KR101412001B1 - Manufacturing method for LiSOCl2 battery with transient minimum voltage performance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬-염화 티오닐 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최저 강하전압을 향상시켜 전압성능이 우수한 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법 및 이의 평가방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
리튬-염화 티오닐 전지는 소형이면서 가볍고, 일반 망간 전지, 알카라인 전지에 비하여 용량이 크고, 고전압을 얻을 수 있어 각종 전자기기의 전원으로 사용이 확대되고 있다. 특히, 리튬-염화 티오닐 전지는 5년 이상 저장 후 전지를 사용시에도 자가방전이 아주 적어 보존 용량이 양호하며, 저온(-20℃ ~ -32℃)에서도 우수한 특성을 갖고 있다.The lithium-thionyl chloride battery is small and lightweight, has a larger capacity than a general manganese battery and an alkaline battery, can obtain a high voltage, and is widely used as a power source for various electronic apparatuses. In particular, the lithium-chloride thionyl battery has good storage capacity even when using the battery after 5 years of storage and has a low self-discharge, and has excellent properties even at low temperatures (-20 ° C to -32 ° C).
그러나, 이러한 장점을 갖는 리튬-염화 티오닐 전지도 장시간 저장 후 사용시에는 리튬 표면에 발생되는 부도체막인 염화리튬(LiCl)이 형성되어 내부저항이 증가되어 초기 전압지연 현상과 작동전압이 감소되는 현상이 발생되는 문제점이 존재하였다.However, the lithium-chloride thionyl battery having such an advantage also has a problem in that lithium chloride (LiCl), which is an insulator film formed on the lithium surface, is formed at the time of use after storage for a long time, There was a problem that occurred.
상기와 같은 부도체막의 성장을 억제시킨 상용화된 기술은 첫째로 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 계열의 고분자를 코팅한 음극처리 기술, 둘째로 전해액 첨가제를 이용한 음극 표면제어 기술, 그리고 셋째로 세퍼레이터 바인더 조성를 활용한 기술이 있다. The commercialized technique that suppresses the growth of the non-conductive film as described above includes a cathode treatment technique in which a cyanoacrylate-based polymer is coated, a cathode surface control technique using an electrolyte additive, and a cathode separator using a separator binder composition There is one technique.
이들 기술은 초기전압지연시간을 수초 내지 수백초 이내로 단축하였으나 70℃이상의 고온저장 후 최저 강하전압(TMV: Transient Minimum Voltage)의 저하 현상은 개선하지 못하였다. 요구되는 전압보다 TMV가 낮으면, 장비의 초기구동이 되지 않는 문제를 야기시키게 된다.
These techniques shortened the initial voltage delay time to several seconds to several hundreds of seconds, but did not improve the degradation of the transient minimum voltage (TMV) after storage at a high temperature over 70 ° C. If the TMV is lower than the required voltage, it will cause the problem that the equipment can not be initialized.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2012-0055735호(2012.05.31. 공개)에 개시된 전기화학 배터리 전지가 있다.
BACKGROUND ART [0002] There is an electrochemical battery cell disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0055735 (published on May 31, 2012).
본 발명의 목적은 리튬-염화 티오닐 전지의 리튬전극 표면에 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 형성된 피막을 형성하여 최저 강하전압(TMV) 특성을 향상시킬 수 있는 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법 및 이의 평가방법을 제공하는 것이다.
Disclosure of the Invention The object of the present invention is to provide a lithium-chloride thionyl battery capable of improving a minimum drop voltage (TMV) characteristic by forming a film formed by the reaction of lithium metal and SO 2 gas on the surface of a lithium electrode of a lithium- And an evaluation method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법은, 리튬 전극을 구비하는 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법에 있어서, 리튬 금속을 마련하는 단계; 상기 리튬 금속 표면에 상기 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 형성된 피막을 형성하는 단계; 및 피막이 형성된 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계;를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lithium-chloride thionyl battery comprising: preparing a lithium metal; Forming a coating on the surface of the lithium metal by the reaction of the lithium metal and the SO 2 gas; And forming the coated lithium metal as an electrode.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포함하는 리튬-염화 티오닐 전지의 평가방법은, 리튬 전극을 구비하는 리튬-염화 티오닐 전지의 평가방법에 있어서, 리튬-염화 티오닐 전지를 마련하는 단계; 제조된 상기 리튬-염화 티오닐 전지를 75~100℃에서 저장하는 단계; 및 상기 리튬-염화 티오닐 전지를 평가하는 단계;를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating a lithium-chloride thionyl battery comprising the steps of: preparing lithium-chloride thionyl chloride Providing a battery; Storing the prepared lithium-chloride thionyl chloride at 75 to 100 占 폚; And evaluating the lithium-chloride thionyl battery.
본 발명에 따르면, 리튬-염화 티오닐 전지의 리튬전극 표면에 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 형성된 피막을 형성하여 최저 강하전압(TMV) 특성을 향상시킬 수 있으며 초기 작동 전압성능이 우수한 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법 및 이의 평가방법을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to form a film formed by the reaction of lithium metal and SO 2 gas on the surface of a lithium electrode of a lithium-chloride thionyl battery to improve a minimum drop voltage (TMV) characteristic, A method for producing a thionyl chloride battery and a method for evaluating the same can be provided.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬-염화 티오닐 전지의 방전 특성을 측정한 결과이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬-염화 티오닐 전지의 임피던스(impedance)를 측정한 결과이다.FIGS. 1A and 1B are flowcharts schematically showing a method for producing a lithium-chloride thionyl chloride battery according to an embodiment and a comparative example of the present invention, respectively.
FIGS. 2A and 2B are measurement results of the discharge characteristics of the lithium-chloride thionyl chloride battery prepared according to the examples and comparative examples of the present invention, respectively.
FIGS. 3A and 3B are measurement results of impedance of a lithium-thionyl chloride battery manufactured according to Examples and Comparative Examples of the present invention, respectively.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 도 1a 내지 도 2b를 참조하여, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법 및 이의 평가방법에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to FIGS. 1A and 2B, a method for manufacturing a lithium-chloride-thionyl chloride battery according to an embodiment of the present invention and a comparative example and a method for evaluating the same will be described in detail.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 1b는 본 발명의 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
FIG. 1A is a flow chart schematically showing a method of manufacturing a lithium-chloride thionyl battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a lithium- to be.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법(S100)은 리튬 금속을 마련하는 단계(S110), 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S120) 및 상기 리튬 금속 표면에 상기 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 피막을 형성하는 단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, a method of manufacturing a lithium-chloride thionyl battery according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a lithium metal (S110), forming the lithium metal as an electrode (S120) And forming a coating on the lithium metal surface by the reaction of the lithium metal and the SO 2 gas (S 130).
여기서, 상기 리튬 금속은 리튬 호일(Lithium foil)의 형태인 것이 일반적이다. 리튬 금속 표면에 피막을 형성하는 단계(S130)에서, 피막은 상기 리튬 금속을 고순도의 SO2 가스 분위기에 저장하여 형성할 수 있다. 구체적으로는, 전극으로 형성된 상기 리튬 금속을 99.9% 이상인 고순도의 SO2 가스 분위기 챔버에서 1bar 이상의 압력으로 24시간 이상 저장하여 형성할 수 있다.Here, the lithium metal is generally in the form of lithium foil. In the step of forming a coating on the surface of the lithium metal (S130), the coating can be formed by storing the lithium metal in a high purity SO 2 gas atmosphere. Specifically, the lithium metal formed as an electrode can be formed by storing the lithium metal at a pressure of 1 bar or more for 24 hours or more in a high-purity SO 2 gas atmosphere chamber of 99.9% or more.
이때, SO2 가스는 전지 내부에 권취되어 있는 전극인 리튬 금속 표면에 피막을 형성할 수 있으며, 피막은 SOCl2 전지의 TMV를 제거하는 역할을 한다.At this time, the SO 2 gas can form a coating on the surface of the lithium metal, which is an electrode wound around the inside of the battery, and the coating plays a role of removing the TMV of the SOCl 2 battery.
리튬 금속을 고순도의 SO2 가스 분위기 챔버에서 24시간 미만의 시간 동안 저장하는 경우에는 형성된 피막의 두께가 얇고 치밀하지 않아 최저 강하전압(TMV)을 향상시키는 효과가 미미 하다. SO2 가스로 형성된 피막의 경우 일정 두께의 피막이 형성되면 피막이 더 이상 자라지 않기 때문에, 리튬 금속을 SO2 가스에 24 ~ 170시간 정도 저장되어 표면처리되면 저장시간에 따라 원하는 두께의 피막을 형성할 수 있으며, 그 이상을 수행하더라도 초기전압지연 현상이 주목할 만큼 개선되지 않기 때문에 더 이상의 표면처리는 큰 의미가 없다.In the case where lithium metal is stored in a high-purity SO 2 gas atmosphere chamber for less than 24 hours, the thickness of the formed film is thin and not densified and the effect of improving the minimum drop voltage (TMV) is insignificant. In the case of a coating formed from SO 2 gas, the coating does not grow anymore when a certain thickness is formed. Therefore, when the lithium metal is stored in the SO 2 gas for about 24 to 170 hours, No further surface treatment is meaningful, since the initial voltage delay phenomenon is not significantly improved even if more than that.
리튬 금속 표면에 형성되는 피막은 리튬 금속, 즉 리튬 호일과 SO2 가스의 반응물인 Li2O를 포함할 수 있다. The coating formed on the lithium metal surface may include lithium metal, Li 2 O, which is a reactant of lithium foil and SO 2 gas.
피막이 형성된 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S120)에서, 리튬 금속은 리튬-염화 티오닐 전지의 음극으로 사용될 수 있다.
In the step of forming the coated lithium metal as an electrode (S120), the lithium metal may be used as a cathode of a lithium-chloride thionyl battery.
여기서, 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법(S100)은 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S120)와 상기 리튬 금속 표면에 상기 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 피막을 형성하는 단계(S130)는 순서가 서로 바뀌어 수행될 수도 있다. 즉, 상기 리튬 금속 표면에 상기 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 피막을 형성하는 단계(S130)를 수행한 이후에 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S120)를 수행할 수 있다.Here, the lithium-production method of the thionyl chloride cell (S100) is a step (S130 of forming the coating film by the reaction of the lithium metal and SO 2 gas in the step (S120) and the lithium metal surface, to form the lithium metal to the electrode ) May be performed in the order of mutually changing. That is, after the step of forming a coating on the surface of the lithium metal by the reaction of the lithium metal and the SO 2 gas is performed (S130), the step of forming the lithium metal as an electrode (S120) may be performed.
이러한 경우에는, 리튬 압출 후 압출된 롤 단위의 리튬 호일을 SO2 챔버에 저장한 후, 이 리튬 호일을 사용하여 전극을 제조할 수 있다. 앞서 기술한 실시예와 리튬 금속 표면에 피막 형성의 효과는 동일하나, 예를 들어 부피가 큰 리튬 전지의 경우에는 상기 공정 순서를 바꾸어 리튬 전지를 형성하는 것이 비용상 유리한 장점이 있다.
In this case, lithium foil rolled after lithium extrusion is stored in an SO 2 chamber, and the lithium foil can be used to produce an electrode. For example, in the case of a bulky lithium battery, it is advantageous in terms of cost to form the lithium battery by changing the process sequence.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법(S300)은 리튬 금속을 마련하는 단계(S210) 및 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S220)를 포함한다.Referring to FIG. 1B, a method S300 of manufacturing a lithium-chloride thionyl battery according to a comparative example of the present invention includes a step S210 of preparing a lithium metal and a step S220 of forming the lithium metal as an electrode do.
본 발명의 비교예에 따르면, 실시예와는 다르게 리튬 금속의 표면에 피막을 형성하지 않는다.According to the comparative example of the present invention, a film is not formed on the surface of the lithium metal unlike the embodiment.
여기에서도, 상기 리튬 금속은 리튬 호일(Lithium foil)의 형태인 것이 일반적이다. 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계(S220)에서, 리튬 금속은 리튬-염화 티오닐 전지의 음극으로 사용될 수 있다.
Here too, the lithium metal is generally in the form of lithium foil. In the step of forming the lithium metal as an electrode (S220), the lithium metal may be used as a cathode of a lithium-chloride thionyl battery.
다음, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬-염화 티오닐 전지를 마련하는 단계, 제조된 상기 리튬-염화 티오닐 전지를 75~100℃에서 저장하는 단계 및 상기 리튬-염화 티오닐 전지를 평가하는 단계를 포함한다.Next, a lithium-chloride thionyl chloride battery prepared according to Examples and Comparative Examples of the present invention is prepared, the lithium-chloride thionyl chloride battery is stored at 75 to 100 ° C, and the lithium-thionyl chloride And evaluating the battery.
여기서, 리튬-염화 티오닐 전지를 75~100℃에서 저장을 하는 이유는 최저 강하전압(TMV) 실험 평가를 위해 고온가속 환산을 하기 위해서이다. 예를 들어, 75℃에서 9일 동안 저장하는 것은 상온에서 1년 동안 저장하는 것과 동일하다고 계산할 수 있다. 또한, 75℃에서 90일 동안 저장하면 10년 동안 상온에서 보관한 전지와 동일하다고 볼 수 있다. 최저 강하전압(TMV)은 보관 기간이 길수록 낮아(악화)지므로 고온가속 저장 후 평가를 하면 혹독한 조건에서의 최저 강하전압(TMV)을 관찰할 수 있다.Here, the reason why the lithium-chloride thionyl battery is stored at 75 to 100 ° C is to perform high-temperature acceleration conversion for evaluation of the lowest drop voltage (TMV) test. For example, it can be calculated that storage at 75 ° C for 9 days is equivalent to storage at room temperature for one year. In addition, storage at 75 ° C for 90 days is equivalent to storage at room temperature for 10 years. The lowest dropout voltage (TMV) is lower (worse) as the storage period is longer. Therefore, the lowest dropout voltage (TMV) under harsh conditions can be observed by evaluating after high temperature accelerated storage.
상기 리튬-염화 티오닐 전지를 저장하는 단계에서, 리튬-염화 티오닐 전지는 9일 이상의 기간 동안 저장되는 것이 바람직하다. 리튬-염화 티오닐 전지를 75~100℃ 9일 미만의 시간 동안 저장하는 경우에는 최저 강하전압(TMV)의 발생이 미미하여 본 발명으로 개선된 최저 강하전압(TMV)을 관찰할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. In the step of storing the lithium-chloride thionyl battery, the lithium-thionyl chloride battery is preferably stored for a period of 9 days or more. When the lithium-lithium thionyl chloride battery is stored at 75 to 100 ° C for less than 9 days, the minimum dropping voltage (TMV) is insignificant and the lowest dropping voltage (TMV) improved by the present invention can not be observed. not.
상기 리튬-염화 티오닐 전지를 평가하는 단계에서는, 리튬-염화 티오닐 전지의 방전 특성을 측정할 수 있다.
In the step of evaluating the lithium-chloride thionyl battery, the discharge characteristics of the lithium-chloride thionyl battery can be measured.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬-염화 티오닐 전지의 방전 특성을 측정한 결과이다.
FIGS. 2A and 2B are measurement results of the discharge characteristics of the lithium-chloride thionyl chloride battery prepared according to the examples and comparative examples of the present invention, respectively.
본 발명의 실시예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 방전 특성을 측정한 결과, 최저 강하전압(TMV: Transient Minimum Voltage)은 3.1V로 측정되었다. 이에 비하여, 본 발명의 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 방전 특성을 측정한 결과, 최저 강하전압(TMV)은 -2.0V로 측정되었다.As a result of measuring the discharge characteristics of the lithium-chloride thionyl battery according to the embodiment of the present invention, the lowest minimum voltage (TMV) was measured at 3.1V. In contrast, when the discharge characteristics of the lithium-chloride thionyl battery according to the comparative example of the present invention were measured, the lowest drop voltage (TMV) was measured at -2.0V.
상기 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 비교예에 따라 리튬 금속 표면에 SO2 가스를 반응시키지 않은 리튬-염화 티오닐 전지(Li/SOCl2)는 리튬과 전해액의 반응으로 형성된 피막의 높은 저항 때문에 낮은 전압에서 최저 강하전압이 형성된다. 최저 강하전압이 낮으면 온도 조건에 따라 장비의 초기동작이 되지 않아 불량으로 인식되는 등의 단점을 가진다.As can be seen from the above results, according to the comparative example of the present invention, a lithium-thionyl chloride battery (Li / SOCl 2 ) in which the SO 2 gas was not reacted on the surface of the lithium metal was superior in the resistance of the coating formed by the reaction of lithium and electrolyte The lowest dropout voltage is formed at a lower voltage. If the minimum drop voltage is low, it is recognized that the initial operation of the device is not performed according to the temperature condition, and is recognized as a failure.
반면, 본 발명의 실시예에 따라 리튬 금속 표면에 SO2 가스를 반응시켜 Li 금속과 SO2 가스의 상호 화학작용에 의해 피막을 형성할 경우에는, SOCl2 전지의 낮은 TMV와는 달리 TMV가 3.1V 이상으로 높게 형성되며 TMV에 의해 발생하는 부작용은 미미하다.On the other hand, by the reaction of SO 2 gas in the lithium metal surface in accordance with an embodiment of the present invention for forming a coating film by mutual chemical reaction of Li metal and SO 2 gas, unlike the low TMV TMV SOCl 2 battery is 3.1V And the side effects caused by TMV are insignificant.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 리튬 금속과 SO2 가스의 단순한 화학 반응을 이용하여 리튬 금속 표면에 Li2O, Li2S 등의 피막을 형성하며, 형성된 피막이 Li/SOCl2 전지의 TMV를 Li/SO2Cl2 수준(3.0V 이상)으로 높일 수 있다.
Thus, in accordance with an embodiment of the present invention, a lithium metal and a lithium metal surface using a simple chemical reaction of the SO 2 gas Li 2 O, Li 2 forms a film, such as S, and a film Li / SOCl 2 battery TMV formed Can be increased to Li / SO 2 Cl 2 level (3.0 V or more).
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬-염화 티오닐 전지의 임피던스(impedance)를 측정한 결과이다.FIGS. 3A and 3B are measurement results of impedance of a lithium-thionyl chloride battery manufactured according to Examples and Comparative Examples of the present invention, respectively.
본 발명의 실시예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 임피던스를 측정한 결과, 그 값이 0.45Ω 이하로 측정되었다. 이에 비하여, 본 발명의 비교예에 따른 리튬-염화 티오닐 전지의 임피던스를 측정한 결과, 그 값이 50Ω 이상으로 측정되었다.The impedance of the lithium-chloride thionyl battery according to the embodiment of the present invention was measured and found to be 0.45? Or less. On the other hand, the impedance of the lithium-thionyl chloride battery according to the comparative example of the present invention was measured and found to be 50 Ω or more.
상기 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 비교예에 따라 리튬 금속 표면에 SO2 가스를 반응시키지 않은 리튬-염화 티오닐 전지(Li/SOCl2)는 리튬 금속과 전해액의 반응으로 피막을 형성하여 임피던스가 높게 측정되었다. 이에 따라서, 최저 강하전압(TMV)은 낮게 측정된다.As can be seen from the above results, according to the comparative example of the present invention, the lithium-chloride thionyl battery (Li / SOCl 2 ) in which the SO 2 gas is not reacted on the lithium metal surface forms a film by the reaction of the lithium metal and the electrolytic solution, Respectively. Accordingly, the lowest drop voltage TMV is measured to be low.
반면, 본 발명의 실시예에 따라 리튬 금속 표면에 SO2 가스를 반응시켜 리튬 금속과 SO2 가스의 반응에 의해 피막을 형성할 경우에는, 비교예의 높은 임피던스와는 달리 임피던스가 낮게 측정되었다. 이에 따라서, 최저 강하전압은 높게 측정된다.On the other hand, when the SO 2 gas to react to the lithium metal surface in accordance with an embodiment of the present invention to form a film by the reaction of lithium metal and the SO 2 gas, the comparative example was measured with a high impedance low impedance otherwise. Accordingly, the lowest drop voltage is measured to be high.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 리튬 금속과 SO2 가스의 단순한 화학 반응을 이용하여 리튬 금속 표면에 Li2O, Li2S 등의 피막을 형성하며, 형성된 피막이 Li/SOCl2 전지의 임피던스를 Li/SO2Cl2 수준(1Ω)으로 낮출 수 있다.Thus, in accordance with an embodiment of the present invention, the lithium metal and SO 2 just by using a chemical reaction to form a film, such as Li 2 O, Li 2 S on the lithium metal surface, the impedance of the film Li / SOCl 2 battery is formed of a gas To the Li / SO 2 Cl 2 level (1 Ω).
피막을 형성By the reaction of SO 2 gas
Form a coating
피막을 형성By the reaction of electrolyte
Form a coating
본 발명에 따르면, 리튬-염화 티오닐 전지의 리튬전극 표면에 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 형성된 피막을 형성하여 최저 강하전압(TMV) 특성 및 임피던스 특성을 향상시키며 전압성능이 우수한 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법 및 이의 평가방법을 제공할 수 있다.
According to the present invention, a film formed by the reaction of a lithium metal and an SO 2 gas is formed on the surface of a lithium electrode of a lithium-chloride thionyl battery to improve a minimum drop voltage (TMV) characteristic and an impedance characteristic, A method for producing a thionyl battery and a method for evaluating the same can be provided.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
Claims (6)
리튬 호일 형태의 리튬 금속을 마련하는 단계;
상기 리튬 금속을 99.9% 이상의 SO2 가스 분위기이고 1bar 이상의 압력이 인가되는 챔버에서 24시간 이상 170시간 이하의 시간동안 저장하여, 상기 리튬 금속과 SO2 가스의 반응으로 Li2O를 포함하는 피막을 형성하는 단계; 및
피막이 형성된 상기 리튬 금속을 전극으로 형성하는 단계;를 포함하여,
상기 피막에 의해 리튬-염화 티오닐 전지의 최저강하전압(TMV)이 3.0V 이상으로 높아지고, 리튬-염화 티오닐 전지의 임피던스가 1Ω 이하로 낮아지는 것을 특징으로 하는 리튬-염화 티오닐 전지의 제조방법.In a method for producing a lithium-chloride thionyl battery having a lithium electrode,
Providing lithium metal in the form of lithium foil;
The lithium metal is stored in a chamber in which a pressure of 1 bar or more is applied in an atmosphere of 99.9% or more of SO 2 gas for not less than 24 hours but not longer than 170 hours, and a film containing Li 2 O is formed by reaction of the lithium metal and SO 2 gas ; And
And forming the coated lithium metal as an electrode,
Characterized in that the film has a minimum dropping voltage (TMV) of 3.0 V or more and a low impedance of the lithium-chloride thionyl battery to 1 OMEGA or less by the coating of the lithium-chloride thionyl battery Way.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102540475B1 (en) * | 2022-08-09 | 2023-06-07 | 주식회사 비츠로셀 | Battery including plasma-treated lithium electrode |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6632573B1 (en) * | 2001-02-20 | 2003-10-14 | Polyplus Battery Company | Electrolytes with strong oxidizing additives for lithium/sulfur batteries |
-
2013
- 2013-05-31 KR KR1020130062849A patent/KR101412001B1/en active IP Right Grant
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