KR101504325B1 - Sodium-based battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체전해질에 기인한 셀저항을 최대한 감소시키도록 하여 고성능의 나트륨계 전지의 제작을 가능하도록 하고, 캐소드 구성물질 또는 아노드 구성물질이 접하는 고체전해질의 면적을 최대한 확장시킴으로써 작은 부피로도 대용량의 나트륨계 전지를 구현할 수 있도록 하며, 두께를 얇게 하더라도 구조적인 안정성으로 인해 외력에 대한 내구성이 뛰어나도록 하기 위하여, 나트륨이온 전도체를 사이에 두고 캐소드영역 및 아노드영역이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되는, 고체전해질 구조체; 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역에 각각 채워지는 캐소드 구성물질 및 아노드 구성물질; 및 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체가 각각 다수로 형성되고, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역을 각각 밀봉하는 제 1 및 제 2 전극체를 포함하는, 나트륨계 전지가 제공된다. The present invention makes it possible to manufacture a high-performance sodium-based battery by minimizing the cell resistance due to the solid electrolyte and maximize the area of the solid electrolyte in contact with the cathode material or the anode material, In order to realize a large-capacity sodium-based battery and to have excellent durability against external force due to structural stability even if the thickness is reduced, a unit cell having a cathode region and an anode region disposed adjacent to each other with a sodium ion conductor interposed therebetween Wherein the cathode region and the anode region have a groove shape extending in one direction and the end portion of the cathode region and the end portion of the anode region are formed so as to alternately block and open, The end portion of the cathode region and the end portion of the anode region are opposite to each other A solid electrolyte structure; A cathode constituent material and an anode constituent material respectively filled in the cathode region and the anode region; And a plurality of first and second electrode current collectors for respectively inserting into the cathode region and the anode region and including first and second electrode bodies sealing the cathode region and the anode region, A sodium-based battery is provided.

Description

나트륨계 전지{Sodium-based battery}Sodium-based battery < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 전기 자동차용 또는 대용량 전력용으로 이용될 수 있는 고온형 2차 전지인 나트륨계 전지에 이용될 수 있는 나트륨계 고체전해질 구조체 및 나트륨계 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium-based solid electrolyte structure and a sodium-based battery which can be used in a sodium-based battery which is a high-temperature-type secondary battery that can be used for an electric vehicle or a large capacity electric power.

나트륨계 전지는 아노드(anode) 구성물질로서 나트륨을 이용하는 2차 전지를 말하며, 대형 2차 전지로서 리튬계 전지에 비해 전력보존시간이 길고 가격경쟁력이 우수한 장점을 가지고 있다.A sodium-based battery is a secondary battery using sodium as an anode constituent, and has a longer power retention time and superior price competitiveness than a lithium-based battery as a large secondary battery.

이러한 나트륨계 전지는 크게 나트륨-유황(Na-S)전지 및 나트륨-염화니켈(Na-NiCl2)전지를 포함하는데, 나트륨-유황전지는 캐소드(cathode) 구성물질로서 유황을 이용하며, 나트륨-염화니켈 전지는 캐소드 구성물질로서 염화니켈을 이용하는 전지이다. 이중에서 나트륨-유황 전지는 고에너지 밀도 및 고충방전 효율을 가진다. 또한 나트륨-염화니켈 전지는 높은 셀전압, 고출력 밀도, 넓은 작동온도의 범위 및 높은 안정성으로 인하여 전기 자동차용 또는 대용량 저장용 전지로 활용될 수 있다. Such sodium-based batteries include largely sodium-sulfur (Na-S) batteries and sodium-nickel chloride (Na-NiCl 2 ) batteries, which use sulfur as a cathode component, A nickel chloride battery is a battery using nickel chloride as a cathode constituting material. Among these, sodium-sulfur batteries have high energy density and high discharge efficiency. In addition, sodium-nickel chloride batteries can be used as batteries for electric vehicles or for mass storage due to their high cell voltage, high output density, wide operating temperature range and high stability.

한편 나트륨은 표준환원전위가 -2.71V로서, 아노드 구성물질로 이용할 경우 2V 이상의 셀전압을 얻을 수 있다. 그러나 나트륨은 물, 공기 등과 격렬하게 반응하여 발화되는 성질을 가지고 있으므로, 이를 아노드 구성물질로 이용하기 위해서는 비수용성 전해질을 이용해야 한다. 이를 위해 고온에서 나트륨을 용융시키고 나트륨 이온을 선택적으로 통과시키는 고체전해질을 이용하여 전지를 구성한다. On the other hand, sodium has a standard reduction potential of -2.71 V, and a cell voltage of 2 V or more can be obtained when used as an anode component material. However, since sodium has a property of vigorous reaction with water, air, etc., it is necessary to use a non-aqueous electrolyte to use it as an anode material. For this purpose, a battery is constructed using a solid electrolyte which melts sodium at high temperature and selectively passes sodium ions.

대표적으로 나트륨 이온이 이동할 수 있는 고체전해질로서, β〃-알루미나(Al2O3)가 이용된다. 일반적으로 나트륨계 전지에서 β〃-알루미나는 통상 1~2mm의 두께를 가지게 된다.As a solid electrolyte in which sodium ions can move, typically,? - alumina (Al 2 O 3 ) is used. Generally, in a sodium-based battery,? - alumina has a thickness of usually 1 to 2 mm.

그러나 종래의 나트륨계 전지는 고체전해질을 이용하는 경우, 고체전해질을 통한 나트륨 이온의 이동에 의한 저항은 완전충전시 셀저항의 약 50%에 육박하게 되므로, 고체전해질에 기인한 셀저항을 최대한 감소시킬 필요성이 있다. 또한, 종래의 나트륨계 전지는 캐소드 구성물질이 고체전해질에 접하는 면적의 한계로 인하여 고용량을 구현하는데 어려움이 따르고, 두께를 얇게 할 경우 구조적으로 불안정하여 외력에 의해 쉽게 파손되는 문제점을 가진다. However, in the conventional sodium-based battery, when the solid electrolyte is used, the resistance due to the migration of sodium ions through the solid electrolyte is close to 50% of the cell resistance at the time of full charging, so that the cell resistance due to the solid electrolyte is reduced as much as possible There is a need. In addition, the conventional sodium-based battery has a difficulty in realizing a high capacity because of the limit of the area of the cathode constituting material in contact with the solid electrolyte, and structurally unstable when the thickness is reduced, so that it is easily damaged by external force.

본 발명은 상기한 문제점을 포함하여 야기될 수 있는 한 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고체전해질에 기인한 셀저항을 최대한 감소시키도록 하여 고성능의 나트륨계 전지의 제작을 가능하도록 하고, 캐소드 구성물질 또는 아노드 구성물질이 접하는 고체전해질의 면적을 최대한 확장시킴으로써 작은 부피로도 대용량의 나트륨계 전지를 구현할 수 있도록 하며, 두께를 얇게 하더라도 구조적인 안정성으로 인해 외력에 대한 내구성이 뛰어나도록 하는 나트륨계 고체전해질 구조체 및 나트륨계 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것을 아니다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a high performance sodium- By maximizing the area of the solid electrolyte to which the material or anode component contacts, it is possible to realize a large-capacity sodium-based battery even in a small volume, and it is possible to realize a sodium-based battery having excellent durability against external force due to structural stability A solid electrolyte structure, and a sodium-based battery. However, these problems are illustrative, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 의하면, 나트륨이온 전도체를 사이에 두고 캐소드영역 및 아노드영역이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되는, 고체전해질 구조체; 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역에 각각 채워지는 캐소드 구성물질 및 아노드 구성물질; 및 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체가 각각 다수로 형성되고, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역을 각각 밀봉하는 제 1 및 제 2 전극체를 포함하는, 나트륨계 전지가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising a plurality of unit cells having a cathode region and an anode region disposed adjacent to each other with a sodium ion conductor interposed therebetween, wherein the cathode region and the anode region have a groove shape extending in one direction And an end portion of the cathode region and an end portion of the anode region are alternately arranged so as to repeatedly block and open so that an end portion of the cathode region and an end portion of the anode region are opened in mutually opposite directions, Structure; A cathode constituent material and an anode constituent material respectively filled in the cathode region and the anode region; And a plurality of first and second electrode current collectors for respectively inserting into the cathode region and the anode region and including first and second electrode bodies sealing the cathode region and the anode region, A sodium-based battery is provided.

본 발명의 다른 관점에 의하면, 다공성 지지체를 사이에 두고 캐소드영역 및 아노드영역이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되며,According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising a plurality of unit cells having a cathode region and an anode region disposed adjacent to each other with a porous support interposed therebetween, wherein the cathode region and the anode region have a groove shape extending in one direction An end portion of the cathode region and an end portion of the anode region are alternately arranged so as to repeatedly block and open so that an end portion of the cathode region and an end portion of the anode region are opened in mutually opposite directions,

상기 캐소드영역과 상기 아노드영역 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 나트륨이온 전도층이 형성되는, 고체전해질 구조체; 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역에 각각 채워지는 캐소드 구성물질 및 아노드 구성물질; 및 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체가 각각 다수로 형성되고, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역을 각각 밀봉하는 제 1 및 제 2 전극체를 포함하는, 나트륨계 전지가 제공된다.Wherein a sodium ion conductive layer is formed on the inner side of either or both of the cathode region and the anode region; A cathode constituent material and an anode constituent material respectively filled in the cathode region and the anode region; And a plurality of first and second electrode current collectors for respectively inserting into the cathode region and the anode region and including first and second electrode bodies sealing the cathode region and the anode region, A sodium-based battery is provided.

이때 상기 나트륨이온 전도층은, β''-알루미나 또는 나시콘(NASICON) 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. At this time, the sodium ion conductive layer may include any one or both of? '' - alumina or NASICON.

또한 상기 다공성 지지체는, 세라믹 소재로 이루어진 것일 수 있다. The porous support may be made of a ceramic material.

한편, 일예로서 상기 캐소드 구성물질은 금속, NaCl 및 액상의 용융염을 포함하고, 상기 아노드 구성물질은 용융 나트륨을 포함하는 것일 수 있으며, 이때 상기 금속은 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn) 및 그 외 천이금속을 포함할 수 있다.For example, the cathode material may include a molten salt of metal, NaCl, and liquid, and the anode may include molten sodium, wherein the metal is selected from the group consisting of Ni, Fe, Zinc (Zn) and other transition metals.

다른 예로서, 상기 캐소드 구성물질은 황화물을 포함하고, 상기 아노드 구성물질은 용융 나트륨을 포함할 수 있다.As another example, the cathode component material may include a sulfide, and the anode component material may include molten sodium.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 나트륨계 고체전해질 구조체 및 나트륨계 전지에 의하면, 고체전해질에 기인한 셀저항을 최대한 감소시키도록 하여 고성능의 나트륨계 전지의 제작을 가능하도록 하고, 캐소드 구성물질 또는 아노드 구성물질이 접하는 고체전해질의 면적을 최대한 확장시킴으로써 작은 부피로도 대용량의 나트륨계 전지를 구현할 수 있도록 하며, 두께를 얇게 하더라도 구조적인 안정성으로 인해 외력에 대한 내구성이 뛰어나도록 할 수 있다. 또한 이러한 효과에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the sodium-based solid electrolyte structure and the sodium-based battery of the present invention as described above, the cell resistance due to the solid electrolyte is reduced as much as possible, thereby making it possible to manufacture a high-performance sodium- By enlarging the area of the solid electrolyte to which the nodal constituent material contacts, it is possible to realize a large-capacity sodium-based battery even with a small volume, and durability against external force can be improved due to structural stability even if the thickness is reduced. Also, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체를 도시한 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체전해질 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체전해질 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.1 is a perspective view showing a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention.
3 is a bottom perspective view showing a solid electrolyte structure of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention.
4 is a plan view showing a part of a solid electrolyte structure of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a sodium-based battery according to a second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a sodium-based battery according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic view for explaining a method of manufacturing a solid electrolyte structure according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic view for explaining a method of manufacturing a solid electrolyte structure according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지를 분해하여 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체를 도시한 저면사시도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention, 1 is a bottom perspective view showing a solid electrolyte structure of a sodium-based battery according to the first embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체(110)는 나트륨계 전지(100)를 위한 구조체로서, 캐소드 구성물질(114; 도 5에 도시)과 아노드 구성물질(115; 도 5에 도시)을 서로 분리시키고, 나트륨 이온(Na+)만을 선택적으로 투과시키도록 하는 분리막 역할을 수행하게 되는데, 나트륨이온 전도체(111)와, 캐소드영역(112) 및 아노드영역(113)을 포함할 수 있다. 1 to 3, a solid electrolyte structure 110 of a sodium-based battery according to a first embodiment of the present invention is a structure for a sodium-based battery 100, and includes a cathode constituent material 114 ) And the anode constituent material 115 (shown in FIG. 5) and selectively permeates only sodium ions (Na + ). The sodium ion conductor 111 and the cathode region 112, and an anode region 113. [0033]

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체(110)는 나트륨 이온을 통과시킬 수 있는 나트륨이온 전도체(111)에 복수개의 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)이 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)은 고체전해질 구조체(110) 내에서 일방향으로 연장되는 홈형태를 가지며, 나트륨이온 전도체(111)를 사이에 두고 인접하여 배치된 단위셀(112, 113)을 이루며, 이러한 단위셀(112,113)은 고체전해질 구조체(110) 내에서 복수개로 배열되도록 형성된다. 이때 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)은 나트륨이온 전도체(111)를 벽(111a)으로 하여 독립된 공간을 가지도록 각각 형성되며, 캐소드영역(112)의 단부와 아노드영역(113)의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 캐소드영역(112)의 단부와 아노드영역(113)의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되는 형상을 가진다. 4 and 5, the solid electrolyte structure 110 of the sodium-based battery according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of cathode regions 112 on a sodium ion conductor 111 capable of passing sodium ions, And an anode region 113 are formed. More specifically, the cathode region 112 and the anode region 113 have a groove shape extending in one direction in the solid electrolyte structure 110, and the unit cells 112 113, and the unit cells 112, 113 are formed in a plurality of units in the solid electrolyte structure 110. At this time, the cathode region 112 and the anode region 113 are formed to have independent spaces with the sodium ion conductor 111 as the wall 111a, respectively, and the ends of the cathode region 112 and the anode region 113, The end portion of the cathode region 112 and the end portion of the anode region 113 are opened in a direction opposite to each other.

고체전해질 구조체(110)는 집적도를 높이기 위하여, 상면과 하면 중 어느 하나의 면에 캐소드영역(112)들의 단부가 개방되도록 형성되고 동시에 다른 하나의 면에 아노드영역(113)들의 단부가 개방되도록 형성되는 허니컴 구조와 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 여기서 나트륨 이온 전도체(111)의 구조는 본 실시예에서처럼 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)의 횡단면이 사각형으로 이루어질 수 있으며, 이에 한하지 않고, 횡단면이 원형 또는 육각형 등의 다각형을 비롯하여 다양한 형상을 가질 수 있다. In order to increase the degree of integration, the solid electrolyte structure 110 is formed such that the end portions of the cathode regions 112 are opened on one of the upper and lower surfaces and the end portions of the anode regions 113 are opened on the other surface The honeycomb structure may have a structure similar to that of the honeycomb structure. Here, the structure of the sodium ion conductor 111 may be a rectangular shape in cross section of the cathode region 112 and the anode region 113 as in the present embodiment, but it is not limited to this, and a polygon such as a circular or hexagonal cross- And can have various shapes.

나트륨이온 전도체(111)는 나트륨 이온을 선택적으로 통과시킬 수 있는 부재로서, 예컨대 β''-알루미나((Al2O3) 또는 나시콘(NASICON; Na3Zr2Si2PO12) 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.Sodium ion conductor 111 is a member capable of selectively passing a sodium ion, for example, β '' - alumina ((Al 2 O 3) or tank top cone (NASICON; any of Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 ) one Or both.

본 실시예에서처럼 캐소드영역(112)은 나트륨이온 전도체(111)의 상면을 개방시키도록 형성될 수 있고, 아노드영역(113)은 나트륨이온 전도체(111)의 하면을 개방시키도록 형성될 수 있는데, 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)은 그 형성 위치를 서로 달리하여 하면과 상면을 각각 개방시키도록 형성될 수도 있다. 따라서 캐소드영역(112)와 아노드영역(113)은 나트륨이온 전도체(111)를 사이에 개재시킨 상태에서 서로 인접하게 배치되지만 외부로 개방된 방향은 서로 반대되는 방향을 가지게 된다. The cathode region 112 may be formed to open the upper surface of the sodium ion conductor 111 and the anode region 113 may be formed to open the lower surface of the sodium ion conductor 111 And the cathode region 112 and the anode region 113 may be formed so as to open the lower surface and the upper surface, respectively, in different positions. Therefore, the cathode region 112 and the anode region 113 are disposed adjacent to each other with the sodium ion conductors 111 interposed therebetween, but the directions opened to the outside have mutually opposite directions.

캐소드영역(112)과 아노드영역(113)에는 캐소드 구성물질(114)과 아노드 구성물질(115)이 각각 채워질 수 있다. 캐소드영역(112)에 채워지는 캐소드 구성물질(114) 및 아노드영역(113)에 채워지는 아노드 구성물질(115)은 전지의 종류에 따라 다양한 실시예가 가능하다. The cathode structure material 114 and the anode structure material 115 may be filled in the cathode region 112 and the anode region 113, respectively. The cathode constituent material 114 filled in the cathode region 112 and the anode constituent material 115 filled in the anode region 113 can be variously modified depending on the type of the battery.

예를 들어, 나트륨(Na)-염화니켈(NiCl2) 전지의 경우, 캐소드영역(112)에는 방전시 기준으로 Ni, NaCl 및 나트륨 전도성 염의 혼합물이 채워지고, 아노드영역(113)에는 용융 나트륨이 채워질 수 있다. 상기 나트륨 전도성 염은 저융점을 가진 것으로서, 예를 들어, NaAlCl4 일 수 있다. 외부 가열장치를 이용하여 NaAlCl4을 용융시키게 되며, 이러한 용융된 NaAlCl4은 전지의 운전온도에서 용융된 액상으로 존재하면서 캐소드 영역(112) 내에서 나트륨 이온의 전도체 역할을 수행하게 된다. 충전반응시 Ni은 NaCl과 반응하여 NiCl2를 형성하며, NaCl로부터 분해된 나트륨 이온은 나트륨이온 전도체(111)를 통과하여 비어있는 아노드영역(113)으로 이동한 후 액상으로 되면서 아노드영역(113)에 용융 나트륨이 채워지게 할 수 있다.For example, in the case of a sodium (Na) -chlorinated nickel (NiCl 2 ) cell, the cathode region 112 is filled with a mixture of Ni, NaCl, and sodium conductive salt as a discharge reference, Can be filled. Conductive salt The sodium as having a low melting point, for example, may NaAlCl 4th. An external heating device is used to melt NaAlCl 4 and this molten NaAlCl 4 is present in the molten liquid state at the operating temperature of the cell and serves as a conductor of sodium ions in the cathode region 112. During the charging reaction, Ni reacts with NaCl to form NiCl 2 , and the sodium ions decomposed from NaCl pass through the sodium ion conductor 111 to the vacant anode region 113 and then into the liquid phase, 113 may be filled with molten sodium.

위에서는 캐소드 구성물질을 구성하는 금속으로 Ni이 예시되었으나, 다른 예로서 NaCl와 반응하여 금속의 염화물(MxCly, M은 금속원소)을 형성할 수 있는 금속, 예를 들어, Fe, Zn, 기타 그외 천이금속 등이 이용될 수 있다. Ni is exemplified as the metal constituting the cathode constituting material, but as another example, a metal capable of forming a chloride (M x Cl y , M is a metal element) of a metal by reacting with NaCl, for example, Fe, Zn , And other transition metals may be used.

또 다른 예로서, NaS 계열 전지의 경우에는 아노드영역(113)에 아노드 구성물질인 용융 나트륨이 채워지고, 캐소드영역(112)에는 캐소드 구성물질로서 황을 포함하는 물질, 예를 들어 예를 들어 카본에 황이 함침된 것과 같은 물질이 채워질 수 있다. As another example, in the case of a NaS-based battery, the anode region 113 is filled with molten sodium, which is an anode forming material, and the cathode region 112 is filled with a material containing sulfur as a cathode constituting material, It may be filled with materials such as sulfur impregnated with carbon.

한편, 전지의 종류에 따라 캐소드영역(112) 및/또는 아노드영역(113)에는 물질간의 전기화학적 반응을 안정화시키거나 활성화시키기 위한 여러 종류의 첨가제가 더 채워질 수 있다. The cathode region 112 and / or the anode region 113 may be further filled with various kinds of additives for stabilizing or activating the electrochemical reaction between materials, depending on the type of the battery.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a sodium-based battery according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지(200)의 고체전해질 구조체(210)는 다공질 지지체(211)가 상술한 제 1 실시예를 따르는 나트륨계 전지(100)의 고체전해질 구조체(110)와 동일한 형상을 갖되, 캐소드영역(212)과 아노드영역(213) 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 나트륨 이온을 통과시킬 수 있는 나트륨이온 전도층(214)이 코팅되어 있다는 점에 차이가 있다. 6, the solid electrolyte structure 210 of the sodium-based battery 200 according to the second embodiment of the present invention includes a porous support 211, which is made of the same material as that of the sodium-based battery 100 according to the first embodiment The sodium ion conductive layer 214 that has the same shape as the solid electrolyte structure 110 and is capable of passing sodium ions is coated on the inner side of either or both of the cathode region 212 and the anode region 213 There are differences in points.

따라서 제 2 실시예에 따른 나트륨 전지(200)의 고체전해질 구조체(210)은 다공성 지지체(211)를 사이에 두고 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213)이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213)은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역(212)의 단부와 상기 아노드영역(212)의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역(212)의 단부와 상기 아노드영역(213)의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되며, 상기 캐소드영역(212)과 상기 아노드영역(213) 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 나트륨이온 전도층이 형성되는 구조를 가진다. The solid electrolyte structure 210 of the sodium battery 200 according to the second embodiment has a plurality of unit cells in which the cathode region 212 and the anode region 213 are disposed adjacent to each other with the porous support 211 therebetween, The cathode region 212 and the anode region 213 have a groove shape extending in one direction and the end portion of the cathode region 212 and the end portion of the anode region 212 are alternately blocked The end portion of the cathode region 212 and the end portion of the anode region 213 are opened in opposite directions to each other so that the cathode region 212 and the anode region 213 And a structure in which a sodium ion conductive layer is formed inside one or both of them.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체(210)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지의 고체전해질 구조체(110)에 포함되는 나트륨이온 전도체(111) 전부가 나트륨 이온의 선택적 통과를 허용하는 것과는 달리, 나트륨 이온의 통과를 허용하도록 다공성 재질 또는 구조로 이루어지는 다공성 지지체(211)의 일부에 나트륨 이온의 선택적 통과를 허용하는 나트륨이온 전도층(214)이 형성된다. 따라서, 고체전해질 구조체(210)를 통해 나트륨 이온이 캐소드영역(212)과 아노드영역(213) 사이를 이동하는 경우, 나트륨 이온은 고체전해질 구조체(210)의 나트륨이온 전도층(214)을 통과한 다음 다공성 지지체(211)를 통과하거나, 역으로 다공성 지지체(211)를 통과한 후에 나트륨이온 전도층(214)을 통과할 수 있다. The solid electrolyte structure 210 of the sodium-based battery according to the second embodiment of the present invention is a structure in which all of the sodium ion conductors 111 included in the solid electrolyte structure 110 of the sodium-based battery according to the first embodiment of the present invention A sodium ion conductive layer 214 is formed that allows selective passage of sodium ions to a portion of a porous support 211 made of a porous material or structure to allow the passage of sodium ions, as opposed to allowing selective passage of sodium ions . Thus, when sodium ions move between the cathode region 212 and the anode region 213 through the solid electrolyte structure 210, the sodium ions pass through the sodium ion conductive layer 214 of the solid electrolyte structure 210 And then pass through the porous support 211 or, after passing through the porous support 211, through the sodium ion conductive layer 214.

다공성 지지체(211)는 나트륨계 전지를 제조하는 과정에서 가해질 수 있는 여러 종류의 외력에 대해서 충분히 견딜 수 있는 재질 및 두께를 가진다. 또한 다공성 지지체(211)는 나트륨 이온의 이동이 원활하게 일어나기 위한 이동경로로서, 충분한 기공도를 가진다. 즉 다공성 지지체(211)는 내부에 다수의 기공을 가지고 있으며, 이러한 기공들이 서로 연결되어 나트륨 이온이 용이하게 이동할 수 있는 이동경로를 제공하게 되는데, 예를 들면 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. The porous support 211 has a material and thickness sufficient to withstand various types of external forces that can be applied in the course of manufacturing a sodium-based battery. Further, the porous support 211 has a sufficient porosity as a movement path for smooth movement of sodium ions. That is, the porous support 211 has a plurality of pores therein, and these pores are connected to each other to provide a movement path for facilitating the movement of sodium ions, for example, a ceramic material.

나트륨이온 전도층(214)은 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213) 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 코팅 방법 등에 의해 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 일례로서 캐소드영역(212) 내측에만 형성됨을 나타내었으며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 아노드영역(213)의 내측에만 형성되거나, 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213) 모두의 내측에 형성되거나, 캐소드영역(212)의 내측을 포함하는 부분에 형성되거나, 아노드영역(213)의 내측을 포함하는 부분에 형성될 수 있다. 또한 이러한 나트륨이온 전도층(214)은 β''-알루미나 또는 나시콘(NASICON) 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.The sodium ion conductive layer 214 may be formed by a coating method or the like on the inside of any one or both of the cathode region 212 and the anode region 213. In this embodiment, The present invention is not limited thereto and may be formed only on the inner side of the anode region 213 or on the inner side of both the cathode region 212 and the anode region 213, Or may be formed in a portion including the inside of the anode region 212 or in a portion including the inside of the anode region 213. [ In addition, this sodium ion conductive layer 214 may include any one or both of? '' - alumina or NASICON.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지(100)는 고체전해질 구조체(110)와, 캐소드 구성물질(114) 및 아노드 구성물질(115)과, 제 1 및 제 2 전극체(120,130)를 포함할 수 있다. 1 to 5, a sodium-based battery 100 according to a first embodiment of the present invention includes a solid electrolyte structure 110, a cathode structure material 114 and an anode structure material 115, 1 and the second electrode body 120, 130.

캐소드 구성물질(114)과 아노드 구성물질(115)은 위에서 이미 설명한 바와 같이 캐소드영역(112)과 아노드영역(113) 각각에 채워지게 된다. The cathode constituent material 114 and the anode constituent material 115 are filled in the cathode region 112 and the anode region 113, respectively, as described above.

제 1 및 제 2 전극체(120,130)는 니켈, 철 등의 전도성 재질로 이루어질 수 있고, 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체(121,131)가 각각 다수로 형성될 수 있으며, 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)을 각각 밀봉시키도록 하는데, 본 실시예에서처럼 고체전해질 구조체(110)의 상면과 하면에 각각 설치될 수 있다.The first and second electrode bodies 120 and 130 may be made of a conductive material such as nickel or iron and may include first and second electrode current collectors 121 and 131 for insertion into the cathode region 112 and the anode region 113, And the cathode region 112 and the anode region 113 may be respectively sealed on the upper and lower surfaces of the solid electrolyte structure 110 as in the present embodiment.

제 1 전극체(120)는 일례로 판상 구조를 가지고서 캐소드영역(112) 각각에 대응하도록 다수의 제 1 전극 집전체(121)가 수직되게 형성되어 있으며, 제 2 전극체(130)는 일례로 판상 구조를 가지고서 아노드영역(113) 각각에 대응하도록 다수의 전극 집전체(131)가 수직되게 형성되어 있다.The first electrode unit 120 has a plate-like structure and a plurality of first electrode current collectors 121 are vertically formed to correspond to each of the cathode regions 112. The second electrode unit 130 is formed, for example, A plurality of electrode current collectors 131 are vertically formed so as to correspond to each of the anode regions 113 with a plate-like structure.

제 1 및 제 2 전극체(120,130)는 캐소드영역(112)과 아노드영역(113) 각각을 밀봉시키도록 고체전해질 구조체(110)의 양측면에 내화학성 또는 내열성을 가진 접합제로 접합되거나, 볼트나 스크루 등의 체결에 의해 고정되거나, 실링을 가능하도록 하는 클램프링 등의 고정부재를 사용하여 고정될 수 있으며, 이 밖에도 다양한 방식에 의해 캐소드영역(112)과 아노드영역(113) 각각을 밀봉시키도록 설치될 수 있다. The first and second electrode bodies 120 and 130 may be bonded to both sides of the solid electrolyte structure 110 with a bonding agent having chemical resistance or heat resistance so as to seal the cathode region 112 and the anode region 113, A fixing member such as a clamp ring that can be fixed by tightening of a screw or the like or a clamp ring that enables sealing, and the cathode region 112 and the anode region 113 may be sealed by various other methods .

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지(200)는 고체전해질 구조체(210)와, 캐소드 구성물질(215) 및 아노드 구성물질(216)과, 제 1 및 제 2 전극체(220,230)를 포함할 수 있는데, 여기서 캐소드 구성물질(215) 및 아노드 구성물질(216)과, 제 1 및 제 2 전극체(220,230)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지(100)와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.6, a sodium-based battery 200 according to a second embodiment of the present invention includes a solid electrolyte structure 210, a cathode constituent material 215 and an anode constituent material 216, The cathode structure material 215 and the anode structure material 216 and the first and second electrode bodies 220 and 230 may include two electrode bodies 220 and 230 in accordance with the first embodiment of the present invention. Is the same as that of the system battery 100, and a description thereof will be omitted.

한편 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지(100,200)는 고온전지로서, 외부에 열을 공급하는 전기히터 등의 가열원이 장착될 수 있으며, 케이싱이나 하우징에 의해 외부가 보호되도록 감싸여질 수 있다.Meanwhile, the sodium-based battery 100 or 200 according to the first or second embodiment of the present invention is a high-temperature battery, and a heating source such as an electric heater for supplying heat to the outside can be mounted. It can be wrapped up as it is.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a sodium-based battery according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법은 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)와, 상기 캐소드영역 및 아노드영역 중 어느 하나 이상에 구성물질을 채우는 단계(S12)와, 고체전해질 구조체의 상면과 하면에 제 1 및 제 2 전극체를 각각 설치하는 단계(S13)를 포함할 수 있으며, 도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나트륨계 전지(100)를 참조하여 설명하기로 한다. Referring to FIG. 7, a method of manufacturing a sodium-based battery according to an embodiment of the present invention includes forming a solid electrolyte structure (S11), filling a constituent material in at least one of the cathode region and the anode region (S12), and a step (S13) of installing first and second electrode bodies on the upper and lower surfaces of the solid electrolyte structure, respectively. In the first embodiment of the present invention shown in Figs. 1 to 5 Will be described with reference to the sodium-based battery 100 according to the present invention.

고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)에 의하면, 나트륨 이온(Na+)을 통과시킬 수 있는 나트륨이온 전도체(111)를 벽(111a)으로 하여 사이에 두고 캐소드영역(112) 및 아노드영역(113)이 인접하여 배치된 단위셀(112, 113)을 복수개로 포함하되, 캐소드영역(112) 및 아노드영역(113)은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 캐소드영역(112)의 단부와 아노드영역(113)의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 캐소드영역(112)의 단부와 아노드영역(113)의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되는, 고체전해질 구조체를 형성하도록 한다.According to the step S11 of forming the solid electrolyte structure, the sodium ion conductor 111 capable of allowing the sodium ion (Na + ) to pass therethrough is interposed between the cathode region 112 and the anode region The cathode region 112 and the anode region 113 have a groove shape extending in one direction and the end portions of the cathode region 112 and the cathode region 112 are connected to each other. The end portion of the anode region 113 is alternately formed so as to repeatedly block and open so that the end portion of the cathode region 112 and the end portion of the anode region 113 are opened in mutually opposite directions, Respectively.

고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)에 의하면, 나트륨이온 전도체(111)가 상면과 하면 중 어느 하나의 면에 캐소드영역(112)들이 개방되도록 형성됨과 아울러, 다른 하나의 면에 아노드영역(113)들이 개방되도록 형성되는 구조로 이루어지도록 할 수 있고, 나트륨이온 전도체(111)가 β''-알루미나(Al2O3) 또는 나시콘(NASICON; Na3Zr2Si2PO12) 중 어느 하나 또는 모두를 포함하도록 할 수 있다.According to the step S11 of forming the solid electrolyte structure, the sodium ion conductor 111 is formed such that the cathode regions 112 are opened on one of the upper and lower surfaces, and the anode region 113) are opened so that the sodium ion conductor 111 can be made of any one of? "- alumina (Al 2 O 3 ) or NASICON (Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 ) One or both.

다음, 캐소드영역 및 아노드영역 중 어느 하나 이상에 구성물질(114, 115) 을 채운다(S12). 캐소드영역(112)에 채워지는 캐소드 구성물질(114) 및 아노드영역(113)에 채워지는 아노드 구성물질(115)은 전지의 종류에 따라 다양한 실시예가 가능하다. Next, the constituent materials 114 and 115 are filled in at least one of the cathode region and the anode region (S12). The cathode constituent material 114 filled in the cathode region 112 and the anode constituent material 115 filled in the anode region 113 can be variously modified depending on the type of the battery.

예를 들어, 나트륨(Na)-염화니켈(NiCl2) 전지의 경우, 캐소드영역(112)에는 캐소드 구성물질(114)로서, Ni 및 NaCl을 나트륨 전도성 염(salt), 예를 들어, NaAlCl4와 혼합하여 채울 수 있다. 외부 가열장치를 이용하여 NaAlCl4을 용융시키게 되며, 이러한 용융된 NaAlCl4은 전지의 운전온도에서 용융된 액상으로 존재하면서 캐소드 영역(112) 내에서 나트륨 이온의 전도체 역할을 수행하게 된다. 충전반응시 Ni은 NaCl과 반응하여 NiCl2를 형성하며, NaCl로부터 분해된 나트륨 이온은 나트륨이온 전도체(111)를 통과하여 비어있는 아노드영역(113)으로 이동한 후 액상으로 되면서 아노드영역(113)에 용융 나트륨이 채워지게 할 수 있다. 따라서 나트륨-염화니켈 전지의 경우에는 아노드 영역(113)에 별도로 아노드 구성물질인 용융 나트륨을 별도로 채우지 않고, 전지가 구성된 후 충전반응을 통해 채울 수 있다.For example, in the case of a sodium (Na) -chlorinated nickel (NiCl 2 ) cell, the cathode region 112 is provided with Ni and NaCl as the cathode constituent material 114 with a sodium conductive salt such as NaAlCl 4 . An external heating device is used to melt NaAlCl 4 and this molten NaAlCl 4 is present in the molten liquid state at the operating temperature of the cell and serves as a conductor of sodium ions in the cathode region 112. During the charging reaction, Ni reacts with NaCl to form NiCl 2 , and the sodium ions decomposed from NaCl pass through the sodium ion conductor 111 to the vacant anode region 113 and then into the liquid phase, 113 may be filled with molten sodium. Therefore, in the case of the sodium-nickel chloride battery, the anode region 113 may be separately filled with molten sodium, which is an anode constituent, through a post-charge reaction.

위에서는 캐소드 구성물질을 구성하는 금속으로 Ni이 예시되었으나, 다른 예로서 NaCl와 반응하여 금속의 염화물(MxCly, M은 금속원소)을 형성할 수 있는 금속, 예를 들어, Fe, Zn, 기타 그외 천이금속 등이 이용될 수 있다. Ni is exemplified as the metal constituting the cathode constituting material, but as another example, a metal capable of forming a chloride (M x Cl y , M is a metal element) of a metal by reacting with NaCl, for example, Fe, Zn , And other transition metals may be used.

또 다른 예로서, NaS 계열 전지의 경우에는 아노드영역(113)에 아노드 구성물질인 용융 나트륨을 채우고, 캐소드영역(112)에는 캐소드 구성물질로서 황을 포함하는 물질, 예를 들어 카본에 황이 함침된 것과 같은 물질을 채울 수 있다. As another example, in the case of a NaS-based battery, molten sodium which is an anode constituent material is filled in the anode region 113, and a material containing sulfur as a cathode constituting material, for example, It is possible to fill the same material as that impregnated.

한편, 전지의 종류에 따라 캐소드영역(112) 및/또는 아노드영역(113)에는 물질간의 전기화학적 반응을 안정화시키거나 활성화시키기 위한 여러 종류의 첨가제가 더 채워질 수 있다. The cathode region 112 and / or the anode region 113 may be further filled with various kinds of additives for stabilizing or activating the electrochemical reaction between materials, depending on the type of the battery.

제 1 및 제 2 전극체를 각각 설치하는 단계(S13)에 의하면, 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)을 제 1 및 제 2 전극체(120,130)로 각각 밀봉시키되, 제 1 및 제 2 전극체(120,130) 상에 각각 다수로 형성되는 제 1 및 제 2 전극 집전체(121,131)가 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)에 각각 삽입되도록 한다. 이때, 제 1 및 제 2 전극체(120,130)가 캐소드영역(112)과 아노드영역(113)을 밀봉시키도록 고체전해질 구조체(110)의 양측면, 구체적으로는 나트륨이온 전도체(111)의 상면과 하면에 내화학성 또는 내열성을 가진 접합제로 접합되거나, 볼트나 스크루 등의 체결에 의해 고정되거나, 실링을 가능하도록 클램프링 등의 고정부재를 사용하여 고정될 수 있다.The cathode region 112 and the anode region 113 are sealed with the first and second electrode bodies 120 and 130 respectively and the first and second electrode bodies 120 and 130 are sealed in the step S13, The first and second electrode current collectors 121 and 131 formed on the two electrode bodies 120 and 130 are inserted into the cathode region 112 and the anode region 113, respectively. At this time, the first and second electrode bodies 120 and 130 are formed on opposite sides of the solid electrolyte structure 110, specifically, on the upper surface of the sodium ion conductor 111 and on both sides of the solid electrolyte structure 110 so as to seal the cathode region 112 and the anode region 113 The lower surface can be fixed with a bonding agent having chemical resistance or heat resistance, fixed with bolts, screws or the like, or fixed using a fixing member such as a clamp ring to enable sealing.

경우에 따라 전지구성을 완성하기 위하여 상기한 단계(S11~S13)들을 마치면, 충전반응을 일으키는 단계(S14)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 나트륨-염화니켈 전지의 경우에는 상술한 바와 같이 가열원에 의해 NaAlCl4를 용융시킨 후 충전반응을 일으켜서, Ni이 NiCl2이 되고, 이때 분해된 나트륨 이온이 나트륨이온 전도체(111)를 통과하여 비어있는 아노드영역(113)으로 이동한 후 액상으로 되면서 아노드영역(113)에 용융 나트륨이 채워지도록 하고, 아노드영역(113)에 용융 나트륨이 채워지면 전지로서 사용할 수 있게 된다.When completing the above-described steps S11 to S13 to complete the battery configuration as occasion demands, step S14 of causing a charging reaction can be performed. For example, in the case of a sodium-nickel chloride battery, as described above, NaAlCl 4 is melted by a heating source and a charging reaction is caused, so that Ni becomes NiCl 2 , The molten sodium is filled in the anode region 113 and the molten sodium is filled in the anode region 113 so that the battery can be used as a battery .

한편, 충전반응을 일으키는 단계(S14) 전 또는 후에는 나트륨계 전지(100)의 조립체 외부에 전기히터 등의 가열원이 장착되도록 조립될 수 있으며, 이들의 조립을 마친 결과물을 케이싱이나 하우징에 의해 외부가 보호되도록 패키징을 수행할 수 있다.On the other hand, before or after the step S14 of causing the charging reaction, the heating source such as an electric heater may be mounted outside the assembly of the sodium-based battery 100, and the resultant assembly may be mounted on the casing or the housing The packaging can be performed so that the outside is protected.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법은, 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지(200)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법에서와 마찬가지로 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)와, 캐소드영역에 캐소드 구성물질을 채우는 단계(S12)와, 고체전해질 구조체의 상면과 하면에 제 1 및 제 2 전극체를 각각 설치하는 단계(S13)를 포함하고, 나아가서 충전 반응을 일으키는 단계(S14)를 더 포함하는데, 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)를 제외한 다른 단계(S12~S14)들은 본 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법과 동일 내지 유사하므로, 이와 상이한 단계에 대해서만 설명하기로 한다.A method of manufacturing a sodium-based battery according to another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a sodium-based battery 200 according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 6, (S11) of forming a solid electrolyte structure in the same manner as in the method of manufacturing a sodium-based battery according to an exemplary embodiment of the present invention, filling the cathode material with a cathode material in a cathode region, (S13) of forming a solid electrolytic structure, and a step (S13) of installing a two-electrode body, and further causing a charging reaction (S14). Other steps (S12 to S14) The method of manufacturing the sodium-based battery according to the embodiment of the present invention is the same as or similar to the method of manufacturing the sodium-based battery according to the embodiment of the present invention.

본 실시예에서 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나트륨계 전지(200)를 구성하는 고체전해질 구조체(210)를 형성하기 위한 단계로서, 다공성 지지체(211)를 사이에 두고 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213)이 인접하여 배치된 단위셀(212, 213)을 복수개로 포함하되, 캐소드영역(212) 및 아노드영역(213)은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 캐소드영역(212)의 단부와 아노드영역(213)의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 캐소드영역(212)의 단부와 아노드영역(213)의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되며, 캐소드영역(212)과 아노드영역(213) 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 나트륨이온 전도층(214)이 형성되는, 고체전해질 구조체(210)을 형성할 수 있다.The step S11 of forming the solid electrolyte structure in this embodiment is a step for forming the solid electrolyte structure 210 constituting the sodium-based battery 200 according to the second embodiment of the present invention, A plurality of unit cells 212 and 213 are disposed adjacent to each other with a cathode region 212 and an anode region 213 interposed therebetween and the cathode region 212 and the anode region 213 are formed in one direction An end portion of the cathode region 212 and an end of the anode region 213 are alternately formed so as to repeatedly block and open so that the end portion of the cathode region 212 and the end portion of the anode region 213, And a sodium ion conductive layer 214 is formed on the inner side of either or both of the cathode region 212 and the anode region 213. The solid electrolyte structure 210 is formed in the shape of a solid electrolyte layer, can do.

또한 본 실시예에서 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)는 다공성 지지체(211)가 상면과 하면 중 어느 하나의 면에 캐소드영역(212)들이 개방되도록 형성됨과 아울러, 다른 하나의 면에 아노드영역(213)들이 개방되도록 형성되는 구조로 이루어지도록 할 수 있고, 다공성 지지체(211)가 세라믹 소재로 이루어지도록 할 수 있으며, 나트륨이온 전도층(214)이 β''-알루미나 또는 나시콘(NASICON) 중 어느 하나 또는 모두를 포함하도록 할 수 있다. In addition, in the step S11 of forming the solid electrolyte structure in this embodiment, the porous support 211 is formed such that the cathode regions 212 are opened on one of the upper and lower surfaces, The porous support 211 may be made of a ceramic material and the sodium ion conductive layer 214 may be made of a material such as beta -'-alumina or NASICON Or < / RTI >

나트륨이온 전도층(214)은 코팅법에 의해 다공성 지지체(211)에 형성될 수 있는데, 이러한 코팅법으로서 나트륨이온 전도소재의 분말, 예를 들어 β''-알루미나 분말 또는 나시콘(NASICON) 분말을 용매에 현탁시켜 용액을 제조하고, 이러한 용액에 다공성 지지체(211)를 담구거나, 이러한 용액을 다공성 지지체(211) 일면에 도포하는 슬러리 코팅법, 또는 콜로이드나 무기물 단분자들이 현탁된 졸(sol)을 점도가 낮은 겔(gel) 상태에서 열처리하여 나트륨이온 전도층(211)을 코팅하는 졸-겔법 등이 이용될 수 있다. The sodium ion conductive layer 214 may be formed on the porous support 211 by a coating method. As such a coating method, a powder of a sodium ion conductive material, for example, a beta '' - alumina powder or a NASICON powder Is suspended in a solvent to prepare a solution and the porous support 211 is immersed in this solution or the solution is coated on one side of the porous support 211 or a slurry coating method in which colloidal or inorganic monomers are suspended ) May be heat-treated in a gel state having a low viscosity to coat the sodium ion conductive layer 211, or the like.

또 다른 방법으로 나트륨이온 전도소재의 분말을 고온 플라즈마 내에서 용융시킨 후, 다공성 지지체(211)의 일면으로 고속 분사시켜서, 나트륨이온 전도층(211)을 형성하는 용사코팅법이 활용될 수 있으며, 보다 치밀한 구조의 나트륨이온 전도층(214)이 요구되는 경우에는 에어로졸 성막법(aerosol deposition)이 이용될 수 있다. Alternatively, a spray coating method may be utilized in which a powder of a sodium ion conductive material is melted in a high-temperature plasma and then sprayed at a high speed on one surface of the porous support 211 to form a sodium ion conductive layer 211, When a more dense sodium ion conductive layer 214 is required, aerosol deposition may be used.

본 발명에 이용될 수 있는 코팅방법은 상술한 방법에 한정되지 않으며, 이 외에도 나트륨이온 전도층(214)을 형성할 수 있는 방법, 예를 들어 슬립 캐스팅을 이용하여 형성하는 것도 가능하다. The coating method that can be used in the present invention is not limited to the above-described method, and it is also possible to form it by a method capable of forming the sodium ion conductive layer 214, for example, slip casting.

이러한 나트륨이온 전도층(214)은 상술한 코팅법의 여러 공정변수를 조절하여 다양한 두께로 조절할 수 있으며, 예를 들어 5 ~ 500㎛ 두께 범위에서 형성할 수 있다. 이러한 두께범위는 종래의 수 mm 두께를 가지는 나트륨이온 전도부재에 비해 현저하게 낮은 두께에 해당되며, 따라서 나트륨 이온의 이동 거리가 크게 감소하게 된다. 이로 인해 종래에 비해 나트륨 이온 전도에 의한 셀저항 성분이 크게 감소하여 나트륨계 전지(200)의 성능 향상에 크게 기여할 수 있다. Such a sodium ion conductive layer 214 can be adjusted to various thicknesses by controlling various process parameters of the above-described coating method, and can be formed in a thickness range of, for example, 5 to 500 μm. This thickness range corresponds to a significantly lower thickness than a conventional sodium ion conducting member having a thickness of a few millimeters, thus significantly reducing the travel distance of sodium ions. Accordingly, the cell resistance component due to sodium ion conduction is greatly reduced compared to the conventional art, which contributes greatly to the performance improvement of the sodium-based battery 200.

상기한 본 발명의 실시예들에 따른 나트륨계 전지의 제조 방법에 있어서, 고체전해질 구조체를 형성하는 단계(S11)는 도 8에 도시된 바와 같이, 나트륨이온 전도체 또는 다공성 지지체(10)에 다수의 홀(20)을 상하로 관통하도록 형성한 후, 나트륨이온 전도체 또는 다공성 지지체(10)의 상면과 하면에 대하여, 홀(20)의 단부를 교호적으로 차단하도록 차단부(11)를 형성하여, 나트륨이온 전도체 또는 다공성 지지체(10)에 캐소드영역과 아노드영역이 교호적으로 형성되는 독립된 공간을 형성하도록 할 수 있다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 나트륨이온 전도체 또는 다공성 지지체(30)에 다수의 홈(40)을 나란하게 형성한 다음, 다수의 홈(40)에서 막힌 부분을 교호적으로 개방시킨 후, 다수의 홈(40)에서 개방된 부분을 교호적으로 차단시키도록 차단부(31)를 형성하여, 나트륨이온 전도체 또는 다공성 지지체(30)에 캐소드영역과 아노드영역이 교호적으로 형성되는 독립된 공간을 형성하도록 할 수 있다. In the method of manufacturing a sodium-based battery according to the above-described embodiments of the present invention, the step (S11) of forming a solid electrolyte structure may include a step of forming a plurality of The blocking portion 11 is formed so as to alternately block the end portion of the hole 20 with respect to the upper and lower surfaces of the sodium ion conductor or the porous support 10 after the hole 20 is formed to pass through the upper and lower portions, It is possible to form a separate space in which the cathode region and the anode region are alternately formed in the sodium ion conductor or the porous support 10. 9, a plurality of grooves 40 may be formed in parallel in the sodium ion conductor or porous support 30, then the clogs may be alternately opened in the plurality of grooves 40, The blocking portion 31 is formed so as to alternately block the open portion in the groove 40 of the cathode 30 so that the cathode 30 and the anode 30 are alternately formed in the sodium ion conductor or the porous support 30 .

이와 같은 나트륨계 전지의 일례인 나트륨-염화니켈 전지 방전시, 전지 반응은 아래 반응식 1과 같으며, 캐소드영역 및 아노드영역에서는 각각 아래 반응식 2 및 반응식 3과 같은 반응이 일어나게 된다. 충전시 전지 반응은 이와 반대로 일어나게 된다.In the discharge of the sodium-nickel chloride battery, which is an example of the sodium-based battery, the battery reaction is as shown in the following Reaction Scheme 1, and the reactions shown in the following Reaction Formula 2 and Reaction Formula 3 occur in the cathode region and the anode region, respectively. The battery reaction during charging occurs on the contrary.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

NiCl2 + 2Na → 2NaCl + Ni E = 2.58VNiCl 2 + 2Na? 2NaCl + Ni E = 2.58V

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

NiCl2 + 2Na+ + 2e- → Ni + 2NaClNiCl 2 + 2Na + + 2e - → Ni + 2NaCl

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

2Na → 2Na+ + 2e- 2Na - > 2Na + + 2e -

이와 같이, 본 발명에 따른 나트륨계 전지에 의하면, 고체전해질 구조체를 통과하는 나트륨 이온의 이동거리인 나트륨이온 전도층의 두께가 종래에 비해 현저하게 낮아 종래에 비해 낮은 셀저항을 나타내게 되고, 이로 인해 고체전해질에 기인한 셀저항을 최대한 감소시키도록 하여 고성능의 나트륨계 전지의 제작을 가능하도록 한다. As described above, according to the sodium-based battery of the present invention, the thickness of the sodium ion conductive layer, which is the moving distance of sodium ions passing through the solid electrolyte structure, is remarkably low as compared with the conventional one, The cell resistance due to the solid electrolyte is reduced as much as possible, thereby making it possible to manufacture a high-performance sodium-based battery.

또한 캐소드 구성물질이나 아노드 구성물질이 접하는 고체전해질의 면적을 최대한 확장시킴으로써 작은 부피로도 대용량의 나트륨계 전지를 구현할 수 있도록 하며, 두께를 얇게 하더라도 구조적인 안정성으로 인해 외력에 대한 내구성이 뛰어나도록 한다.In addition, by maximizing the area of the solid electrolyte to which the cathode material or the anode material contacts, it is possible to realize a large-capacity sodium battery even with a small volume, and the structure is stable even when the thickness is reduced, do.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110 : 고체전해질 구조체 111 : 나트륨이온 전도체
112 : 캐소드영역 113 : 아노드영역
114 : 캐소드 구성물질 115 : 아노드 구성물질
120 : 제 1 전극체 121 : 제 1 전극 집전체
130 : 제 2 전극체 131 : 제 2 전극 집전체
210 : 고체전해질 구조체 211 : 다공성 지지체
212 : 캐소드영역 213 : 아노드영역
214 :나트륨이온 전도층 215 : 캐소드 구성물질
216 : 아노드 구성물질 220 : 제 1 전극체
221 : 제 1 전극 집전체 230 : 제 2 전극체
231 : 제 2 전극 집전체110: solid electrolyte structure 111: sodium ion conductor
112: cathode region 113: anode region
114: cathode material 115: anode material
120: first electrode body 121: first electrode current collector
130: second electrode body 131: second electrode collector
210: solid electrolyte structure 211: porous support
212: cathode region 213: anode region
214: sodium ion conductive layer 215: cathode composition material
216: anode constituent material 220: first electrode body
221: first electrode current collector 230: second electrode body
231: the second electrode current collector

Claims (7)

나트륨이온 전도체를 사이에 두고 캐소드영역 및 아노드영역이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되는, 고체전해질 구조체;
상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역에 각각 채워지는 캐소드 구성물질 및 아노드 구성물질; 및
상기 캐소드영역과 상기 아노드영역에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체가 각각 다수로 형성되고, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역을 각각 밀봉하는 제 1 및 제 2 전극체를 포함하는,
나트륨계 전지.Wherein the cathode region and the anode region have a groove shape extending in one direction with a sodium ion conductor interposed therebetween, wherein the cathode region and the anode region have a groove shape, Wherein ends of the anode regions are alternately formed so as to repeatedly block and open, whereby the end portions of the cathode region and the end portions of the anode region are opened in mutually opposite directions;
A cathode constituent material and an anode constituent material respectively filled in the cathode region and the anode region; And
Wherein the first electrode body and the second electrode body are formed in a plurality of first and second electrode collectors for respectively inserting into the cathode region and the anode region and sealing the cathode region and the anode region, ,
Sodium battery. 다공성 지지체를 사이에 두고 캐소드영역 및 아노드영역이 인접하여 배치된 단위셀을 복수개로 포함하되, 상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역은 일방향으로 연장되는 홈형태를 갖고, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 교호적으로 막힘과 개방을 반복하도록 형성됨으로써, 상기 캐소드영역의 단부와 상기 아노드영역의 단부가 서로 반대되는 방향으로 개방되며, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역 중 어느 하나 또는 모두의 내측에 나트륨이온 전도층이 형성되는, 고체전해질 구조체;
상기 캐소드영역 및 상기 아노드영역에 각각 채워지는 캐소드 구성물질 및 아노드 구성물질; 및
상기 캐소드영역과 상기 아노드영역에 각각 삽입되기 위한 제 1 및 제 2 전극 집전체가 각각 다수로 형성되고, 상기 캐소드영역과 상기 아노드영역을 각각 밀봉하는 제 1 및 제 2 전극체를 포함하는,
나트륨계 전지.A plurality of unit cells having a cathode region and an anode region disposed adjacent to each other with a porous support interposed therebetween, wherein the cathode region and the anode region have a groove shape extending in one direction, The end portion of the anode region is alternately arranged so as to repeatedly block and open so that the end portion of the cathode region and the end portion of the anode region are opened in directions opposite to each other and any one of the cathode region and the anode region Or a sodium ion conductive layer is formed on both sides of the solid electrolyte structure;
A cathode constituent material and an anode constituent material respectively filled in the cathode region and the anode region; And
Wherein the first electrode body and the second electrode body are formed in a plurality of first and second electrode collectors for respectively inserting into the cathode region and the anode region and sealing the cathode region and the anode region, ,
Sodium battery. 제 2 항에 있어서, 상기 나트륨이온 전도층은,
β''-알루미나 또는 나시콘(NASICON) 중 어느 하나 또는 모두를 포함하는, 나트륨계 전지.3. The method according to claim 2, wherein the sodium ion conductive layer
sodium < / RTI >< RTI ID = 0.0 > alkenyl < / RTI > 제 2 항에 있어서,
상기 다공성 지지체는, 세라믹 소재로 이루어지는, 나트륨계 전지. 3. The method of claim 2,
Wherein the porous support is made of a ceramic material. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 구성물질은 금속, NaCl 및 액상의 용융염을 포함하고, 상기 아노드 구성물질은 용융 나트륨을 포함하는, 나트륨계 전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the cathode component comprises a molten salt of metal, NaCl and liquid phase, and the anode component comprises molten sodium. 제 5 항에 있어서,
상기 금속은 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn) 및 그 외 천이금속을 포함하는, 나트륨계 전지. 6. The method of claim 5,
Wherein the metal comprises nickel (Ni), iron (Fe), zinc (Zn) and other transition metals. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 캐소드 구성물질은 황화물을 포함하고, 상기 아노드 구성물질은 용융 나트륨을 포함하는, 나트륨계 전지.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the cathode component material comprises sulfide and the anode component comprises molten sodium.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10134843A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sodium secondary battery
KR100187845B1 (en) 1993-03-09 1999-06-01 류정열 Electrode structure of natrium-sulfur battery
JP2002252027A (en) 2001-02-27 2002-09-06 Hitachi Ltd Sodium sulfur battery system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100187845B1 (en) 1993-03-09 1999-06-01 류정열 Electrode structure of natrium-sulfur battery
JPH10134843A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sodium secondary battery
JP2002252027A (en) 2001-02-27 2002-09-06 Hitachi Ltd Sodium sulfur battery system

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