KR101132957B1 - electrode of battery - Google Patents

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Abstract

전지의 전극이 개시된다. 본 전지의 전극은, 제1 표면에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 집전체를 포함하며, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질이 결합하여, 결합된 활물질의 상부 표면과 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면은 함께 노출된다. 이에 따라, 활물질이 트렌치 구조 내부에 삽입되기 때문에, 활물질의 부피 팽창이 억제되고, 충방전 사이클 특성이 향상될 수 있다.An electrode of a battery is disclosed. The electrode of the battery includes a current collector including a plurality of trench structures disposed on the first surface side by side, and an active material is bonded inside the plurality of trench structures, so that the upper surface of the bonded active material and the plurality of trench structures are formed. The formed first surface is exposed together. Accordingly, since the active material is inserted into the trench structure, volume expansion of the active material can be suppressed and the charge / discharge cycle characteristics can be improved.

Description

전지의 전극{electrode of battery}Electrode of Battery

본 발명은 전지의 전극에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리튬 이온을 이용하여 충방전을 수행하는 전지의 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode of a battery, and more particularly, to an electrode of a battery that performs charge and discharge using lithium ions.

최근 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 셀룰러 폰과 같은 모바일 기기의 다기능화가 이루어지고 있으며, 이에 따른 고용량 전지 개발에 대한 관심도 증가하고 있다.Recently, with the rapid development of communication technology, multifunctionalization of mobile devices such as cellular phones is being made, and accordingly, interest in the development of high capacity batteries is increasing.

특히, 풍력, 태양광, 태양열과 같은 신재생 에너지의 저장 장치 또는 전기자동차용 전원장치에 적용하기 위해 고용량 전지의 연구가 활발히 진행되고 있다.In particular, research into high-capacity batteries has been actively conducted for application to storage devices for renewable energy such as wind, solar, and solar power or power supply for electric vehicles.

전지란, 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로, 양극, 음극, 전해질로 구성되어 있으며, 교환되는 이온물질과의 상대적인 전위차에 의해 양극(전위가 높은 물질)과 음극(전위가 낮은 물질)이 구분된다. 양극과 음극을 통칭하여 전극이라 하며, 전극은 전기화학반응을 일으키는 활물질(active material)과, 전자의 이동경로로 이용되는 집전체로 구성된다.A battery is a device that converts chemical energy into electrical energy. It is composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and a positive electrode (high potential material) and a negative electrode (low potential material) are caused by a relative potential difference with the ionic substance exchanged. Are distinguished. The positive electrode and the negative electrode are collectively called an electrode, and the electrode is composed of an active material causing an electrochemical reaction, and a current collector used as a movement path of electrons.

일 예로서, 리튬전지의 경우에는, 전해질을 사이에 두고 배치된 음극과 양극 사이에 리튬 이온 교환을 통해 충방전이 수행되며, 교환 이온의 종류에 따라 Mg, Na, Ca, Li과 같은 알카리 이온이 이용될 수 있다.For example, in the case of a lithium battery, charge and discharge are performed through lithium ion exchange between a cathode and an anode disposed with an electrolyte therebetween, and alkali ions such as Mg, Na, Ca, and Li, depending on the type of exchange ion. This can be used.

전극은 상기 이온들의 결합(intercalation) 또는 분해(deintercalation)를 통하여 충전과 방전반응을 하게 되며, 본 발명에서의 고용량전극은 약 300 mAh/g이상의 이론용량을 갖는 물질로 구성된 전극을 말한다.An electrode is charged and discharged through intercalation or deintercalation of the ions, and the high capacity electrode in the present invention refers to an electrode made of a material having a theoretical capacity of about 300 mAh / g or more.

고용량 양극의 경우, 부피변화와 더불어 활물질의 상변화에 의해 활물질과 집전체간의 결합력 약화 및 전해질로의 용해가 일어나기도 한다.In the case of a high-capacity positive electrode, a change in the volume of the active material and a phase change of the active material may cause weakening of the binding force between the active material and the current collector and dissolution into the electrolyte.

또한 고용량 음극의 경우, 충방전 과정동안에 많은 양의 교환이온의 결합 및 분해에 의해 상대적으로 큰 부피변화가 일어나게 되고 활물질과 집전체의 분리가 일어나게 된다. In addition, in the case of a high capacity negative electrode, a relatively large volume change occurs due to the bonding and decomposition of a large amount of exchange ions during the charge and discharge process, and separation of the active material and the current collector occurs.

이와 같은 전극 내 구조적 문제점은 전극 내 전기 전도성을 감소시키고, 결국 전지의 성능이 열화되는 원인이 된다.Such a structural problem in the electrode reduces the electrical conductivity in the electrode, and eventually causes the performance of the battery to deteriorate.

이와 같은, 리튬 전지는, 충전 과정 또는 방전 과정 동안에 활물질에 리튬 이온이 삽입(intercalation)/탈리(deintercalation) 또는 합금화(alloying)/분해(de-alloying)하는 동작을 반복하게 된다.Such a lithium battery repeats an operation of intercalation / deintercalation or alloying / dealloying lithium ions in an active material during a charging process or a discharging process.

이러한 반복 동작에 따라, 전극의 구조상의 안정성이 악화되면, 전극의 전기 전도성이 낮아지는 등 그 기능을 제대로 수행하지 못하게 된다.As a result of this repetitive operation, when the structural stability of the electrode is deteriorated, the electrical conductivity of the electrode is lowered, and thus the function is not properly performed.

따라서, 전지에서, 충방전에 따라 이온의 교환이 수행되더라도 활물질들이 집전체에 고정화되고, 고용량전극이 제대로 동작할 수 있게 하는 등, 전극의 성능 개선을 위한 방안이 요청된다.Therefore, in the battery, even if the exchange of ions is performed according to the charging and discharging, there is a need for a method for improving the performance of the electrode, such that the active material is immobilized on the current collector, the high-capacity electrode can operate properly.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수 개의 트렌치 구조 내에 활물질을 삽입하여, 충방전 과정 동안 활물질을 집전체 내부에 고정화함으로써, 전극 내 집전체-활물질의 결합력을 향상시키고 체적변화를 억제할 수 있는 전지의 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by inserting the active material in a plurality of trench structures, by fixing the active material inside the current collector during the charge and discharge process, to improve the binding force of the current collector-active material in the electrode and to change the volume It is an object of the present invention to provide an electrode of a battery capable of suppressing the problem.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전지의 전극은, 제1 표면에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 집전체를 포함하며, 상기 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질이 결합하여, 상기 결합된 활물질의 상부 표면과 상기 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면은 함께 노출된다.An electrode of a battery according to an embodiment of the present disclosure includes a current collector having a plurality of trench structures disposed on a first surface in parallel with each other, and an active material is bonded to the plurality of trench structures to form the active material. An upper surface of and a first surface on which the plurality of trench structures are formed are exposed together.

상기 집전체는, 상기 제1 표면에, 상기 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조와 각각 직교하는, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성될 수 있다.The current collector may further include a plurality of trench structures arranged in parallel with each other that are orthogonal to the plurality of trench structures arranged in parallel with each other on the first surface.

상기 집전체는, 상기 제1 표면의 이면인 제2 표면에, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성될 수 있다.The current collector may further include a plurality of trench structures disposed in parallel with each other on a second surface that is a rear surface of the first surface.

상기 활물질은, 분말 형태이며, 상기 분말 형태의 활물질이 도전재 및 바인더와 함께 혼합되어 상기 복수 개의 트렌치 구조 내부에 결합될 수 있다.The active material may be in powder form, and the active material in powder form may be mixed with a conductive material and a binder to be combined into the plurality of trench structures.

상기 활물질은, 단일 박막으로 형성된 것일 수 있다.The active material may be formed of a single thin film.

상기 활물질은, 상기 트렌치 구조의 저면에 형성된 중간막, 및 상기 중간막 상부에 형성된 전극 물질을 포함할 수 있다.The active material may include an interlayer formed on a bottom surface of the trench structure, and an electrode material formed on the interlayer.

상기 활물질은, 상기 중간막 및 상기 전극 물질의 경계 영역에 형성된 결합층을 더 포함할 수 있다.The active material may further include a bonding layer formed on a boundary region of the interlayer and the electrode material.

상기 전극은 음극이며, 상기 활물질은, Si, Sn, Pb, Ge, Al 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electrode is a negative electrode, and the active material may include at least one of Si, Sn, Pb, Ge, and Al.

상기 전극은 양극이며, 상기 활물질은, S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electrode is a positive electrode, and the active material may include at least one of S (sulfur) and sulfide.

상기 전극은 음극이며, 상기 전극 물질은, Si, Sn, Pb, Ge, Al 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 중간막은 금속, 상기 금속의 산화물, 및 상기 금속의 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electrode may be a cathode, and the electrode material may include at least one of Si, Sn, Pb, Ge, and Al, and the interlayer may include at least one of a metal, an oxide of the metal, and a nitride of the metal. .

상기 전극은 양극이며, 상기 전극 물질은, S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 중간막은 금속, 상기 금속의 산화물, 및 상기 금속의 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electrode is an anode, and the electrode material may include at least one of S (sulfur) and sulfide, and the interlayer may include at least one of a metal, an oxide of the metal, and a nitride of the metal.

상기 활물질은, 상기 중간막 및 상기 전극 물질을 열처리하여 생성된 결합층을 포함할 수 있다.The active material may include a bonding layer formed by heat treating the intermediate layer and the electrode material.

상기 집전체는, 상기 제1 표면에 상기 트랜치 구조가 형성되면, 상기 트렌치 구조의 저면에는 러프니스(roughness) 구조가 형성될 수 있다.In the current collector, when the trench structure is formed on the first surface, a roughness structure may be formed on a bottom surface of the trench structure.

상기 집전체는, 구리, 니켈, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 스테인레스 스틸, 티타늄, 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되거나, 이들의 합금 또는 이들의 화합물로 이루어질 수 있다.The current collector may be selected from the group consisting of copper, nickel, iron, molybdenum, tungsten, cobalt, stainless steel, titanium, and aluminum, or an alloy thereof or a compound thereof.

상기 활물질 및 상기 집전체는, 열처리에 의해 화합물을 형성할 수 있다.The active material and the current collector can form a compound by heat treatment.

상기 활물질은, 상기 Si, 상기 Sn, 상기 Pb, 상기 Ge, 및 상기 Al 중 적어도 하나와 카본 계열의 물질이 혼합될 수 있다.The active material may include at least one of Si, Sn, Pb, Ge, and Al and a carbon-based material.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 활물질이 집전체 표면의 트렌치 구조 내부에 삽입되기 때문에, 활물질의 상변화에 따른 부피 팽창을 억제하고, 표면 장력에 의한 반고상 활물질을 고정할 수 있다. 이에 따라, 충방전 사이클 특성이 향상될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, since the active material is inserted into the trench structure on the surface of the current collector, the volume expansion caused by the phase change of the active material may be suppressed and the semi-solid active material may be fixed by the surface tension. Accordingly, the charge and discharge cycle characteristics can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극을 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 3b는 집전체의 다양한 예를 나타내는 도면.
도 4 내지 도 7은 활물질의 다양한 형태에 따른 전극의 일 예를 나타내는 도면.
도 8은 리튬 이온의 삽입 또는 합금화에 따른 활물질의 형태를 나타내는 도면.
도 9는 러프니스 구조가 형성된 전극의 일 예를 나타내는 도면.
도 10a 내지 도 10d은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면.
도 11a 내지 도 11d은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면.
도 12는 전해 에칭의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 13a 내지 도 13c는 탄성 물질이 형성된 트렌치 구조에 대한 다양한 예를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 흐름도.
1 is a view showing an electrode according to an embodiment of the present invention.
2A to 3B are views showing various examples of the current collector.
4 to 7 illustrate examples of electrodes according to various forms of active materials.
8 is a view showing the form of the active material according to the insertion or alloying of lithium ions.
9 illustrates an example of an electrode on which a roughness structure is formed.
10A to 10D are views illustrating an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
11A to 11D are views illustrating an electrode manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining the operation of the electrolytic etching.
13A-13C illustrate various examples of trench structures in which elastic materials are formed.
14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode according to an exemplary embodiment.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극을 나타내는 도면이다.1 is a view showing an electrode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 전극(100)은, 일 예로서, 리튬 이온의 교환에 따라 충전 또는 방전될 수 있는 리튬 전지(미도시)의 전극일 수 있다.Referring to FIG. 1, the electrode 100 may be, for example, an electrode of a lithium battery (not shown) that may be charged or discharged according to exchange of lithium ions.

본 전극(100)은 음극 및 양극 중 어느 하나일 수 있다.The electrode 100 may be any one of a cathode and an anode.

본 전극(100)은 제1 표면에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조(trench structure)(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5)가 형성된 집전체(110)를 포함한다.The electrode 100 includes a current collector having a plurality of trench structures 120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, and 120-5 arranged on the first surface in parallel with each other. 110.

본 집전체(110)는 금속 포일(foil)로 이루어지며, 바람직하게는 구리 포일일 수 있다. 일 예로서, 본 집전체(110)는 구리, 니켈, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 스테인레스 스틸, 티타늄, 알루미늄, 카본-코팅된 알루미늄, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 상술한 물질을 발포형, 메쉬(mesh)형, 전도재 코팅형, 천공형 등으로 가공하여 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또는 상술한 재료 중 적어도 하나의 표면을 다른 재료로 코팅 처리한 재료 등이 사용될 수 있다.The current collector 110 is made of a metal foil, preferably copper foil. As an example, the current collector 110 is coated with copper, nickel, iron, molybdenum, tungsten, cobalt, stainless steel, titanium, aluminum, carbon-coated aluminum, nickel foam, copper foam, conductive metal It can be used selected from the group consisting of a polymer substrate, and combinations thereof, and in some cases, the above-described material may be processed into a foam, a mesh, a conductive material coating, a perforation, etc., but not limited thereto. It doesn't happen. Alternatively, a material obtained by coating at least one surface of the above materials with another material may be used.

복수 개의 트렌치 구조(120)는 각각의 내부에 활물질이 삽입(즉, 결합)될 수 있다. 복수 개의 트렌치 구조(120)는 각각이 동일한 형태인 것이 바람직하며, 각각에 삽입되는 활물질(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5)의 양도 동일한 것이 바람직하다.In the plurality of trench structures 120, active materials may be inserted into each of the plurality of trench structures 120. Preferably, the plurality of trench structures 120 have the same shape, and the amount of the active materials 130 inserted into each of the plurality of trench structures 120 is also the same. Do.

또한, 복수 개의 트렌치 구조(120)는 건식 에칭, 습식 에칭, 리소그래피 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 복수 개의 트렌치 구조(120)는 전해 에칭법에 의해 집전체(110)의 적어도 일 표면에 형성될 수 있다. 이에 따라, 저렴한 비용으로, 전극(100)을 대량 생산할 수 있다.In addition, the plurality of trench structures 120 may be formed by various methods such as dry etching, wet etching, and lithography. Preferably, the plurality of trench structures 120 may be formed on at least one surface of the current collector 110 by an electrolytic etching method. Accordingly, the electrode 100 can be mass-produced at low cost.

리튬 이온은 활물질(130)에 결합할 수 있으며, 이에 따라, 활물질(130)은 복수 개의 트렌치 구조(120) 내부에서 부피 팽창이 발생할 수 있다.Lithium ions may bind to the active material 130, and thus, the active material 130 may have volume expansion inside the plurality of trench structures 120.

하지만, 활물질(130)은 트렌치 구조 내부에 삽입되어 있으므로, 트렌치 구조(120)에 의해 부피 팽창이 제한(즉, 억제)될 수 있다.However, since the active material 130 is inserted into the trench structure, volume expansion may be limited (ie, suppressed) by the trench structure 120.

또한, 복수 개의 트렌치 구조(120)는 각각이 서로 평행하게 배치되며, 그 형상이 모두 동일하므로, 활물질(130)의 부피 팽창에 따라 발생하는 응력(즉, 변형력)이 복수 개의 트렌치 구조(120) 각각에 균등하게 분배될 수 있다.In addition, since the plurality of trench structures 120 are arranged in parallel with each other, and the shapes thereof are all the same, the plurality of trench structures 120 may generate stresses (ie, deformation forces) generated by volume expansion of the active material 130. It may be distributed evenly to each.

또한, 활물질(130)은 트렌치 구조 내부에 삽입되고, 복수 개의 트렌치 구조(120)는 각각이 서로 평행하게 배치되며, 그 형상이 모두 동일한 구조적 특성에 따라, 활물질(130)에 결합된 리튬 이온이 활물질(130)로부터 분리됨에 따라 발생하는 활물질(130)의 미세한 균열도 완화시킬 수 있다.In addition, the active material 130 is inserted into the trench structure, the plurality of trench structures 120 are each disposed in parallel to each other, the shape of the same according to the same structural characteristics, the lithium ion bonded to the active material 130 The minute cracks of the active material 130 generated by being separated from the active material 130 may also be alleviated.

한편, 본 전극(100)은 복수 개의 트렌치 구조(120) 내부에 활물질(130)이 결합하여, 활물질의 상부 표면(T1, T2, T3, T4, T5)과 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면(140: 140-1, 140-2, 140-3, 140-4, 140-5, 140-6)은 함께 노출될 수 있다.On the other hand, the electrode 100 has a first surface in which the active material 130 is coupled to the inside of the plurality of trench structures 120, and the upper surfaces T1, T2, T3, T4, and T5 of the active material are formed. (140: 140-1, 140-2, 140-3, 140-4, 140-5, 140-6) may be exposed together.

여기서, 제1 표면(미도시)은 복수 개의 트렌치 구조가 형성되기 전의 집전체의 전체 상부 표면을 나타내므로, 복수 개의 트렌치 구조(120)가 형성된 제1 표면(140)과 상이하다.Here, since the first surface (not shown) represents the entire upper surface of the current collector before the plurality of trench structures are formed, it is different from the first surface 140 on which the plurality of trench structures 120 are formed.

본 전극(100)에 따르면, 집전체의 도포력 향상을 위해 집전체의 전체 상부 표면에 활물질을 결합시켰던 종래 일반적인 전극과 달리, 활물질의 상부 표면(T1, T2, T3, T4, T5)과 복수 개의 트렌치 구조가 이미 형성된 제1 표면(140)이 함께 노출될 수 있다. 결국, 본 발명에 따르면, 활물질(130)에 의한 부피 팽창을 억제할 수 있으므로, 충방전 사이클 특성이 우수한 전극(100)을 제공할 수 있다.According to the present electrode 100, unlike the conventional general electrode, in which the active material is bonded to the entire upper surface of the current collector to improve the coating force of the current collector, the upper surface (T1, T2, T3, T4, T5) of the active material and a plurality of The first surface 140 with the two trench structures already formed may be exposed together. As a result, according to the present invention, since the volume expansion by the active material 130 can be suppressed, it is possible to provide the electrode 100 excellent in charge and discharge cycle characteristics.

도 2a 내지 도 3c는 집전체의 다양한 예를 나타내는 도면이다.2A to 3C are diagrams illustrating various examples of the current collector.

도 2a를 참조하면, 본 전극(200)의 집전체(210)의 일 예가 도시된다. 도 2a에 도시된 도 1에서 도시된 집전체(210)와 동일한 형태를 갖는다.Referring to FIG. 2A, an example of the current collector 210 of the present electrode 200 is illustrated. It has the same shape as the current collector 210 shown in FIG. 1 shown in FIG. 2A.

바람직하게는, 집전체(210)의 전체 높이(H)는 25 μm이며, 복수 개의 트렌치의 깊이(C)는 10 μm이며, 복수 개의 트렌치의 폭(A)과 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면의 폭(B)은 동일한 것이 바람직하며, 10 μm일 수 있다.Preferably, the total height H of the current collector 210 is 25 μm, the depth C of the plurality of trenches is 10 μm, and the width A of the plurality of trenches and the first trench structure in which the plurality of trench structures are formed. The width B of the surface is preferably the same and may be 10 μm.

또한, 집전체(210)의 전체 높이(H) 대 복수 개의 트렌치의 깊이(C) 비율은, 40 % 이상인 것이 바람직하다.In addition, the ratio of the total height H of the current collector 210 to the depth C of the plurality of trenches is preferably 40% or more.

한편, 본 전극(200)의 복수 개의 트렌치 구조의 개수나, 본 전극(200)의 높이, 트렌치의 깊이, 트렌치의 폭 등과 같은 수치 등은 이에 한정되지 않는다.The number of trench structures of the main electrode 200, the number of the heights of the main electrode 200, the depth of the trench, the width of the trench, and the like are not limited thereto.

도 2b를 참조하면, 본 전극(200)의 집전체(210)의 구조의 다른 예가 도시된다. Referring to FIG. 2B, another example of the structure of the current collector 210 of the present electrode 200 is illustrated.

집전체(210)는, 제1 표면에, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조와 각각 직교하는, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성될 수 있다.The current collector 210 may further include a plurality of trench structures arranged side by side, orthogonal to each other, orthogonal to the plurality of trench structures arranged side by side on the first surface.

구체적으로, 도 2b에 도시된 것처럼, 집전체(210)의 제1 표면에, +X축(또는, -X축) 방향으로 나란하게 배치되는 복수 개의 트렌치 구조와, +Y축(또는, -Y축) 방향으로 나란하게 배치되는 복수 개의 트렌치 구조가 함께 형성될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2B, a plurality of trench structures are arranged side by side in the + X axis (or -X axis) direction on the first surface of the current collector 210, and the + Y axis (or − A plurality of trench structures arranged side by side in the (Y-axis) direction may be formed together.

한편, 이 경우에, 집전체(210)에서 서로 직교하는 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 후, 남은 기둥들(J1, J2, J3, J4)은, 그 단면(X-Y 평면 방향의 단면)이 도시된 정사각형 이외에, 정육각형, 정팔각형, 원 등 다양한 형태일 수 있다.On the other hand, in this case, after the plurality of trench structures orthogonal to each other are formed in the current collector 210, the remaining pillars J1, J2, J3, and J4 have a square in which their cross sections (cross sections in the XY plane direction) are shown. In addition, it may be in various forms such as regular hexagon, regular octagon, circle.

도 2b에서는, 설명의 편의상 남은 기둥들(J1, J2, J3, J4)의 일부만을 도시하였다.In FIG. 2B, only some of the remaining pillars J1, J2, J3, and J4 are shown for convenience of description.

이와 같이, 도 2a 및 도 2b에서는, 전극(200)이 제1 평면에 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 예에 대하여 설명하였으나, 이하, 도 3a 및 도 3b에서는, 전극(200)의 제1 평면의 이면에 배치되는 제2 평면에도 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 예를 설명하기로 한다.As described above, an example in which a plurality of trench structures are formed in the first plane of the electrode 200 in FIGS. 2A and 2B has been described. Hereinafter, in FIGS. 3A and 3B, the back surface of the first plane of the electrode 200 is described. An example in which a plurality of trench structures are also formed in the second plane disposed in the will be described.

도 3a를 참조하면, 전극(300)의 제1 표면(도시된 상부 표면)에 복수 개의 트렌치 구조가 형성되며, 전극(300)의 제2 표면(도시된 하부 표면)에 복수 개의 트렌치 구조가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3A, a plurality of trench structures are formed on a first surface (upper surface shown) of the electrode 300, and a plurality of trench structures are formed on a second surface (lower surface shown) of the electrode 300. Can be.

설명의 편의상, 집전체(310)는 제1 표면에 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 집전체(310a) 및 제2 표면에 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제2 집전체(310b)로 구분될 수 있다.For convenience of description, the current collector 310 may be divided into a first current collector 310a having a plurality of trench structures formed on a first surface and a second current collector 310b having a plurality of trench structures formed on a second surface. .

도 3a에서는, 제1 집전체(310a)에 형성된 복수 개의 트렌치 구조, 및 제2 집전체(310b)에 형성된 복수 개의 트렌치 구조는 동일할 수 있다. 구체적으로, 제1 집전체(310a)에 형성된 복수 개의 트렌치 구조의 각각은, 제2 집전체(310b)에 형성된 복수 개의 트렌치 구조와 각각 마주보는 형태일 수 있다.In FIG. 3A, the plurality of trench structures formed in the first current collector 310a and the plurality of trench structures formed in the second current collector 310b may be the same. In detail, each of the plurality of trench structures formed in the first current collector 310a may have a form facing each of the plurality of trench structures formed in the second current collector 310b.

도 3b를 참조하면, 제1 표면에 형성된 제1 집전체(310a)는 제2 표면에 형성된 제2 집전체(310b)와 상이할 수 있다. 구체적으로, 제1 집전체(310a)에 형성된 복수 개의 트렌치 구조 각각은, 제2 집전체(310b)의 제2 표면과 각각 마주보는 형태일 수 있다. Referring to FIG. 3B, the first current collector 310a formed on the first surface may be different from the second current collector 310b formed on the second surface. In detail, each of the plurality of trench structures formed in the first current collector 310a may have a shape facing the second surface of the second current collector 310b.

도 3c를 참조하면, 제1 집전체(310a)는 제1 표면에, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조와 각각 직교하는, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성될 수 있다. 또한, 제2 집전체(310b)는 제2 표면에 복수 개의 트렌치 구조가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3C, the first current collector 310a may further include a plurality of trench structures disposed in parallel with each other that are orthogonal to the plurality of trench structures arranged in parallel with each other on the first surface. In addition, a plurality of trench structures may be formed on the second surface of the second current collector 310b.

이에 따라, 본 실시 예에 따르면, 도 2a 및 도 2b에서 도시된 전극(200)에 비하여, 상대적으로 부피(체적) 에너지 밀도가 높은 전극(300)을 제공할 수 있다.Accordingly, according to the present exemplary embodiment, an electrode 300 having a relatively high volume (volume) energy density may be provided as compared to the electrode 200 illustrated in FIGS. 2A and 2B.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 집전체(310)의 구조는 일 예일 뿐이므로, 도시된 집전체(310)의 구조에 한정되지 않는다.Since the structure of the current collector 310 illustrated in FIGS. 3A to 3C is merely an example, the structure of the current collector 310 is not limited to the illustrated current collector 310.

도 4 내지 도 7은 본 활물질의 다양한 형태에 따른 전극의 일 예를 나타내는 도면이다.4 to 7 are views illustrating examples of electrodes according to various forms of the present active material.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전극(400)은 분말 형태의 활물질(430-1, 430-2, 430-3, 430-4, 430-5)을 포함할 수 있다. 설명의 편의상 단일 트렌치 구조 내부에 삽입된 활물질(430-1)을 기초로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, the electrode 400 according to the first embodiment of the present invention may include active materials 430-1, 430-2, 430-3, 430-4, and 430-5 in powder form. . For convenience of description, it will be described based on the active material 430-1 inserted into the single trench structure.

활물질(430-1)은, 분말 형태의 활물질을 도전재 및 바인더와 함께 혼합하여 복수 개의 트렌치 구조 내부에 결합될 수 있다.The active material 430-1 may be mixed with the conductive material and the binder together with a powdered active material to be coupled to the plurality of trench structures.

전극(400)이 음극이면, 활물질(430-1)은, Sn, Pb, Ge, Al, Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 활물질(430-1)은 Si인 것이 바람직하다.If the electrode 400 is a negative electrode, the active material 430-1 may include at least one of Sn, Pb, Ge, Al, and Si. In this case, the active material 430-1 is preferably Si.

전극(400)이 음극이면, Sn, Pb, Ge, Al, 및 Si 중 적어도 하나에 카본 계열의 물질을 혼합하여 활물질(430-1)로 사용할 수 있다. 바람직하게는 Si에 카본 계열의 물질을 혼합하여 활물질(430-1)로 사용할 수 있다. 카본 계열의 물질은 결정성이 높은 소프트 카본 및 결정성이 낮은 하드 카본을 포함한다. 소프트 카본은 그라파이트(흑연)를 포함할 수 있다.If the electrode 400 is a cathode, a carbon-based material may be mixed with at least one of Sn, Pb, Ge, Al, and Si to be used as the active material 430-1. Preferably, a carbon-based material may be mixed with Si to be used as the active material 430-1. Carbon-based materials include high crystalline soft carbon and low crystalline hard carbon. Soft carbon may comprise graphite (graphite).

전극(400)이 양극이면, 활물질(430-1)은 S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 활물질(430-1)은 S인 것이 바람직하다.If the electrode 400 is a positive electrode, the active material 430-1 may include at least one of S (sulfur) and sulfide. In this case, the active material 430-1 is preferably S.

도전재는 전기 전도성을 향상시키기 위한 재료로서, 일 예로서 카본(Carbon)일 수 있다. 바인더는 활물질(430-1)을 도전재와 결합하기 위한 물질이며, 일 예로서, 수지일 수 있다. The conductive material is a material for improving electrical conductivity, and may be, for example, carbon. The binder is a material for bonding the active material 430-1 with the conductive material. For example, the binder may be a resin.

일 예로서, 전극(400)이 음극인 경우, 종래의 전극은, 분말 형태의 활물질로서, 대략 372 mAh/g으로 낮은 이론 용량을 갖는 흑연(Graphite)을 이용하였지만, 본 전극(400)에서 이용되는 활물질(430-1)은 대략 4200 mAh/g의 높은 이론 용량을 갖는 Si인 것이 바람직하다. 여기서, 이론 용량이란, 일 예로서, 리튬 전지(미도시)에서 활물질이 양극으로부터 전달된 리튬 이온과 결합할 수 있는 정도를 나타낸다.As an example, when the electrode 400 is a negative electrode, a conventional electrode is used as the active material in powder form, but graphite having a low theoretical capacity of about 372 mAh / g, but used in the present electrode 400. Preferably, the active material 430-1 is Si having a high theoretical capacity of about 4200 mAh / g. Here, the theoretical capacity refers to, for example, the degree to which the active material can bond with lithium ions transferred from the positive electrode in a lithium battery (not shown).

이에 따라, 집전체(410) 상부의 전체 표면을 활물질로 도포하지 않고, 트렌치 구조의 내부에만 활물질을 삽입하더라도 종래의 전극에 비하여 성능이 우수한 전극(400)을 제공할 수 있다.Accordingly, even if the entire surface of the upper part of the current collector 410 is not coated with the active material, and the active material is inserted only inside the trench structure, the electrode 400 having better performance than the conventional electrode can be provided.

한편, 본 전극(400)(구체적으로, 활물질(430-1))에 열처리가 수행되면, 집전체(410)와 활물질(430)이 화합물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 집전체(410)와 활물질(430-1)의 결합력이 높아질 수 있다. 결국, 본 발명에 따르면, 활물질의 부피 팽창을 더욱 억제할 수 있으므로, 보다 충방전 특성이 우수한 전극(400)을 제공할 수 있다.Meanwhile, when heat treatment is performed on the main electrode 400 (specifically, the active material 430-1), the current collector 410 and the active material 430 may form a compound. Accordingly, the bonding force between the current collector 410 and the active material 430-1 may be increased. As a result, according to the present invention, since the volume expansion of the active material can be further suppressed, it is possible to provide the electrode 400 having more excellent charge / discharge characteristics.

여기서, 열처리는 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 행하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라 대기 중에서의 열처리도 가능하다. 열처리 온도는 화합물의 형성 온도, 조성에 따라 달라질 수 있다. Here, the heat treatment is preferably performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere, but in some cases, heat treatment in the air may also be performed. The heat treatment temperature may vary depending on the formation temperature and composition of the compound.

일 예로서, 활물질(430-1)과 도전재를 결합하기 위한 바인더가 열경화성 수지로 이루어지는 경우에, 활물질(430-1)과 도전재의 결합력 향상을 위해서 활물질(430-1)을 낮은 온도로 열처리할 수 있으며, 이와 달리, 활물질(430-1)을 높은 온도로 열처리하여 바인더를 제거할 수도 있다. 이와 같이, 용도에 따라 열처리 온도를 달리할 수 있다.As an example, when the binder for bonding the active material 430-1 and the conductive material is made of a thermosetting resin, the active material 430-1 is heat treated at a low temperature to improve the bonding strength between the active material 430-1 and the conductive material. Alternatively, the binder may be removed by heat treating the active material 430-1 to a high temperature. As such, the heat treatment temperature may vary depending on the application.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전극(500)은 박막 형태의 활물질(530-1, 530-2, 530-2, 530-3, 530-4, 530-5)을 포함할 수 있다. 설명의 편의상 단일 트렌치 구조 내부에 삽입된 활물질(530-1)을 기초로 설명하기로 한다. Referring to FIG. 5, the electrode 500 according to the second embodiment of the present invention may include active materials 530-1, 530-2, 530-2, 530-3, 530-4, and 530-5 in the form of a thin film. It may include. For convenience of description, the active material 530-1 inserted into the single trench structure will be described.

집전체(510)의 트렌치 구조 내부에 포함된 활물질(530-1)은 이론 용량이 상대적으로 높은 물질일 수 있다.The active material 530-1 included in the trench structure of the current collector 510 may be a material having a relatively high theoretical capacity.

전극(500)이 음극이면, 활물질(530-1)은, Sn, Pb, Ge, Al, Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 활물질(530-1)은 Si인 것이 바람직하다.If the electrode 500 is a cathode, the active material 530-1 may include at least one of Sn, Pb, Ge, Al, and Si. In this case, the active material 530-1 is preferably Si.

전극(500)이 양극이면, 활물질(530-1)은 S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 활물질(530-1)은 S인 것이 바람직하다.If the electrode 500 is a positive electrode, the active material 530-1 may include at least one of S (sulfur) and sulfide. In this case, the active material 530-1 is preferably S.

이에 따라, 본 전극(500)은 전극(500)이 음극이면, 활물질로서 흑연을 이용하는, 분말 형태의 종래 전극에 비하여, 집전체(510)의 트렌치 구조 내부에 상대적으로 얇은 막을 이용하여 활물질(530-1)을 형성할 수 있다.Accordingly, when the electrode 500 is a negative electrode, the electrode 500 uses a relatively thin film inside the trench structure of the current collector 510, compared with a conventional electrode in the form of powder, which uses graphite as the active material. -1) can be formed.

결국, 집전체(510) 상부의 전체 표면을 활물질(530-1)로 도포하지 않고, 트렌치 구조의 내부에만 활물질(530-1)을 삽입하더라도 종래의 전극에 비하여 성능이 우수한 전극(500)을 제공할 수 있다.As a result, even if the entire surface of the current collector 510 is not coated with the active material 530-1, and the active material 530-1 is inserted only inside the trench structure, the electrode 500 having better performance than the conventional electrode can be obtained. Can provide.

한편, 본 전극(500)(구체적으로, 활물질(530-1))에 열처리가 수행되면, 집전체(510)와 활물질(530)이 화합물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 집전체(510)와 활물질(530)의 결합력이 높아질 수 있다. 결국, 본 발명에 따르면, 활물질의 부피 팽창을 더욱 억제할 수 있으므로, 보다 충방전 특성이 우수한 전극(500)을 제공할 수 있다.Meanwhile, when heat treatment is performed on the electrode 500 (specifically, the active material 530-1), the current collector 510 and the active material 530 may form a compound. Accordingly, the bonding force between the current collector 510 and the active material 530 may be increased. As a result, according to the present invention, it is possible to further suppress the volume expansion of the active material, it is possible to provide an electrode 500 having more excellent charge and discharge characteristics.

도 4에서와 마찬가지로, 열처리는 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 행하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라 대기 중에서의 열처리도 가능하다. 열처리 온도는 화합물의 형성 온도, 조성에 따라 달라질 수 있다. As in FIG. 4, the heat treatment is preferably performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere, but in some cases, heat treatment in the air may also be performed. The heat treatment temperature may vary depending on the formation temperature and composition of the compound.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전극(600)은 복수 개의 막으로 이루어진 박막 형태의 활물질(630-1, 630-2, 630-3, 630-4, 630-5)을 포함할 수 있다. 설명의 편의상 단일 트렌치 구조 내부에 삽입된 활물질(630-1)을 기초로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 6, the electrode 600 according to the third exemplary embodiment of the present invention may be an active material 630-1, 630-2, 630-3, 630-4, and 630-5 in the form of a thin film. It may include. For convenience of description, the active material 630-1 inserted into the single trench structure will be described.

집전체(610)의 트렌치 구조 내부에 포함된 활물질(630-1)은, 트렌치 구조의 저면에 형성된 중간막(L1), 및 중간막(L1) 상부에 형성된 전극 물질(L2)을 포함할 수 있다.The active material 630-1 included in the trench structure of the current collector 610 may include an interlayer film L1 formed on the bottom surface of the trench structure and an electrode material L2 formed on the interlayer film L1.

중간막(L1)은 전극 물질(L2)과 결합력이 높은 물질이 바람직하며, 중간막(L1)은 전극 물질(L2)과의 형성 엔탈피((formation) mixing enthalpy)가 음의 값을 갖는 물질일 수 있다. 일 예로서, 중간막(L1)은 일반 금속, 일반 금속의 산화물, 및 일반 금속의 질화물을 포함할 수 있다.The interlayer L1 may be a material having a high bonding force with the electrode material L2, and the interlayer L1 may be a material having a negative value of the formation mixing enthalpy with the electrode material L2. . As an example, the interlayer L1 may include a general metal, an oxide of a general metal, and a nitride of a general metal.

전극(600)이 음극이면, 중간막(L1)은 Ti인 것이 바람직하며, 전극 물질(L2)은, Sn, Pb, Ge, Al, Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 전극 물질(L2)은 Si인 것이 바람직하다.If the electrode 600 is a cathode, the intermediate film L1 may be Ti, and the electrode material L2 may include at least one of Sn, Pb, Ge, Al, and Si. In this case, the electrode material L2 is preferably Si.

전극(600)이 양극이면, 중간막(L1)은 Ni인 것이 바람직하며, 전극 물질(L2)은 S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 전극 물질(L2)은 S인 것이 바람직하다.If the electrode 600 is an anode, the interlayer L1 is preferably Ni, and the electrode material L2 may include at least one of S (sulfur) and sulfide. In this case, the electrode material L2 is preferably S.

활물질(630-1)은 트렌치 구조 내부에 삽입되고, 복수 개의 트렌치 구조는 각각이 서로 평행하게 배치되며, 그 형상이 모두 동일한 구조적 특성에 따라, 활물질(630-1)에 의한 부피 팽창을 중복적으로 억제할 수 있으므로, 본 전극(600)은 충방전 사이클 특성이 우수한 전극을 제공할 수 있다.The active material 630-1 is inserted into the trench structure, and each of the plurality of trench structures is disposed in parallel with each other, and the shape of the active material 630-1 overlaps the volume expansion by the active material 630-1 according to the same structural characteristics. Since this can be suppressed, the present electrode 600 can provide an electrode having excellent charge / discharge cycle characteristics.

아울러, 본 전극(600)은 활물질(630-1)에 결합된 리튬 이온이 활물질(630-1)로부터 분리됨에 따라 발생하는, 활물질(630-1)의 미세한 균열도 보다 더 완화할 수 있다.In addition, the electrode 600 may further mitigate fine cracks of the active material 630-1, which are generated when lithium ions bonded to the active material 630-1 are separated from the active material 630-1.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전극(700)은 복수 개의 막과 결합층으로 이루어진 활물질(730-1, 730-2, 730-3, 730-4, 730-5)을 포함할 수 있다. 설명의 편의상 단일 트렌치 구조 내부에 삽입된 활물질(730-1)을 기초로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 7, the electrode 700 according to the fourth embodiment of the present invention includes an active material 730-1, 730-2, 730-3, 730-4, and 730-5 that are formed of a plurality of films and a bonding layer. It may include. For convenience of description, the active material 730-1 inserted in the single trench structure will be described.

중간막(L1) 및 전극 물질(L2)의 경계 영역에는, 열처리에 의해 결합층(C)이 형성될 수 있다.The bonding layer C may be formed on the boundary area between the intermediate layer L1 and the electrode material L2 by heat treatment.

중간막(L1) 및 전극 물질(L2)이 집전체(710)에 순차적으로 형성된 후, 활물질(730-1)에 열처리를 수행하면, 중간막(L1)은 전극 물질(L2)과의 반응하여 화합물, 즉 결합층(C)을 형성할 수 있으며, 상호 확산에 의해 중간막(L1)은 전극 물질(L2)과의 결합력이 더 우수하기 때문에, 전극 물질(L2)이 리튬 이온과 결합하는 양을 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 중간막(L1)은 활물질(630-1)의 부피 팽창을 억제할 수 있다.After the intermediate film L1 and the electrode material L2 are sequentially formed on the current collector 710, and then heat treatment is performed on the active material 730-1, the intermediate film L1 reacts with the electrode material L2 to form a compound, That is, since the bonding layer C can be formed, and the interlayer L1 has better bonding strength with the electrode material L2 due to mutual diffusion, the amount of bonding of the electrode material L2 with lithium ions can be reduced. It becomes possible. Accordingly, the interlayer film L1 can suppress the volume expansion of the active material 630-1.

중간막(L1) 및 전극 물질(L2)은 도 6에서 전술한 실시 예와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 전극(700)이 음극이면, Ti와 Si가 결합된 결합층(C)이 형성되는 것이 바람직하며, 전극(700)이 양극이면, Ni와 S가 결합된 결합층(C)이 형성되는 것이 바람직하다.The interlayer L1 and the electrode material L2 may be made of the same material as the embodiment described above with reference to FIG. 6. However, when the electrode 700 is a cathode, it is preferable that a bonding layer C having Ti and Si bonded thereto is formed. When the electrode 700 is an anode, a bonding layer C having Ni and S bonded thereto is formed. It is preferable.

즉, 활물질(730-1)은 중간막(L1), 결합층(C), 및 전극 물질(L2)이 순차적으로 배치되는 형태일 수 있다.That is, the active material 730-1 may have a form in which the intermediate layer L1, the bonding layer C, and the electrode material L2 are sequentially disposed.

한편, 열처리 온도, 열처리 세기, 열처리 시간 등과 같이 열처리의 다양한 인자를 변경함에 따라, 다양한 형태의 활물질(730-1)을 생성할 수 있다.Meanwhile, the active material 730-1 in various forms may be generated by changing various factors of the heat treatment such as heat treatment temperature, heat treatment intensity, heat treatment time, and the like.

일 예로서, 본 전극(700)의 활물질(730-1)은, 전극(700)이 양극인 경우, 일 예로서, NiS의 단일 화합물이거나, Ni, NiS, 및 S가 트렌치의 저면에서 상면으로 순차적으로 형성된 복수의 화합물일 수 있다.As an example, the active material 730-1 of the present electrode 700 is, for example, a single compound of NiS when the electrode 700 is a positive electrode, or Ni, NiS, and S are from the bottom of the trench to the top surface. It may be a plurality of compounds formed sequentially.

이에 따라, 결합층(C)에 의해 전극 물질(L2)의 부피 팽창이 억제됨과 동시에, 트렌치 구조 내부에 활물질(730-1)이 포함되기 때문에, 활물질(730-1)에 의한 부피 팽창을 중복적으로 억제할 수 있으므로, 본 전극(700)은 충방전 사이클 특성이 우수한 전극을 제공할 수 있다.Accordingly, the volume expansion of the electrode material L2 is suppressed by the bonding layer C, and the active material 730-1 is included in the trench structure, thereby overlapping the volume expansion by the active material 730-1. Since the present invention 700 can be suppressed, the present electrode 700 can provide an electrode having excellent charge / discharge cycle characteristics.

도 8은 음극 충전에 따른 활물질의 형태를 나타내는 도면이다.8 is a view showing the form of the active material according to the negative electrode charge.

도 8을 참조하면, 리튬 이온이 활물질과 결합된 상태(리튬삽입 또는 합금화), 즉 충전 상태의 활물질(830-1, 830-2, 830-3, 830-4, 830-5)이 도시된다. Referring to FIG. 8, the active materials 830-1, 830-2, 830-3, 830-4, and 830-5 in which lithium ions are combined with an active material (lithium insertion or alloying), that is, in a charged state are shown. .

본 전극(800)은 리튬 이온이 활물질에 결합 되더라도, 활물질(830-1, 830-2, 830-3, 830-4, 830-5)의 상부 표면은 제1 표면 보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.Even though lithium ions are bonded to the active material, the main electrode 800 is preferably formed to have a lower upper surface than the first surface of the active materials 830-1, 830-2, 830-3, 830-4, and 830-5. .

이에 따라, 충전 또는 방전이 반복적으로 수행되더라도, 전극(800)의 균열을 최소화하여 충방전 사이클 특성이 우수한 전극(800)을 제공할 수 있다.Accordingly, even when charging or discharging is repeatedly performed, the electrode 800 having excellent charge / discharge cycle characteristics may be provided by minimizing cracking of the electrode 800.

도 9는 러프니스 구조가 형성된 전극의 일 예를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of an electrode on which a roughness structure is formed.

도 9를 참조하면, 본 전극(900)은 상술한 다양한 방법들 중 전해 에칭법에 의해 집전체(910)의 제1 표면에 트랜치 구조가 형성되면, 트렌치 구조의 저면(lower surface)에 러프니스(roughness) 구조(R), 즉 거칠기 구조가 자연 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9, when the trench structure is formed on the first surface of the current collector 910 by the electrolytic etching method, the electrode 900 may have roughness on the lower surface of the trench structure. Roughness structure R, that is, roughness structure may be naturally formed.

트렌치 구조의 저면에 형성되는 러프니스 구조(R)는, 전해 에칭을 수행하기 위해 집전체(910)에 인가된 전류, 전압, 에칭 시간, 에칭 온도, 및 에칭액의 농도 중 적어도 하나에 의해 조정될 수 있다.The roughness structure R formed on the bottom of the trench structure may be adjusted by at least one of a current, a voltage, an etching time, an etching temperature, and a concentration of an etching solution applied to the current collector 910 to perform an electrolytic etching. have.

이에 따라, 전해 에칭법에 의해 집전체(910)의 제1 표면에 트랜치 구조가 형성되기만 하면, 트렌치 구조의 저면에 러프니스 구조(R)가 자연스럽게 형성될 수 있으므로, 열처리 등을 수행하지 않더라도 집전체(910)의 도포력을 향상시킬 수 있다.Accordingly, as long as the trench structure is formed on the first surface of the current collector 910 by the electrolytic etching method, the roughness structure R may be naturally formed on the bottom surface of the trench structure. The application force of the whole 910 can be improved.

한편, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전극은 도 2a 내지 도 3c, 및 도 9에서 도시된 다양한 형태의 집전체 중 하나와 도 4 내지 도 7에서 도시된 다양한 형태의 활물질 중 하나가 조합된 형태의 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, an electrode according to various embodiments of the present disclosure is a combination of one of various types of current collectors shown in FIGS. 2A to 3C and 9 and one of various types of active materials shown in FIGS. 4 to 7. It may have a structure of.

또한, 본 전극은, 활물질의 상변화에 따른 부피 팽창을 억제하고, 표면 장력에 의한 반고상 활물질을 고정할 수 있다면, 도시된 형태에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있음은 자명하다.In addition, the present electrode, if it is possible to suppress the volume expansion caused by the phase change of the active material, and to fix the semi-solid active material by the surface tension, it is obvious that it can have a variety of forms without being limited to the illustrated form.

한편, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전극은, 음극 및 양극 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 이 경우, 전해질(분리막)을 사이에 두고, 음극 및 양극이 서로 대향 배치되면, 전지를 형성할 수 있다.Meanwhile, an electrode according to various embodiments of the present disclosure may be applied to at least one of a cathode and an anode. In this case, when the negative electrode and the positive electrode are disposed to face each other with an electrolyte (separation membrane) interposed therebetween, a battery can be formed.

셀룰러 폰의 배터리 등과 같이, 전지를 모바일 기기의 배터리로 이용하기 위해서는, 음극, 전해질, 및 양극을 나란하게 배치시켜, 이를 원형을 말고, 그 후, 원형으로 말린 전지를 압착시켜 얇은 판 형태로 변형시키게 된다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전극은, 이와 같은 변형에도 상대적으로 집전체로부터의 활물질의 탈락이 적어질 수 있으므로, 충방전 사이클 특성이 우수한 전극을 제공할 수 있다.In order to use a battery as a battery of a mobile device, such as a battery of a cellular phone, the negative electrode, the electrolyte, and the positive electrode are arranged side by side, which is rolled up, and then the cells which are dried in a circular shape are compressed into thin plates. Let's go. According to various embodiments of the present disclosure, the electrode may have a relatively low dropout of the active material from the current collector even under such a deformation, and thus may provide an electrode having excellent charge / discharge cycle characteristics.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전지(미도시)는 음극 및 양극 중 적어도 하나가, 도 2a 내지 도 3c에서 도시된 다양한 형태의 집전체(200, 300) 중 하나와, 도 4 내지 도 7에서 도시된 다양한 형태의 활물질 중 하나로 조합된 형태로 이루어질 수 있다.On the other hand, the battery (not shown) according to an embodiment of the present invention, at least one of the negative electrode and the positive electrode, one of the various types of current collector (200, 300) shown in Figures 2a to 3c, and Figures 4 to It can be made in the form of a combination of one of the various types of active material shown in FIG.

일 예로서, 전지(미도시)는 음극이 도 4에서 상술한 전극이고, 양극이 도 5에서 상술한 전극일 수 있다.As an example, a battery (not shown) may have a negative electrode as the electrode described above with reference to FIG. 4 and a positive electrode as the electrode described above with reference to FIG. 5.

다른 예로서, 전지(미도시)는 음극이 도 3c에서 도시된 집전체를 가지며, 집전체에 삽입되는 활물질이 도 7에서 도시된 형태를 가지며, 양극이 도 6에서 도시된 전극일 수 있다.As another example, a battery (not shown) may have a current collector illustrated in FIG. 3C, an active material inserted into the current collector, illustrated in FIG. 7, and the anode may be an electrode illustrated in FIG. 6.

다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전지(미도시)는 이에 한정되지 않는다.However, a battery (not shown) according to an embodiment of the present invention is not limited thereto.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 10a 내지 도 10d에서는 설명의 편의상 단일 레지스트(1020), 단일 금속 물질(1025), 및 단일 활물질(1030)에만 참조 부호를 도시하였다.10A to 10D are views illustrating an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 10A to 10D, reference numerals are shown only for the single resist 1020, the single metal material 1025, and the single active material 1030 for convenience of description.

도 10a를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 금속 박막(1010)상에 기설정된 패턴의 레지스트(resist)(1020)를 형성한다.Referring to FIG. 10A, the electrode manufacturing method forms a resist 1020 having a predetermined pattern on the metal thin film 1010.

금속 박막(1010)은 전술한 집전체의 다양한 물질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 구리 포일일 수 있다.The metal thin film 1010 may be formed of various materials of the above-described current collector, and may be preferably a copper foil.

레지스트(1020)는 금속 박막(1010)에 도포된 잉크 또는 토너일 수 있다.The resist 1020 may be ink or toner applied to the metal thin film 1010.

프린터, 스캐너, 복사기, 및 이들이 통합 구현된 복합기와 같은 화상형성장치의 인쇄 용지에 화상을 형성하는 방식을 적용하여, 금속 박막(1010)에 레지스트(1020)를 형성할 수 있다.The resist 1020 may be formed on the metal thin film 1010 by applying a method of forming an image on a printing paper of an image forming apparatus such as a printer, a scanner, a copying machine, and a multifunction printer in which they are integrated.

또는, 스프레이 또는 페이스팅을 이용한 스크린 방식으로 금속 박막(1010)에 레지스트(1020)를 형성할 수 있다.Alternatively, the resist 1020 may be formed on the metal thin film 1010 by a screen method using spraying or pasting.

또는, 포토 레지스트를 패터닝하고, 노광, 현상, 및 에칭 과정을 거쳐, 포토 레지스트를 제거하는 리소그래피 공정을 이용하여 금속 박막(1010)에 레지스트(1020)를 형성할 수 있다.Alternatively, the resist 1020 may be formed on the metal thin film 1010 using a lithography process of patterning the photoresist, exposing, developing, and etching to remove the photoresist.

상술한 다양한 방식을 이용하여 금속 박막(1010)에 레지스트(1020)가 형성될 수 있으며, 이 경우, 레지스트(1020)는 기설정된 간격으로 이격된 복수 개의 라인 패턴 형태일 수 있다. 레지스트(1020)는 실시 예에 따라, 에칭 레지스트, 포토 레지스트 등 다양한 용어로 표현될 수 있다.The resist 1020 may be formed on the metal thin film 1010 by using the above-described various methods. In this case, the resist 1020 may be in the form of a plurality of line patterns spaced apart at predetermined intervals. The resist 1020 may be expressed in various terms, such as an etching resist and a photo resist, according to an embodiment.

도 10b 및 도 10c를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 레지스트(1020)를 이용하여 금속 박막(1010)에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조를 형성할 수 있다.10B and 10C, the electrode manufacturing method may form a plurality of trench structures disposed side by side on the metal thin film 1010 using the resist 1020.

도 10b를 참조하면, 복수 개의 라인 패턴 사이의 금속 박막(1010)의 표면, 즉 레지스트(1020)가 형성되지 않아 금속 박막(1010)이 노출된 금속 박막(1010)의 표면에 금속 물질(1025)을 성장시킬 수 있다.Referring to FIG. 10B, the metal material 1025 may be formed on the surface of the metal thin film 1010 between the plurality of line patterns, that is, the surface of the metal thin film 1010 in which the resist 1020 is not formed and thus the metal thin film 1010 is exposed. Can grow.

구체적으로, 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Doposition), 물리기상증착(PVD:Physical Vapor Deposition), 파우더 충진(도포), 전해 도금, 및 무전해 도금 중 적어도 하나의 방식에 따라 노출된 금속 박막(1010)의 표면에 금속 물질(1025)을 성장시킬 수 있다.Specifically, the metal thin film exposed by at least one of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), powder filling (coating), electrolytic plating, and electroless plating ( The metal material 1025 may be grown on the surface of the 1010.

도 10c를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 그 후, 레지스트(1020)를 제거하여, 금속 물질(1025)로 이루어진 복수 개의 트렌치 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 금속 박막(1010) 및 금속 물질(1020)을 포함하는 트렌치 구조의 집전체가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 10C, the electrode manufacturing method may then remove the resist 1020 to form a plurality of trench structures made of the metal material 1025. Accordingly, a current collector having a trench structure including the metal thin film 1010 and the metal material 1020 may be manufactured.

레지스트(1020)는 수지 성분을 갖는 잉크 또는 토너로 이루어질 수 있으므로, 에탄올 등과 같은 유기 용매를 이용하여 레지스트(1020)를 제거(또는, 세정)할 수 있다.Since the resist 1020 may be formed of an ink or toner having a resin component, the resist 1020 may be removed (or cleaned) using an organic solvent such as ethanol or the like.

여기서, 금속 물질(1025)은 금속 박막(1010)과 상이한 물질로 이루어질 수 있으며, 탄성 물질(material elastomer)일 수 있다. 일 예로서, 금속 박막(1010)이 구리인 경우, 금속 물질(1025)은 탄성이 높은 Fi, Ni, Fe, 및 W 중 어느 하나의 물질일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.Here, the metal material 1025 may be made of a material different from the metal thin film 1010 and may be a material elastomer. As an example, when the metal thin film 1010 is copper, the metal material 1025 may be a material of any one of Fi, Ni, Fe, and W having high elasticity. However, the present invention is not limited thereto.

이에 따라, 활물질(1030)에 의한 부피 팽창을 상술한 탄성이 좋은 금속 물질(1025)에 의해 어느 정도 완화할 수 있으므로, 본 전극 제조 방법에 따르면, 충방전 사이클 특성이 우수한 전극을 제공할 수 있다.Accordingly, the volume expansion caused by the active material 1030 can be alleviated to some extent by the above-described elastic metal material 1025. According to the present electrode manufacturing method, an electrode having excellent charge / discharge cycle characteristics can be provided. .

한편, 도 10c에서 도시된 것과 같은, 금속 박막(1010) 표면에 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 후, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부 측면에 탄성 물질이 추가로 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 후술하는 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Meanwhile, after the plurality of trench structures are formed on the surface of the metal thin film 1010, as illustrated in FIG. 10C, an elastic material may be further formed on the inner side surfaces of each of the plurality of trench structures. This will be described in more detail with reference to the drawings to be described later.

도 10d를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 채울 수 있다.Referring to FIG. 10D, the electrode manufacturing method may fill the active material 1030 in the plurality of trench structures.

복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 도포하는 경우, 금속 물질(1025)의 상부 표면과 금속 물질(1025)이 형성되지 않은 금속 박막(1010)의 상부 표면에 활물질(1030)이 도포될 수 있으며, 평탄화 과정을 통해 활물질(1030)을 제거함으로써, 도 10d에서 도시된 것과 같이, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)이 삽입된 형태를 갖는 전극을 제조할 수 있다.When the active material 1030 is applied inside the plurality of trench structures, the active material 1030 may be applied to an upper surface of the metal material 1025 and an upper surface of the metal thin film 1010 on which the metal material 1025 is not formed. In addition, by removing the active material 1030 through a planarization process, as illustrated in FIG. 10D, an electrode having an active material 1030 inserted into the plurality of trench structures may be manufactured.

일 예로서, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 채우는 경우, 복수 개의 트렌치 각각의 바닥면에 활물질(1030)을 박막 형태로 형성할 수 있다.For example, when the active material 1030 is filled in the plurality of trench structures, the active material 1030 may be formed in a thin film form on the bottom surface of each of the plurality of trenches.

다른 예로서, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 채우는 경우, 분말 형태의 활물질을 도전재 및 바인더와 함께 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 블라인딩으로 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질을 도포(충진)할 수 있다.As another example, when the active material 1030 is filled in the plurality of trench structures, a slurry is prepared by mixing an active material in a powder form with a conductive material and a binder, and then applying the active material into the plurality of trench structures by blinding. It can be filled.

또 다른 예로서, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 채우는 경우, 트렌치 구조의 바닥면에 제1 활물질로 이루어진 중간막을 형성한 다음, 중간막의 상부에 제2 활물질로 이루어진 전극 물질을 형성할 수 있다.As another example, when the active material 1030 is filled in the plurality of trench structures, an intermediate film made of the first active material is formed on the bottom surface of the trench structure, and then an electrode material made of the second active material is formed on the intermediate film. Can be.

또 다른 예로서, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)을 채우는 경우, 중간막 및 전극 물질을 열처리하여 중간막 및 전극 물질의 경계 영역에 결합층을 형성할 수도 있다.As another example, when the active material 1030 is filled in the plurality of trench structures, the interlayer and the electrode material may be heat-treated to form a bonding layer in the boundary region of the interlayer and the electrode material.

이와 같은 다양한 예에서는, 도 4 내지 도 7에서 전술한 것과 마찬가지로, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)이 채워질 수 있다.In various examples, as described above with reference to FIGS. 4 to 7, the active material 1030 may be filled in the plurality of trench structures.

다만, 도 10d에서는 활물질(1030)의 상부 표면이 금속 물질(1025)의 상부 표면과 동일한 높이를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 상술한 평탄화 작업 등을 통해 활물질(1030)의 상부 표면이 금속 물질(1025)의 상부 표면보다 낮을 수도 있다.In FIG. 10D, the upper surface of the active material 1030 is shown to have the same height as the upper surface of the metal material 1025, but the upper surface of the active material 1030 is formed of the metal material 1025 through the planarization operation described above. It may be lower than the upper surface of).

이에 따라, 금속 물질을 성장시키는 본 전극 제조 방법에 의해 제조된 전극은 활물질(1030)의 상부 표면과 복수 개의 트렌치 구조의 상부 표면은 함께 노출될 수 있다.Accordingly, in the electrode manufactured by the method of manufacturing the electrode for growing a metal material, the upper surface of the active material 1030 and the upper surface of the plurality of trench structures may be exposed together.

한편, 본 전극 제조 방법은 레지스트가 잉크로 구현될 수 있으므로, 잉크에 대하여 아래 [표 1]을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.On the other hand, the electrode manufacturing method can be implemented with a resist ink, the ink will be described in detail with reference to Table 1 below.

인쇄잉크Printing ink 색료Color 안료 Pigment   유기안료
  무기안료
Organic Pigments
Inorganic pigments
염료 dyes   VehicleVehicle 기름 Oil   식물유    가공유   광유 Vegetable oil Processed oil Mineral oil 수지Suzy   천연수지
  가공수지
  합성수지
Natural resin
Processing resin
Synthetic resin
용제solvent   지방족 탄화수소계
  방향족 탄화수소계
  알코올계
  에스테르계
  게톤계
  글리콜계, 글리콜 유도계
Aliphatic hydrocarbon system
Aromatic hydrocarbons
Alcohol
Ester
A geton system
Glycol system, glycol induction system
첨가제additive 건조도 조정제Dryness regulator   드라이어, 인히비터 Dryer, Inhibitor 점도도 조정제Viscosity Adjuster   리듀서, 콥파운드,증점제,겔화제 등 Reducers, Corpp Pounds, Thickeners, Gelling Agents, etc. 기타조정데Other adjustments   뒷묻음 방지제,공팡이 방지제,소포제,가소제 등Backing prevention agent, mold prevention agent, antifoaming agent, plasticizer, etc.

색료는 잉크에 색을 주기 위한 재료이며, 염료와 안료로 구분된다. 염료는 물, 기름, 알콜 등에 용해되는 색료이며, 안료는 이런 것에 용해되지 않는 것을 말한다. 인쇄물에 있는 잉크가 용해되면 안되므로 특수한 경우를 제외하고는 대부분 안료가 사용된다. 안료의 성질은 잉크의 유동성, 건조성, 광택, 변색, 퇴색, 색의 용출, 이행 등의 영향을 미친다.Colorants are materials for giving ink color and are classified into dyes and pigments. Dyes are colorants that dissolve in water, oil, alcohol, etc., and pigments do not dissolve in these. Since the ink in the print must not dissolve, most pigments are used except in special cases. The properties of the pigment affect the ink's fluidity, dryness, gloss, discoloration, fading, elution of color, and migration.

안료는 무기안료와 유기안료로 나눌 수 있다.Pigments can be divided into inorganic pigments and organic pigments.

무기안료는, 금속을 주성분으로 하는 유색의 분말일 수 있다. 금속이 주성분이므로 비중이 크고 착색력이 약해 인쇄적성, 인쇄효과에 유기안료에 비해 떨어지고 여러 금속의 독성 때문에 색료로서 중요성을 점점 잃어가고 있다. 하지만, 없어서는 안될 무기안료는 백, 흑 등의 무채색의 것들이다. 티탄백, 탄산칼슘, 카본블랙 등이 있다.The inorganic pigment may be colored powder mainly composed of metal. Since metal is the main ingredient, its specific gravity is high and its coloring power is weak. Therefore, it is inferior to organic pigments in printability and printing effect. However, indispensable inorganic pigments are achromatic ones such as white and black. Titanium bag, calcium carbonate, carbon black and the like.

유기 안료는, 풍부한 색이 만들어지고 무기안료에 비해 색이 선명하고 비중이 작고 투명한 것 등 많은 이점이 있다. 현재 잉크 안료의 주체가 되고 있지만, 내광성, 내열성, 내용제성 등의 결점도 있다. 대표적인 것으로는 디스 아조 엘로우(Dis Azo yellow),레이크레드C, 프탈로 시아닌블루, 형광안료 등이 있다.Organic pigments have many advantages, such as rich colors, vivid colors, small specific gravity, and transparent colors. Although it is currently the main agent of ink pigments, there are also disadvantages such as light resistance, heat resistance, solvent resistance, and the like. Representative examples include Dis Azo yellow, Lake Red C, Phthalocyanine Blue, and fluorescent pigments.

염료는, 특정잉크에 한정되어 대부분 사용되지 않는다. 사용되는 예로는 산성염료, 염기성 염료(위조 방지용 수성 잉크, 플렉소 잉크), 유용성 염료(그라비어 잉크, 플렉소 잉크, 더블톤 잉크, 스탬프 잉크), 분산염료(승화전사 날염용 잉크)를 포함할 수 있다.Dye is limited to a specific ink and is not used for the most part. Examples used include acid dyes, basic dyes (aqueous anti-counterfeit ink, flexo ink), oil-soluble dyes (gravure ink, flexo ink, double tone ink, stamp ink), disperse dyes (sublimation transfer printing ink) Can be.

비이클(vehicle)은, 물체를 옮기는 운반체이며, 색료를 지면에 옮기는 역할과 그것을 고착시키는 역할 두 가지가 있다. 비이클의 성분으로는 일반적으로 기름, 용제, 수지가 사용되며 필요에 따라 가소제를 배합하는 잉크가 있다. 비이클은 잉크의 유동성 건조성, 계면적성, 광택, 인쇄소재의 접착성 등 여러 영향을 준다.A vehicle is a carrier for moving an object, and has a role of transferring a colorant to the ground and fixing it. As the components of the vehicle, oils, solvents and resins are generally used, and there are inks in which plasticizers are blended as necessary. The vehicle has several effects such as fluidity, dryness of the ink, interfacial property, gloss, and adhesion of printing materials.

기름은, 상온, 액체에서 물에 용해되지 않는다. 사용되는 것으로는 식물유와 그것을 가공한 가공유, 광유가 있다. Oil is insoluble in water at room temperature and in liquid. The vegetable oils used are vegetable oils, processed oils and mineral oils.

용제는, 액상잉크용 비이클의 주성분으로 주로 증발에 의해 건조된다. 각각 성질의 정도, 증발속도, 용해력 등에 차이가 있고 잉크에 따라 적절히 사용하고 조합하여 비이클될 수 있다. 화학구조로 분류하면 지방족 탄화수소계, 알콜계, 케톤계 등이 있다.The solvent is mainly dried by evaporation as a main component of the vehicle for liquid ink. The degree of properties, evaporation rate, dissolving power, etc., are different from each other, and may be used in combination with the ink and used as a vehicle. The chemical structures include aliphatic hydrocarbons, alcohols, ketones, and the like.

수지는, 물에 불용성이지만 기름에 가열 용해시키거나 용제에 용해시켜 인쇄잉크의 비히클로 하고 색료를 피인쇄소재면으로서의 전달과 고착제로서의 중요한 역할을 한다. 천연수지, 합성수지(페놀수지, 알키드수지, 비닐수지, 폴리아미드수지) 등이 있다.The resin is insoluble in water, but is heated or dissolved in oil or dissolved in a solvent to serve as a printing ink vehicle, and plays an important role as a delivery agent for the surface of the printed material and as a fixing agent. Natural resins, synthetic resins (phenolic resins, alkyd resins, vinyl resins, polyamide resins).

가소제는, 비휘발성의 용제성분이며 건조막에 유연성을 주는 역할을 한다. 용도나 피인쇄체의 종류에 따라 적당한 가소제가 사용되고 있으며 대표적인 것으로 프탈산 디옥틸, 아디핀산 옥틸 등이 있다.The plasticizer is a nonvolatile solvent component and serves to give flexibility to the dry film. Suitable plasticizers are used according to the use and the type of printed material, and typical examples thereof include dioctyl phthalate and octyl adipic acid.

왁스는, 융점이 낮고 연질인 성질을 이용해 콜드셋트 잉크 복사카본 잉크 등의 주성분으로 사용하고 인쇄잉크에서는 소량 첨가하여 내마찰성과 같은 피막강도를 향상시킨다. Wax is used as a main component of cold set ink, copy carbon ink and the like by using a low melting point and soft property, and a small amount is added in printing ink to improve the film strength such as friction resistance.

첨가제는, 산화 건조를 촉진시키는 촉매제, 잉크의 점도를 증가, 잉크의 겔구조나 틱소트로피성을 부여, 안료의 침강을 방지하는 중점제, 게로하제, 틱소트로피 부여제, 거품 제거제, 곰팡이 제거제, 건조 억제제, 자외선 흡수제, 대전 방지제 등을 포함할 수 있다.Additives include catalysts that promote oxidative drying, increase the viscosity of the ink, impart gel structure and thixotropy of the ink, midpoints that prevent pigment settling, gerohaze, thixotropy-imparting agents, defoamers, mold removers, Drying inhibitors, ultraviolet absorbers, antistatic agents and the like.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 제조 방법은 레지스트가 토너로 구현될 수 있으므로, 이하 토너에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.On the other hand, in the electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the resist may be implemented as a toner, the toner will be described in detail below.

토너는 인쇄 매체 상에 인쇄 화상을 형성하는 수 ㎛정도의 크기를 갖는 미립자이다. 토너는 미세한 플라스틱 입자, 윤활제, 철분, 왁스, 카본, 및 기타 재료를 포함할 수 있다. 즉, 토너 조성물은 착색제, 결합제 수지, 대전 제어제 및 기타 기능성 첨가제들을 포함하는 것이 일반적이다. Toner is fine particles having a size on the order of several micrometers for forming a print image on a print medium. The toner may include fine plastic particles, lubricants, iron, wax, carbon, and other materials. That is, the toner composition generally includes a colorant, a binder resin, a charge control agent, and other functional additives.

착색제는 크게 염료계 착색제와 안료계 착색제로 구분할 수 있으며, 이 중 안료계 착색제가 염료계 착색제에 비해서 열 안정성 및 내광성에 있어서 유리하기 때문에 토너용 착색제로서 보다 보편적으로 사용된다. Colorants can be broadly classified into dye-based colorants and pigment-based colorants. Among them, pigment-based colorants are more commonly used as colorants for toners because they are advantageous in thermal stability and light resistance than dye-based colorants.

결합제 수지는 토너 전체에 있어서 약 90% 정도를 차지하며 토너 입자를 기록 매체 상으로 정착시키는 역할을 한다. 결합제 수지로 사용될 수 있는 고분자 물질은 여러가지가 있으며, 특히 2계의 성분이 입자상으로 분산된 콜로이드 겔상의 라텍스 형태를 결합제 수지로 이용할 수 있다. The binder resin accounts for about 90% of the toner as a whole and serves to fix the toner particles onto the recording medium. There are many polymer materials that can be used as the binder resin, and in particular, a latex form of a colloidal gel in which two components are dispersed in a particulate form can be used as the binder resin.

대전 제어제는 토너 입자에 대전되는 전하량을 조절하기 위해 사용되며, 금속 아조 화합물, 살리실산 금속 착제, 니그로신 및 4급 암모늄염 등을 사용할 수 있다. The charge control agent is used to control the amount of charge charged to the toner particles, and a metal azo compound, a salicylic acid metal complex, nigrosine, a quaternary ammonium salt, and the like can be used.

토너에 첨가되는 기능성 첨가제 중 이형성을 향상시키기 위한 첨가제로 이형제(releasing agent)가 있다. 이형제는 토너 화상이 기록 매체로 전사되어 정착될 때 롤러와 토너 사이의 이형성을 향상시켜서 토너 오프셋(toner offset)을 방지하고, 토너로 인하여 기록 매체가 롤러에 들러 붙어서 기록 매체의 걸림 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 토너 조성물에 첨가된다. Among the functional additives added to the toner, there is a releasing agent as an additive for improving the release property. The release agent improves releasability between the roller and the toner when the toner image is transferred to and fixed to the recording medium to prevent toner offset, and the toner causes the recording medium to stick to the roller, causing the recording medium to jam. It is added to the toner composition to prevent it.

이형제로는 저분자량 폴리올레핀류, 가열에 의해 연화점을 갖는 실리콘류, 지방산 아미드류 및 왁스 등이 사용될 수 있다.As the release agent, low molecular weight polyolefins, silicones having a softening point by heating, fatty acid amides, waxes and the like can be used.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 11a 내지 도 11d에서는 설명의 편의상 단일 레지스트(1120), 단일 금속 물질(1125), 및 단일 활물질(1130a, 1130b)에만 참조 부호를 도시하였다.11A to 11D are views illustrating an electrode manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention. 11A through 11D, reference numerals are shown only for the single resist 1120, the single metal material 1125, and the single active materials 1130a and 1130b for convenience of description.

도 11a를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 금속 박막(1110)상에 기설정된 패턴의 레지스트(1120)를 형성한다. 금속 박막(1110)상에 기설정된 패턴의 레지스트(1120)를 형성하는 방법은, 도 10a에서 설명된 것과 동일하므로, 중복된 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 11A, the electrode manufacturing method forms a resist 1120 having a predetermined pattern on the metal thin film 1110. Since the method of forming the resist 1120 having a predetermined pattern on the metal thin film 1110 is the same as that described with reference to FIG. 10A, a description of overlapping portions will be omitted.

도 11b를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 복수 개의 라인 패턴 사이의 금속 박막(1110) 표면을 식각하여 복수 개의 트렌치 구조를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 11B, the electrode manufacturing method may form a plurality of trench structures by etching the surface of the metal thin film 1110 between the plurality of line patterns.

복수 개의 트렌치 구조는, 전해 에칭, 건식 에칭, 및 습식 에칭 중 적어도 하나의 방식에 따라 형성될 수 있다. 전해 에칭에 대해서는 후술하는 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.The plurality of trench structures may be formed according to at least one of electrolytic etching, dry etching, and wet etching. The electrolytic etching will be described in more detail with reference to the drawings to be described later.

금속 박막(1110)에 복수 개의 트렌치 구조를 형성하는 경우, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부의 측면에 탄성 물질을 형성할 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.When the plurality of trench structures are formed in the metal thin film 1110, an elastic material may be formed on the side surface of each of the plurality of trench structures. This will be described in more detail with reference to the drawings to be described later.

도 11c 및 도 11d를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 레지스트(1120)의 상부 표면 및 식각된 금속 박막(1110)의 상부 표면에 활물질(1130a, 1130b)을 도포할 수 있다.11C and 11D, the electrode manufacturing method may apply active materials 1130a and 1130b to an upper surface of the resist 1120 and an upper surface of the etched metal thin film 1110.

본 전극 제조 방법은, 그 후, 활물질(1130a, 1130b)이 채워진 레지스트(1120)를 에탄올과 같은 유기 용매를 이용하여 제거할 수 있다. 이에 따라, 금속 박막(1110)의 복수 개의 트렌치 구조의 내부에, 활물질(1130a)이 삽입된 전극을 제조할 수 있다. In this electrode manufacturing method, the resist 1120 filled with the active materials 1130a and 1130b can then be removed using an organic solvent such as ethanol. Accordingly, an electrode in which the active material 1130a is inserted may be manufactured in the plurality of trench structures of the metal thin film 1110.

다만, 도 4에서 도시된 전극에서 활물질을 삽입하는 일 예는, 도 11c에서 도시된 것과 달리, 레지스트(1120)를 먼저 제거한 후에, 분말 형태의 활물질(1130)을 도전재 및 바인더와 혼합하여 슬러리를 만든 후, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1130)을 블라인딩으로 충진할 수 있다. 이에 따라, 도 5 내지 도 7에서 도시된 전극에서 활물질(1130)을 삽입하는 일 예와 상이할 수 있다.However, one example of inserting the active material in the electrode shown in FIG. 4 is different from that shown in FIG. 11C. After removing the resist 1120 first, the active material 1130 in powder form is mixed with a conductive material and a binder to form a slurry. After forming, the active material 1130 may be filled into the plurality of trench structures by blinding. Accordingly, it may be different from an example of inserting the active material 1130 in the electrode illustrated in FIGS. 5 to 7.

도 10d에서 상술한 것과 마찬가지로, 도 4 내지 도 7에서 전술한 방법으로 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질(1030)이 채워질 수 있다.As described above with reference to FIG. 10D, the active material 1030 may be filled in the plurality of trench structures by the method described above with reference to FIGS. 4 to 7.

이에 따라, 에칭에 의해 금속 박막(1110)에 트렌치 구조를 형성하는 본 전극 제조 방법에 의해 제조된 전극은 활물질(1130)의 상부 표면과 복수 개의 트렌치 구조의 상부 표면은 함께 노출될 수 있다.Accordingly, the electrode manufactured by the present electrode manufacturing method of forming the trench structure in the metal thin film 1110 by etching may expose the upper surface of the active material 1130 and the upper surface of the plurality of trench structures together.

한편, 도 10 및 도 11에서는 일 방향으로 나란하게 배치된 트렌치 구조를 갖는 집전체(또는, 전극)를 제조하는 방법에 대하여 설명하고 있지만, 도 3c에서 도시된 것과 같이 서로 직교하는 트렌치 구조를 갖는 집전체(또는, 전극)을 제조하는 방법도 상술한 것과 마찬가지로 제조될 수 있다.10 and 11 illustrate a method of manufacturing a current collector (or an electrode) having trench structures arranged side by side in one direction, but having trench structures orthogonal to each other as shown in FIG. 3C. The method of manufacturing the current collector (or the electrode) may also be manufactured in the same manner as described above.

또한, 도 10 및 도 11에서의 제조방법에 따라, 이전 도면에서 상술하고 있는 다양한 집전체 또는 전극을 제조할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method in FIGS. 10 and 11, various current collectors or electrodes described above in the previous drawings may be manufactured.

도 12는 전해 에칭의 동작을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining the operation of the electrolytic etching.

도 12를 참조하면, 에칭 용액(1220)으로 채워진 전해조(1210)는 양극판(1230) 및 음극판(1240)을 포함한다.Referring to FIG. 12, an electrolytic cell 1210 filled with an etching solution 1220 includes a positive electrode plate 1230 and a negative electrode plate 1240.

양극판(1230) 및 음극판(1240)은 에칭 용액(1220)에 잠겨 있으며, 양극판(1230) 및 음극판(1240)은 전선을 통해 전원(A)과 연결될 수 있다. 여기서, 양극판(1230)은 제1 전극일 수 있으며, 음극판(1240)은 제2 전극일 수 있다.The positive electrode plate 1230 and the negative electrode plate 1240 are immersed in the etching solution 1220, and the positive electrode plate 1230 and the negative electrode plate 1240 may be connected to the power source A through wires. Here, the positive electrode plate 1230 may be a first electrode, and the negative electrode plate 1240 may be a second electrode.

전원(A)이 공급되면, 도시된 화살표 방향, 즉 음극판에서 양극판으로 전자가 이동할 수 있으며, 이에 따라 음극판(1240)을 구성하는 이온이 분리되어 양극판(1230)에 부착될 수 있다. 이에 따라, 음극판(1240)은 전해 에칭될 수 있다.When the power A is supplied, electrons may move from the illustrated arrow direction, that is, the negative electrode plate to the positive electrode plate, and thus ions constituting the negative electrode plate 1240 may be separated and attached to the positive electrode plate 1230. Accordingly, the negative electrode plate 1240 may be electrolytically etched.

여기서, 에칭 용액(1220)은 액체산 또는 액체 염기 및 산, 염기 및 염의 전해 용액을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에칭 용액(1220)은 루이스 산, 루이스 염기 또는 이들의 용액을 포함할 수 있으며, 염화 나트륨, 염화 칼륨, 염화 알루미늄, 염화 아연, 염화 주석, 페릭 크롤라이드 소듐 나이트라이트, 및 포타슘 나이트라이트의 수용액, 하이드로크로릭 산, 니트릭 산, 설퍼릭 산 등과, 물로 희석된 이들 산의 수용액을 포함하는 각종 액체로부터 적절하게 선택될 수 있다.Here, the etching solution 1220 may include a liquid acid or a liquid base and an electrolytic solution of acids, bases and salts. Specifically, the etching solution 1220 may include Lewis acid, Lewis base, or a solution thereof, and may include sodium chloride, potassium chloride, aluminum chloride, zinc chloride, tin chloride, ferric chloride sodium nitrite, and potassium nitrite. And an aqueous solution of hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like, and various liquids including an aqueous solution of these acids diluted with water.

한편, 에칭 용액(1220)은 자체로 에칭력을 가지고 있기 때문에, 전류를 인가하는 전원(A)이 존재하지 않더라도 물리적 또는 화학적으로 에칭될 수 있다.On the other hand, since the etching solution 1220 itself has an etching force, the etching solution 1220 may be physically or chemically etched even when there is no power source A for applying a current.

도 11a에서 도시된 것과 같이, 금속 박막(1110)에 레지스트(1120)가 복수 개의 라인 패턴으로 형성되는 경우, 레지스트(1120)가 형성된 금속 박막(1110)은 음극판(1240)으로 이용될 수 있다.As illustrated in FIG. 11A, when the resist 1120 is formed in the metal thin film 1110 in a plurality of line patterns, the metal thin film 1110 on which the resist 1120 is formed may be used as the negative electrode plate 1240.

상술한 전해 에칭에 따라, 복수 개의 라인 패턴 사이의 금속 박막(1110)의 표면이 식각될 수 있으며, 그 결과 복수 개의 트렌치 구조가 형성될 수 있다.According to the above-described electrolytic etching, the surface of the metal thin film 1110 between the plurality of line patterns may be etched, and as a result, a plurality of trench structures may be formed.

도 13a 내지 도 13c는 탄성 물질이 형성된 트렌치 구조에 대한 다양한 예를 나타내는 도면이다.13A to 13C illustrate various examples of trench structures in which an elastic material is formed.

도 13a 내지 도 13c에서 도시된 전극은, 도 10c에서 도시된 트렌치 구조를 이용하여 트렌치 구조 내부에 탄성 물질을 형성할 수 있다. 또한, 도 11b에서 도시된 트렌치 구조에서 레지스트(1120)가 제거된 후에, 트렌치 구조 내부에 탄성 물질을 형성할 수도 있다.13A to 13C may form an elastic material in the trench structure using the trench structure illustrated in FIG. 10C. Also, after the resist 1120 is removed from the trench structure illustrated in FIG. 11B, an elastic material may be formed inside the trench structure.

도 13a를 참조하면, 본 전극 제조 방법은 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부의 측면에 탄성 물질(1340:1340a, 1340b)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 13A, the electrode manufacturing method may form elastic materials 1340: 1340a and 1340b on side surfaces of each of the plurality of trench structures.

탄성 물질(1340)은 금속 박막(1310)보다 상대적으로 탄성이 큰 금속 물질일 수 있다.The elastic material 1340 may be a metal material having a relatively higher elasticity than the metal thin film 1310.

본 전극 제조 방법은 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD)과 같은 방법을 이용하여 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부에 탄성 물질(1340)을 증착(적층)한 후, 트렌치 구조의 측면에 형성된 탄성 물질(1340)을 제외한 나머지 탄성 물질을 식각 등의 방법으로 제거함으로써, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부의 측면에 탄성 물질(1340)을 형성할 수 있다.The electrode manufacturing method uses a method such as chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD) to deposit (stack) an elastic material 1340 inside each of the plurality of trench structures, and then to the side of the trench structure. By removing the remaining elastic material except the formed elastic material 1340 by an etching method, the elastic material 1340 may be formed on the side surface of each of the plurality of trench structures.

이 경우, 금속 박막(1310)이 기설정된 각도로 기울어진 상태에서, 탄성 물질을 증착하기 위한 가스(입자)가 노즐로부터 금속 박막(1310)의 트렌치 구조 내부로 분사되는 경우, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부 측면에, 도 13b와 같은 구조를 갖는 탄성 물질(1340)이 형성될 수 있다.In this case, in a state where the metal thin film 1310 is inclined at a predetermined angle, when a gas (particle) for depositing an elastic material is injected from the nozzle into the trench structure of the metal thin film 1310, each of the plurality of trench structures An elastic material 1340 having a structure as shown in FIG. 13B may be formed on the inner side of the.

여기서, 금속 박막(1310)이 기울어진 각도 및 분사 시간 등이 조절되면, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부 측면에, 도 13c와 같은 구조를 갖는 탄성 물질(1340)이 형성될 수 있다.Here, when the inclination angle and injection time of the metal thin film 1310 are adjusted, an elastic material 1340 having a structure as shown in FIG. 13C may be formed on the inner side surface of each of the plurality of trench structures.

또한, 금속 박막(1310)이 기설정된 각도로 기울어진 상태에서 회전하는 경우라면, 복수 개의 트렌치 구조 각각의 내부는 원뿔, 원기둥 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.In addition, when the metal thin film 1310 rotates in a state inclined at a predetermined angle, each of the plurality of trench structures may have various shapes, such as a cone and a cylinder.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating an electrode manufacturing method according to an exemplary embodiment.

도 14를 참조하면, 본 전극 제조 방법은, 금속 박막상에 기설정된 패턴의 레지스트(resist)를 형성한다(S1410).Referring to FIG. 14, in the method of manufacturing an electrode, a resist having a predetermined pattern is formed on a metal thin film (S1410).

그 후, 레지스트를 이용하여 금속 박막에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조를 형성한다(S1420).Thereafter, a plurality of trench structures arranged side by side on the metal thin film are formed using the resist (S1420).

그리고 나서, 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질을 채울 수 있다(S1430).Then, the active material may be filled in the plurality of trench structures (S1430).

이에 따라, 본 전극 제조 방법에 의해 제조된 전극은 활물질의 상부 표면과 복수 개의 트렌치 구조의 상부 표면은 함께 노출될 수 있다. 또한, 본 전극 제조 방법에 의해 제조된 전극은 활물질이 집전체 표면의 트렌치 구조 내부에 삽입되기 때문에, 활물질의 상변화에 따른 부피 팽창을 억제하고, 표면 장력에 의한 반고상 활물질을 고정할 수 있다. 이에 따라, 충방전 사이클 특성이 향상될 수 있다.Accordingly, in the electrode manufactured by the electrode manufacturing method, the upper surface of the active material and the upper surface of the plurality of trench structures may be exposed together. In addition, since the active material is inserted into the trench structure of the surface of the current collector, the electrode manufactured by the present electrode manufacturing method can suppress the volume expansion caused by the phase change of the active material and fix the semi-solid active material due to the surface tension. . Accordingly, the charge and discharge cycle characteristics can be improved.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It goes without saying that the example can be variously changed. Therefore, various modifications may be made without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims, and such modifications should not be individually understood from the technical spirit or outlook of the invention.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 : 전극
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910 : 집전체
120 : 복수 개의 트렌치 구조
130, 430, 530, 630, 730, 830 : 활물질
140 : 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면
310a : 제1 집전체 310b : 제2 집전체
1010, 1110, 1310 : 금속 박막 1020, 1120 : 레지스트
1030, 1130 : 활물질 1210 : 전해조
1220 : 에칭 용액 1230 : 양극판
1240 : 음극판 1340 : 탄성 물질
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900: electrode
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910: current collector
120: multiple trench structures
130, 430, 530, 630, 730, 830: active material
140: first surface with a plurality of trench structures
310a: first current collector 310b: second current collector
1010, 1110, 1310: metal thin film 1020, 1120: resist
1030, 1130: active material 1210: electrolytic cell
1220 etching solution 1230 positive electrode plate
1240: negative electrode plate 1340: elastic material

Claims (16)

제1 표면에 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 집전체;를 포함하며,
상기 복수 개의 트렌치 구조 내부에 활물질이 결합하여, 상기 결합된 활물질의 상부 표면과 상기 복수 개의 트렌치 구조가 형성된 제1 표면은 함께 노출된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
And a current collector having a plurality of trench structures disposed on the first surface side by side.
An active material is bonded to the plurality of trench structures, and the upper surface of the bonded active material and the first surface on which the plurality of trench structures are formed are exposed together.
제1항에 있어서,
상기 집전체는, 상기 제1 표면에, 상기 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조와 각각 직교하는, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The current collector further includes a plurality of trench structures arranged next to each other that are orthogonal to the plurality of trench structures arranged next to each other on the first surface.
제1항에 있어서,
상기 집전체는, 상기 제1 표면의 이면인 제2 표면에, 서로 나란하게 배치된 복수 개의 트렌치 구조가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The current collector further includes a plurality of trench structures disposed in parallel with each other on a second surface that is a rear surface of the first surface.
제1항에 있어서,
상기 활물질은, 분말 형태이며, 상기 분말 형태의 활물질이 도전재 및 바인더와 함께 혼합되어 상기 복수 개의 트렌치 구조 내부에 결합된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The active material is in powder form, wherein the active material in powder form is mixed with a conductive material and a binder and bonded to the plurality of trench structures inside.
제1항에 있어서,
상기 활물질은, 단일 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The active material is a battery electrode, characterized in that formed in a single thin film.
제1항에 있어서,
상기 활물질은, 상기 트렌치 구조의 저면에 형성된 중간막, 및 상기 중간막 상부에 형성된 전극 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The active material may include an interlayer film formed on the bottom surface of the trench structure, and an electrode material formed on the interlayer film.
제6항에 있어서,
상기 활물질은, 상기 중간막 및 상기 전극 물질의 경계 영역에 형성된 결합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 6,
The active material is a battery electrode, characterized in that further comprising a bonding layer formed in the boundary region of the interlayer and the electrode material.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 전극은 음극이며,
상기 활물질은, Si, Sn, Pb, Ge, 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 4 or 5,
The electrode is a cathode,
The active material includes at least one of Si, Sn, Pb, Ge, and Al.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 전극은 양극이며,
상기 활물질은, S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 4 or 5,
The electrode is an anode,
The active material is a battery electrode, characterized in that it comprises at least one of S (sulfur) and sulfide.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 전극은 음극이며,
상기 전극 물질은, Si, Sn, Pb, Ge, 및 Al 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 중간막은 금속, 상기 금속의 산화물, 및 상기 금속의 질화물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 6 or 7,
The electrode is a cathode,
The electrode material comprises at least one of Si, Sn, Pb, Ge, and Al,
And the interlayer includes at least one of a metal, an oxide of the metal, and a nitride of the metal.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 전극은 양극이며,
상기 전극 물질은, S(유황) 및 황화물 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 중간막은, 금속, 상기 금속의 산화물, 및 상기 금속의 질화물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 6 or 7,
The electrode is an anode,
The electrode material comprises at least one of S (sulfur) and sulfide,
The interlayer film includes at least one of a metal, an oxide of the metal, and a nitride of the metal.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 활물질은, 상기 중간막 및 상기 전극 물질을 열처리하여 생성된 결합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 6 or 7,
The active material is a battery electrode, characterized in that it comprises a bonding layer formed by heat treatment of the interlayer and the electrode material.
제1항에 있어서,
상기 집전체는,
상기 제1 표면에 상기 트랜치 구조가 형성되면, 상기 트렌치 구조의 저면에 러프니스(roughness) 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The current collector,
And when the trench structure is formed on the first surface, a roughness structure is formed on a bottom surface of the trench structure.
제1항에 있어서,
상기 집전체는, 구리, 니켈, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 스테인레스 스틸, 티타늄, 알루미늄, 및 카본-코팅된 알루미늄의 조합으로 이루어진 군에서 선택되거나, 이들의 합금 또는 이들의 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 1,
The current collector is selected from the group consisting of copper, nickel, iron, molybdenum, tungsten, cobalt, stainless steel, titanium, aluminum, and carbon-coated aluminum, or an alloy thereof or a compound thereof. The electrode of the battery made into.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 활물질 및 상기 집전체는, 열처리에 의해 화합물을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method according to claim 4 or 5,
The said active material and the said electrical power collector form a compound by heat processing, The electrode of the battery characterized by the above-mentioned.
제8항에 있어서,
상기 활물질은,
상기 Si, 상기 Sn, 상기 Pb, 상기 Ge, 및 상기 Al 중 적어도 하나와 카본 계열의 물질이 혼합된 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
The method of claim 8,
The active material,
At least one of the Si, the Sn, the Pb, the Ge, and the Al and a carbon-based material are mixed.
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