수도 있다. 2이상의 혼합 유기 용매를 사용하는 경우 약한 극성 용매 그룹, 강한 극성 용매 그룹, 및 리튬 메탈 보호용매 그룹 중 두 개 이상의 그룹에서 하나 이상의 용매를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
약한 극성 용매는 아릴 화합물, 바이사이클릭 에테르, 비환형 카보네이트 중 에서 황 원소를 용해시킬 수 있는 유전 상수가 15보다 작은 용매로 정의되고, 강한 극성 용매는 비사이클릭 카보네이트, 설폭사이드 화합물, 락톤 화합물, 케톤 화합물, 에스테르 화합물, 설페이트 화합물, 설파이트 화합물 중에서 리튬 폴리설파이드를 용해시킬 수 있는 유전 상수가 15보다 큰 용매로 정의되며, 리튬 보호 용매는 포화된 에테르 화합물, 불포화된 에테르 화합물, N, O, S 또는 이들의 조합이 포함된 헤테로 고리 화합물과 같은 리튬금속에 안정한 SEI(Solid Electrolyte Interface) 필름을 형성하는 충방전 사이클 효율(cycle efficiency)이 50% 이상인 용매로 정의된다.
약한 극성 용매의 구체적인 예로는 자일렌(xylene), 디메톡시에탄, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 톨루엔, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디글라임, 테트라글라임 등이 있다.
강한 극성 용매의 구체적인 예로는 헥사메틸 포스포릭 트리아마이드(hexamethyl phosphoric triamide), 감마-부티로락톤, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, N-메틸피롤리돈, 3-메틸-2-옥사졸리돈, 디메틸 포름아마이드, 설포란, 디메틸 아세트아마이드, 디메틸 설폭사이드, 디메틸 설페이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디메틸 설파이트, 또는 에틸렌 글리콜 설파이트 등을 들 수 있다.
리튬 보호용매의 구체적인 예로는 테트라하이드로 퓨란, 디옥솔란, 3,5-디메틸 이속사졸, 2,5-디메틸 퓨란, 퓨란, 2-메틸 퓨란, 1,4-옥산, 4-메틸디옥솔란 등이 있다.
상기 전해염인 리튬염으로는 리튬 트리플루오로메탄설폰이미드(lithium trifluoromethansulfonimide), 리튬 트리플레이트(lithium triflate), 리튬 퍼클로레이트(lithium perclorate), LiPF6, LiBF4 또는 테트라알킬암모늄, 예를 들어 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트, 또는 상온에서 액상인 염, 예를 들어 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스-(퍼플루오로에틸 설포닐) 이미드와 같은 이미다졸리움 염 등을 하나 이상 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
리튬 금속에 격리층 조성물을 코팅하고, 이를 80℃에서 건조하여 리튬 금속에 용매가 제거된 격리층을 형성하여 음극을 제조하였다. 이때 얻어진 격리층의 기공도를 측정한 결과 40%였다. 상기 격리층 조성물은 실리카 무기물과 폴리비닐리덴플루오라이드 고분자를 70 : 30 중량비로 아세톤 용매에 첨가하여 제조하였다.
무기 황(elemental sulfur, S8), 카본 블랙 도전재, 폴리에틸렌 옥사이드 바인더를 6 : 2 : 2의 중량비율로 아세토니트릴 용매에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 카본이 코팅된 알루미늄(Rexam사) 집전체에 코팅하고 건조하여 양극을 제조하였다.
상기 양극, 음극 및 전해액을 사용하여 통상의 방법으로 리튬 황 전지를 제 조하였다. 이때 전해액으로는 는 1M LiN(SO2CF3)2이 용해된 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란(80/20 부피비)을 사용하였다.
제조된 격리층의 이온전도도를 측정한 결과 상온에서 2.310-3S/cm로 나타났다. 또한, 상기 실시예 1의 방법에 따라 제조된 리튬 설퍼 전지를 0.2C의 방전속도로 1.5V까지 방전시키고 0.2C의 충전속도로 방전 용량의 110% 충전시킨 후, 사이클 수명 특성을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
사이클 수 1회 10회 50회 100회
용량(mAh) 21.2 17.8 15.1 13.5
(실시예 2)
리튬 금속에 격리층 조성물을 코팅하고, 이를 80℃에서 건조하여 리튬 금속에 용매가 제거된 격리층을 형성하여 음극을 제조하였다. 이때 얻어진 격리층의 기공도를 측정한 결과 40%였다. 상기 격리층 조성물은 제올라이드 무기물과 폴리비닐클로라이드 고분자를 70 : 30 중량비로 아세톤 용매에 첨가하여 제조하였다.
무기 황(elemental sulfur, S8), 카본 블랙 도전재, 폴리에틸렌 옥사이드 바인더를 6 : 2 : 2의 중량비율로 아세토니트릴 용매에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 카본이 코팅된 알루미늄(Rexam사) 집전체에 코팅하고 건조하여 양극을 제조하였다.
상기 양극, 음극 및 전해액을 사용하여 통상의 방법으로 리튬 황 전지를 제조하였다. 이때 전해액으로는 는 1M LiN(SO2CF3)2이 용해된 디메톡시에탄/1,3-디옥 솔란(80/20 부피비)을 사용하였다.
제조된 격리층의 이온 전도도를 측정한 결과 상온에서 1.910-3S/cm로 나타났다. 또한, 상기 실시예 2의 방법에 따라 제조된 리튬 설퍼 전지를 0.2C의 방전속도로 1.5V까지 방전시키고 0.2C의 충전속도로 방전용량의 110% 충전시킨 후, 사이클 수명 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
사이클 수 1회 10회 50회 100회
용량(mAh) 21.5 17.2 15.3 13.9
(실시예 3)
리튬 금속에 격리층 조성물을 코팅하고, 이를 80℃에서 건조하여 리튬 금속에 용매가 제거된 격리층을 형성하여 음극을 제조하였다. 이때 얻어진 격리층의 기공도를 측정한 결과 40%였다. 상기 격리층 조성물은 1 마이크로미터의 평균 입경을 갖는 알루미나 (Al2O3) 무기물과 무게평균 분자량 5,000,000의 폴리에틸렌옥사이드 고분자를 80 : 20 중량비로 아세토니트릴 용매에 첨가하여 제조하였다.
무기 황(elemental sulfur, S8), 카본 블랙 도전재, 폴리에틸렌 옥사이드 바인더를 6 : 2 : 2의 중량비율로 아세토니트릴 용매에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 카본이 코팅된 알루미늄(Rexam사) 집전체에 코팅하고 건조하여 양극을 제조하였다.
상기 양극, 음극 및 전해액을 사용하여 통상의 방법으로 리튬 황 전지를 제조하였다. 이때 전해액으로는 는 1M LiN(SO2CF3)2이 용해된 디메톡시에탄/1,3-디옥 솔란(80/20 부피비)을 사용하였다.
제조된 격리층의 이온 전도도를 는 상온에서 5.210-3S/cm로 측정되었다. 실시예 1을 통해 얻어진 리튬설퍼전지를 0.2C의 방전속도로 1.5V까지 방전시키고 0.2C의 충전속도로 방전용량의 110% 충전시키는 경우, 사이클 수명 특성을 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
사이클 수 1회 10회 50회 100회
용량(mAh) 22.5 16.8 17.2 15.9
(비교예 1)
리튬 금속 음극과 격리막으로 셀가드 3501을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 리튬 황 전지를 제조하였다.
상기 비교예 1에 따라 제조된 리튬 설퍼 전지를 0.2C의 방전속도로 1.5V까지 방전시키고 0.2C의 충전속도로 방전용량의 110% 충전시킨 후, 사이클 수명 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
사이클 수 1회 10회 50회 100회
용량(mAh) 21.5 15.9 7.5 3.2
상술한 바와 같이, 본 발명의 리튬 전지용 음극은 리튬 금속과 격리막이 일체화되어 있는 구조로서, 격리막과 리튬 금속이 균일하게 물리적으로 접촉되어 있어 음극에서의 반응이 균일하게 일어나므로 전지 수명 특성 및 용량 특성을 향상시 킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 리튬 금속; 및
    상기 리튬 금속에 형성된 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10 중량비로 포함하는 격리층을 포함하고,
    상기 무기물은 실리카, 알루미나, 티타늄 옥사이드, 제올라이트, 실리케이트 및 바륨 티타늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 것이며,
    상기 격리층은 리튬 금속에 상기 무기물과 상기 고분자를 코팅하여 상기 리튬 금속과 일체화된 것인
    리튬 전지용 음극.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드 계열 고분자, 폴리테트라플루오로에틸렌 계열 고분자, 폴리비닐클로라이드 계열 고분자, 폴리비닐알콜 계열 고분자, 폴리이미드 계열 고분자 및 폴리에틸렌 옥사이드 계열 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 전지용 음극.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 격리층은 20 내지 70%의 기공도를 갖는 다공성 격리층인 리튬 전지용 음극.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 리튬 이온 전지 및 리튬 황 전지로 이루어진 군에서 선택되는 전지에 사용되는 리튬 전지용 음극.
  6. 실리카, 알루미나, 티타늄 옥사이드, 제올라이트, 실리케이트 및 바륨 티타늄 옥사이드로로 이루어진 군에서 선택되는 무기물과 고분자를 포함하는 격리층을 리튬 금속에 코팅하여 상기 리튬금속과 일체화된 격리층을 형성하는
    공정을 포함하는 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 코팅 공정은 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10의 중량비로 포함하고, 용매를 포함하는 격리층 조성물을 상기 리튬 금속에 액 코팅하고, 상기 용매를 휘발시켜 실시하는 것인 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 용매는 에테르, 아마이드, 에스테르계, 및 알코올계로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 코팅 공정은 격리층 필름을 상기 리튬 금속에 직접 코팅하여 실시하는 것인 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 코팅 공정은 격리층 필름을 상기 리튬 금속에 라미네이션하여 실시하는 것인 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드 계열 고분자, 폴리테트라플루오로에틸렌 계열 고분자, 폴리비닐클로라이드 계열 고분자, 폴리비닐알콜 계열 고분자, 폴리이미드 계열 고분자 및 폴리에틸렌 옥사이드 계열 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 전지용 음극의 제조 방법.
  13. 리튬 금속 및 이 리튬 금속에 형성된 무기물과 고분자를 50 내지 90 : 50 내지 10 중량비로 포함하는 격리층을 포함하고, 상기 무기물은 실리카, 알루미나, 티타늄 옥사이드, 제올라이트, 실리케이트 및 바륨 티타늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 것이며, 상기 격리층은 리튬 금속에 상기 무기물과 상기 고분자를 코팅하여 상기 리튬 금속과 일체화된 것인 음극;
    전기화학적으로 가역적인 산화/환원 반응이 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및
    전해액
    을 포함하는 리튬 전지.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드 계열 고분자, 폴리테트라플루오로에틸렌 계열 고분자, 폴리비닐클로라이드 계열 고분자, 폴리비 닐알콜 계열 고분자, 폴리이미드 계열 고분자 및 폴리에틸렌 옥사이드 계열 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 전지.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 격리층은 20 내지 70%의 기공도를 갖는 다공성 격리층인 리튬 전지.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 리튬 이온의 흡장 및 탈리가 가능한 양극 활물질은 리튬 함유 칼코게나이드 화합물, 황 원소, Li2Sn(n ≥1), 유기 황 화합물 및 탄소-황 폴리머((C2Sx)n: x=2.5 내지 50, n ≥2)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 전지.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 전지는 리튬 이온 전지 및 리튬 황 전지로 이루어진 군에서 선택되는 전지인 리튬 전지.
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