KR101675481B1 - Coin type rechargeable battery, and method for manufacturing the same - Google Patents

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김경호
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김효진
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Abstract

The present invention relates to a coin type rechargeable battery, and to a manufacturing method thereof. More particularly, a solid electrolyte is applied to a negative electrode part, and an ion-containing solution including sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof is applied to a positive electrode part. The ion-containing solution can provide a coin type secondary battery flowing from the outside of the positive electrode part, and a manufacturing method thereof.

Description

코인형 이차 전지, 및 이의 제조 방법 {COIN TYPE RECHARGEABLE BATTERY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coin type secondary battery,

코인형 이차 전지, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
A coin-type secondary battery, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 전지는 양극과 음극에 전기 화학 반응이 가능한 물질을 사용함으로써 전력을 저장하는 것을 의미한다. 이러한 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 금속(예를 들면, 리튬 또는 나트륨 등) 이온이 인터칼레이션/디인터칼레이션될 때의 화학전위(chemical potential)의 변화에 의하여 전기 에너지를 생성하는 리튬 이온 전지가 있다.Generally, a battery means storing electric power by using a substance capable of electrochemically reacting with an anode and a cathode. Representative examples of such batteries include lithium (Li) generating electrical energy by a change in chemical potential when a metal (for example, lithium or sodium) ions are intercalated / deintercalated in the positive electrode and the negative electrode There is an ion battery.

그런데, 이러한 리튬 이온 전지는 폭발의 위험이 있으며, 양극 활물질로 사용되는 리튬 금속 산화물(예를 들면, LiCoO2, LiMn2O4 등)의 가격이 높아 대규모의 저장 시스템(energy storing system, ESS)을 구현하기 위해서는 고가의 비용이 소요되며, 폐전지를 처리함에 있어서 환경 문제를 유발할 수 있다는 점이 문제된다. 또한, 원전과 같은 시설로 오인되어 설치 장소 선정 시, 주민 반대 등의 사회적 이슈가 발생할 가능성이 높다. However, there is a risk of explosion in such a lithium ion battery and a large-scale storage system (ESS) is required because the lithium metal oxide (for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4, etc.) It is costly to implement and it can cause environmental problems in the processing of waste batteries. In addition, it is highly likely that social issues such as opposition to residents will arise when the site is mistaken for facilities such as nuclear power plants.

이러한 문제를 극복하기 위해서는, 폭발의 위험을 감소시키고, 환경 친화적이면서도 지구상에 풍부히 존재하여 가격이 저렴한 재료를 선택할 필요가 있으며, 이를 통해, 설치 장소 선정 시, 지역 사회 구성원들과의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 전지 시스템 개발이 필수 적이나, 아직까지 이에 대한 연구 결과는 미흡한 실정이다.
In order to overcome these problems, it is necessary to reduce the risk of explosion, to select materials that are eco-friendly and abundant on the earth and are inexpensive. Thus, when selecting the installation site, The development of a battery system that can prevent this phenomenon is essential, but the results of the study are still insufficient.

전술한 문제를 극복하기 위하여, 본 발명자들은 음극부에 특정 금속 이온을 선택적으로 통과시키는 고체 전해질을 적용하고, 양극부에는 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액(예를 들어, 해수)을 적용하며, 상기 이온 함유 용액은 양극부의 외부로부터 유입되는 것인, 코인(coin) 형태의 이차 전지, 및 이의 제조 방법을 제안하는 바이다.
In order to overcome the above-mentioned problems, the present inventors have found that a solid electrolyte which selectively passes a specific metal ion is applied to a cathode portion, and an ion-containing solution (for example, sodium, lithium, magnesium, Wherein the ion-containing solution is introduced from the outside of the anode portion, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 구현예에서는,음극부; 양극부; 상기 음극부 및 상기 양극부 사이에 위치하는, 분리막(separator); 상기 음극부 외부에 위치하는, 제1 케이스(case); 상기 양극부 외부에 위치하며, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는, 제2 케이스(case);를 포함하는 코인 형태의 이차 전지이며, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스는 서로 접합된 형태이고, 상기 접합된 제1 케이스 및 제2 케이스에 의해 상기 음극부, 상기 분리막, 및 상기 양극부가 밀봉되고, 상기 음극부는, 음극 하부 케이스(case), 상기 음극 하부 케이스 상에 위치하는 음극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스(case)를 포함하고, 상기 음극 상부 케이스는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하고, 상기 고체 전해질은 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 위치하고, 상기 양극부는, 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액, 및 상기 이온 함유 용액에 함침된 양극 집전체를 포함하고, 상기 이온 함유 용액은, 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 유입되는 것인, 코인형 이차 전지를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, the cathode portion; An anode portion; A separator positioned between the cathode portion and the anode portion; A first case located outside the cathode portion; And a second case located outside the anode and including at least one or more openings, wherein the first case and the second case are in the form of being joined to each other, Wherein the cathode, the separator, and the anode are sealed by the bonded first and second cases, and the cathode includes a cathode lower case, an anode current collector positioned on the cathode lower case, Wherein the cathode upper case includes at least one or more openings, the solid electrolyte is respectively located at the opening in the case for the upper case, and the anode includes at least one of sodium , An ion-containing solution containing lithium, magnesium, and a combination thereof, and a positive electrode current collector impregnated in the ion-containing solution, Wherein the ion-containing solution is introduced from the outside of the second case by the opening of the second case.

구체적으로, 상기 음극부에 관한 설명은 다음과 같다.Specifically, the description of the cathode portion is as follows.

상기 음극부는, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 위치하는 고체 전해질 상에 위치하여, 상기 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 접착제를 더 포함하는 것일 수 있다. The negative electrode portion may further include an adhesive which is positioned on the solid electrolyte located at each of the openings in the negative electrode upper case and bonds the solid electrolyte to the negative electrode upper case.

보다 구체적으로, 상기 접착제는, 실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the adhesive may include one or more materials selected from the group including silicon (Si) based materials, epoxy based materials, and combinations thereof.

상기 음극부에서, 상기 고체 전해질은, 나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.In the cathode portion, the solid electrolyte is selected from the group consisting of Na superionic conductor (NASICON), Li superionic conductor (LISICON), amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof .

상기 음극부에서, 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질 층을 더 포함하고, 상기 음극 활물질 층은 음극 활물질을 포함하고, 상기 음극 활물질은 금속, 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 인화물, 카본(carbon)계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.And a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode collector in the negative electrode portion, wherein the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material is a metal, a metal oxide, a metal sulfide, a metal phosphide, ) Based materials, and combinations thereof.

상기 음극부는, 액체 전해질을 더 포함하는 것일 수 있다.The negative electrode portion may further comprise a liquid electrolyte.

상기 액체 전해질은, 해리 가능한 염 및 유기 용매를 포함하는 것일 수 있다.The liquid electrolyte may include a dissociable salt and an organic solvent.

이때, 상기 해리 가능한 염은, 나트륨 화합물, 리튬 화합물, 암모늄 화합물, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.At this time, the dissociable salt may be at least one substance selected from the group consisting of a sodium compound, a lithium compound, an ammonium compound, and the like.

또한, 상기 유기 용매는, 에터(ether)계 유기 용매, 카보네이트(carbonate)계 유기 용매, 나이트릴(nitrile)계 유기 용매, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.
Also, the organic solvent may be at least one substance selected from the group consisting of an ether organic solvent, a carbonate organic solvent, a nitrile organic solvent, and the like.

한편, 상기 양극부에 관한 설명은 다음과 같다.The anode portion is described as follows.

상기 양극부에서, 상기 이온 함유 용액은, 해수, 염수, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.In the anode portion, the ion-containing solution may be selected from the group including seawater, saline, and combinations thereof.

상기 양극부는, 상기 양극 집전체 상에 위치하는 촉매 전극을 더 포함하고, 상기 촉매 전극은, 금속 산화물, 귀금속(novel metal) 물질, 탄소계 물질, 페로브스카이트(perovskite)계 물질, 및 이들의 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 것일 수 있다.
Wherein the anode portion further comprises a catalytic electrode positioned on the positive electrode collector and the catalytic electrode is selected from the group consisting of a metal oxide, a novel metal material, a carbon-based material, a perovskite- , And the like.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계; 음극 집전체 상에 음극 활물질 층을 형성시키는 단계; 음극 하부 케이스(case) 상에, 음극 집전체, 상기 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 순서대로 적층시켜, 음극부로 수득하는 단계; 제1 케이스 상에, 상기 음극부, 분리막, 양극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는 제2 케이스를 순서대로 적층시키는 단계; 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시키는 단계; 및 상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;를 포함하는 코인형 이차 전지의 제조 방법이며, 상기 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;에서, 상기 음극 상부 케이스 내 적어도 하나 이상의 개구부가 위치하며, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 상기 고체 전해질을 접합시키고, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;에서, 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 상기 이온 함유 용액을 유입시키는 것인, 코인형 이차 전지의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a battery, comprising the steps of: bonding at least one solid electrolyte to a cathode upper case; Forming an anode active material layer on the anode current collector; Stacking a negative electrode current collector and a negative electrode upper case having the at least one or more solid electrolytes bonded thereto in order on a negative electrode lower case to obtain a negative electrode portion; Stacking a cathode, a separator, a cathode current collector, and a second case including at least one or more openings in this order on a first case; Bonding the first case and the second case; And introducing an ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof from the outside of the second case into the inside of the second case. The method of manufacturing a coin type secondary battery according to claim 1, a step of bonding the at least one solid electrolyte; at, the cathode, and the upper case in the at least one opening portion position, and respectively bonded to the solid electrolyte in the opening wherein the cathode upper case, wherein from the outside of the second case Containing solution into the anode from the outside of the second case by the opening of the second case in the step of introducing the ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof into the anode, The method for manufacturing a coin type secondary battery according to claim 1,

구체적으로, 상기 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;는, 접착제를 사용하여 상기 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 것일 수 있다.Specifically, the step of bonding at least one solid electrolyte to the upper case of the negative electrode may be to bond the solid electrolyte to the negative electrode upper case using an adhesive.

이때, 접착제는, 실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.At this time, the adhesive may include one or more materials selected from the group including silicon (Si) based materials, epoxy based materials, and combinations thereof.

상기 복수의 고체 전해질은 각각, 나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.
The plurality of solid electrolytes are each selected from the group including Na superionic conductor (NASICON), Li superionic conductor (LISICON), amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof .

본 발명의 일 구현예에서는, 음극부에 특정 금속 이온을 선택적으로 통과시키는 고체 전해질을 적용하고,, 양극부에는 외부로부터 유입되는 친환경적이고 안전한 물질인 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 사용함으로써 대규모 저장 시스템이 위치하기 적합한 장소로는 상기 이온 함유 용액 중 대표적인 해수가 풍부한 바다를 선택할 수 있으며, 이에 따라 제반 비용이 감소되고 환경 문제를 비교적 적게 유발할 수 있는, 코인형 이차 전지를 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a solid electrolyte selectively passing a specific metal ion is applied to a cathode portion, and an anode, a lithium, a magnesium, and a combination thereof, which are environmentally safe and safe substances introduced from the outside, It is possible to select a sea in which a typical sea water is rich among the ion-containing solutions as a suitable place for a large-scale storage system by using the ion-containing solution, A secondary battery can be provided.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 제조 공정이 단순하여 상업화 및 대량 생산에 유리한, 코인형 이차 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a coin-type secondary battery, which is simple in manufacturing process and is advantageous for commercialization and mass production.

도 1 및 2는 각각, 본 발명의 일 구현예에 따른 코인형 이차 전지의 일부를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 코인형 이차 전지를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 및 5는, 본 발명의 일 구현예에 따른 코인형 이차 전지에 포함되는 음극부의 일부에 대해, 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 코인형 이차 전지의 충방전 특성 평가 그래프이다.1 and 2 schematically show a side view of a part of a coin type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a coin type secondary battery manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 schematically show a part of a negative electrode part included in a coin type secondary battery according to an embodiment of the present invention as viewed from the side.
FIG. 6 is a graph showing charge / discharge characteristics of a coin type secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 발명의 일 구현예에서는, 음극부; 양극부; 상기 음극부 및 상기 양극부 사이에 위치하는, 분리막(separator); 상기 음극부 외부에 위치하는, 제1 케이스(case); 상기 양극부 외부에 위치하며, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는, 제2 케이스(case);를 포함하는 코인 형태의 이차 전지이며, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스는 서로 접합된 형태이고, 상기 접합된 제1 케이스 및 제2 케이스에 의해 상기 음극부, 상기 분리막, 및 상기 양극부가 밀봉되고, 상기 음극부는, 음극 하부 케이스(case), 상기 음극 하부 케이스 상에 위치하는 음극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스(case)를 포함하고, 상기 음극 상부 케이스는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하고, 상기 고체 전해질은 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 위치하고, 상기 양극부는, 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액, 및 상기 이온 함유 용액에 함침된 양극 집전체를 포함하고, 상기 이온 함유 용액은 , 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 유입되는 것인, 코인형 이차 전지를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the cathode portion; An anode portion; A separator positioned between the cathode portion and the anode portion; A first case located outside the cathode portion; And a second case located outside the anode and including at least one or more openings, wherein the first case and the second case are in the form of being joined to each other, Wherein the cathode, the separator, and the anode are sealed by the bonded first and second cases, and the cathode includes a cathode lower case, an anode current collector positioned on the cathode lower case, Wherein the cathode upper case includes at least one or more openings, the solid electrolyte is respectively located at the opening in the case for the upper case, and the anode includes at least one of sodium , An ion-containing solution containing lithium, magnesium, and a combination thereof, and a positive electrode current collector impregnated in the ion-containing solution, Wherein the ion-containing solution is introduced from the outside of the second case by the opening of the second case.

이와 관련하여, 도 1는 상기 코인형 이차 전지를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 것이다. 한편, 상기 코인형 이차 전지는 도 1에 도시된 바와 같이 1 개의 양극부를 포함할 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이 2 개의 양극부를 포함할 수도 있다.In this regard, FIG. 1 schematically shows a side view of the coin type secondary battery. Meanwhile, the coin type secondary battery may include one anode portion as shown in FIG. 1, but may include two anode portions as shown in FIG.

특히, 도 1에 도시된 코인형 이차 전지는, 실제로 본 발명의 일 실시예에서 도 3의 형태로 구현되었다. 도 3을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 코인형 이차 전지는, 음극 하부 케이스(1), 음극 집전체(2), 음극 플레이트 스페이서(3), 음극 활물질(4), 음극 내 분리막(5), 고체 전해질(6), 및 음극 상부 케이스(8)가 순서대로 적층된 음극부와, 양극 촉매 전극(10) 및 양극 집전체(11)가 순서대로 적층된 양극부를 포함하며, 상기 양극부 및 상기 음극부 사이에는 이들의 단락을 방지하는 비전자 전도성 격막인 분리막(9)이 위치해 있다, 아울러, 상기 접합된 제1 케이스(13) 및 제2 케이스(12)에 의해 상기 음극부 및 상기 양극부가 밀봉되어 있다. In particular, the coin-shaped secondary battery shown in Fig. 1 is actually implemented in the form of Fig. 3 in an embodiment of the present invention. 3, the coin type secondary battery includes a cathode lower case 1, an anode current collector 2, a cathode plate spacer 3, a cathode active material 4, an anode separator 5 , A solid electrolyte 6 and a cathode upper case 8 are stacked in this order on a substrate 1 and an anode portion in which a cathode catalyst electrode 10 and a cathode collector 11 are laminated in this order, And a separator 9, which is a non-electronic conductive diaphragm for preventing short-circuiting between the cathode and the cathode, is disposed between the cathode and the cathode. Further, the cathode and the cathode are connected by the first case 13 and the second case 12, And the anode portion is sealed.

특히, 상기 제2 케이스(12)에는 적어도 하나 이상의 개구부가 있어, 상기 코인형 이차 전지의 외부에 위치하는 상기 이온 함유 용액이 상기 제2 케이스의 개구부를 통해 상기 양극부로 유입될 수 있다. 도 3에서는, 상기 제2 케이스(12)의 개구부가 3개인 경우를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Particularly, the second case 12 has at least one opening, and the ion-containing solution located outside the coin type secondary battery can be introduced into the anode through the opening of the second case. 3, the case where the second case 12 has three openings is exemplified, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 음극 상부 케이스(8)에도 적어도 하나 이상의 개구부가 있고, 상기 음극 상부 케이스(8)의 개구부에는 상기 고체 전해질(6)이 접합되어 있을 수 있고, 상기 음극 상부 케이스(8) 및 상기 고체 전해질(6)의 접합은 접착제(미도시)에 의해 이루어질 수 있다. 도 3에서는, 상기 음극 상부 케이스(8)의 개구부가 1개인 경우를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The upper case 8 may have at least one opening and the solid electrolyte 6 may be connected to the opening of the upper case 8. The upper case 8, The bonding of the electrolyte 6 can be performed by an adhesive (not shown). In FIG. 3, the case of one negative electrode upper case 8 is illustrated, but the present invention is not limited thereto.

한편, 상기 음극부에는 액체 전해질(미도시)이 포함될 수 있고, 상기 액체 전해질(미도시)는 상기 음극 집전체(2), 상기 음극 플레이트 스페이서(3), 상기 음극 활물질(4), 상기 음극 내 분리막(5), 및 상기 고체 전해질(6)에 함침될 수 있다. 아울러, 상기 음극 하부 케이스(1) 및 상기 음극 상부 케이스(8) 사이의 공간에는 개스킷(7)이 위치할 수 있고, 상기 개스킷(7)은 내부 물질을 보호하고 상기 음극부 내부에 주입된 상기 액체 전해질(미도시)이 밖으로 누출되는 것을 막는 역할을 할 수 있다.The cathode may include a liquid electrolyte (not shown), and the liquid electrolyte (not shown) may include the cathode current collector 2, the cathode plate spacer 3, the anode active material 4, The inner separator 5, and the solid electrolyte 6. [0035] A gasket 7 may be disposed in a space between the cathode lower case 1 and the cathode upper case 8. The gasket 7 protects the internal material, Thereby preventing the liquid electrolyte (not shown) from leaking out.

이하, 도 1 내지 3를 참고하여 상기 코인형 이차 전지의 각 구성 요소를 설명한다.
Hereinafter, each component of the coin type secondary battery will be described with reference to FIGS.

우선, 상기 음극부에 관한 설명은 다음과 같다.
First, the cathode portion will be described as follows.

상기 음극부는 상기 음극 하부 케이스 및 상기 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는 음극 상부 케이스 사이에 음극 집전체를 포함하고 있으며, 상기 음극 상부 케이스의 개구부에는 고체 전해질이 각각 접합되어 있다.The cathode portion includes an anode current collector between the cathode lower case and the cathode upper case including the at least one opening portion, and solid electrolytes are bonded to the openings of the cathode upper case.

이처럼 상기 음극부에 상기 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 적용함으로써, 전술한 바와 같이 특정 금속 이온을 선택적으로 통과시켜 전지를 안정적으로 구동할 수 있게끔 한다. 이때, 상기 고체 전해질을 적용한 형태는 도 4에 도시된 바와 같다.By applying the at least one solid electrolyte to the cathode portion, the battery can be stably driven by selectively passing specific metal ions as described above. At this time, the application of the solid electrolyte is as shown in FIG.

구체적으로, 도 4은, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 상기 고체 전해질이 각각 접합된 형태에 대해, 측면에서 바라본 모습의 일부분을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4에서는 상기 음극 상부 케이스의 개구부 및 상기 고체 전해질이 각각 1개인 경우를 도시하였지만, 상기 음극 상부 케이스의 개구부 및 상기 고체 전해질이 각각 적어도 하나 이상 존재하는 것임을 참고하면, 상기 접합된 형태를 파악할 수 있다.Specifically, Fig. 4 schematically shows a part of the state in which the solid electrolyte is bonded to the opening in the case on the negative electrode, as viewed from the side. In FIG. 4, each of the openings and the solid electrolytes of the upper case of the negative electrode is shown as one, but it is to be noted that at least one or more openings of the upper case and the solid electrolyte exist. have.

도 4에서, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부가 위치하고, 상기 음극 상부 케이스의 후면에는 상기 개구부의 크기보다 큰 고체 전해질이 위치하며, 상기 음극 상부 케이스의 개구부에 의해 상기 고체 전해질이 상기 음극 상부 케이스의 전면에 노출되어 있다.4, a solid electrolyte having a size larger than that of the opening is located on the rear surface of the upper case of the cathode, and the solid electrolyte is disposed on the front surface of the upper case As shown in FIG.

이를 참고하면, 상기 음극 상부 케이스의 개구부에 의해, 상기 고체 전해질이 노출됨을 파악할 수 있다. 이처럼 상기 고체 전해질이 노출된 부위는, 특정 금속 이온이 선택적으로 통과되는 경로가 되며, 일반적으로 알려진 고체 전해질의 면적 보다 넓게 형성될 수 있는 것이다.
With reference to this, it can be understood that the solid electrolyte is exposed by the opening of the upper case of the negative electrode. The portion where the solid electrolyte is exposed is a path through which a specific metal ion selectively passes and can be formed to be wider than an area of a generally known solid electrolyte.

한편, 상기 음극부는, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 위치하는 고체 전해질 상에 위치하여, 상기 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 접착제를 더 포함하는 것일 수 있다. The cathode portion may further include an adhesive located on the solid electrolyte located at each of the openings in the upper case of the negative electrode and bonding the solid electrolyte to the upper case of the negative electrode.

도 5는, 상기 접착제에 의해 상기 음극 상부 케이스에 상기 고체 전해질이 접합된 것에 대해, 측면에서 바라본 모습의 일부분을 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 5에는 상기 음극 상부 케이스 내 개구부 및 상기 고체 전해질이 각각 1개인 경우를 도시하였다.Fig. 5 schematically shows a part of a state in which the solid electrolyte is bonded to the upper case of the negative electrode by the adhesive, as viewed from the side. Fig. Specifically, FIG. 5 shows a case where the opening in the case on the negative electrode and the solid electrolyte are respectively one.

도 5를 참고하면, 상기 접착제가 상기 고체 전해질과 상기 음극 상부 케이스를 접합시키는 형태는, 상기 접착제가 상기 고체 전해질의 일부를 덮도록 위치하면서 상기 음극 상부 케이스와 접합시킬 수 있는 형태라면, 특별히 한정되지 않음을 알 수 있다. 5, the form in which the adhesive bonds the solid electrolyte to the upper case of the negative electrode is not particularly limited as long as the adhesive can be bonded to the negative electrode upper case while being positioned so as to cover a part of the solid electrolyte. .

보다 구체적으로, 상기 접착제는, 실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.
More specifically, the adhesive may include one or more materials selected from the group including silicon (Si) based materials, epoxy based materials, and combinations thereof.

한편, 상기 고체 전해질의 경우, 특정 금속 이온(예를 들면, Li+, Na+ 등)을 선택적으로 통과시키는 물질이라면 특별히 한정되지는 않는다. 특히, 상기 금속 이온을 선택적으로 통과시키는 속도가 빠르고, 수용액 및 유기 용액과의 계면이 안정하게 형성되는 물질일 수 있다.On the other hand, in the case of the solid electrolyte, it is not particularly limited as long as it is a substance that selectively passes a specific metal ion (for example, Li + , Na +, or the like). Particularly, the metal ion may be a material which has a high rate of selectively passing the metal ions and is formed with a stable interface with the aqueous solution and the organic solution.

예를 들면, 상기 고체 전해질은, 나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.For example, the solid electrolyte may be selected from the group comprising Na superionic conductor (NASICON), Li superionic conductor (LISICON), amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof Lt; / RTI >

구체적으로, 상기 비정질 이온 전도성 물질의 예로는, 포스포러스-기반 글라스(phosphorus-based glass), 옥사이드-기반 글라스(oxide-based glass), 옥사이드/설파이드-기반 글라스(oxide/sulfide-based glass) 등을 들 수 있다.Specifically, examples of the amorphous ion conductive material include phosphorus-based glass, oxide-based glass, oxide / sulfide-based glass, and the like. .

또한, 상기 세라믹 이온 전도성 물질의 예로는, 리튬 베타-알루미나(lithium beta-alumina), 소듐 베타-알루미나(sodium beta-alumina) 등을 들 수 있다.Examples of the ceramic ion conductive material include lithium beta-alumina, sodium beta-alumina, and the like.

보다 구체적으로, 상기 고체 전해질로 나시콘을 선택할 경우, 상기 고체 전해질의 이온 전도도가 더욱 향상될 수 있다. More specifically, when the nichicon is selected as the solid electrolyte, the ionic conductivity of the solid electrolyte can be further improved.

다른 한편, 상기 음극부은, 상기 접착제 및 상기 서로 이웃하는 고체 전해질을 동시에 덮도록 위치하는, 전도성 고분자막;을 더 포함하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 전도성 고분자막에 의하여 전자 전도성이 향상될 수 있다. On the other hand, the cathode portion may further include a conductive polymer membrane positioned to simultaneously cover the adhesive and the neighboring solid electrolytes. In this case, the conductivity of the conductive polymer membrane can be improved.

상기 전도성 고분자막에 포함된 고분자는, 전도성을 가지는 고분자라면 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들면, 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아닐린 (Polyaniline), 폴리페닐렌 (PPS, polyphenylene sulfide), 폴리사이오펜 (Polythiophene) 피닷계 폴리머 (PEDOT) 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
The polymer contained in the conductive polymer membrane is not particularly limited as long as it is a conductive polymer. For example, any one selected from the group consisting of polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyphenylene sulfide (PPS), polythiophene phytate polymer (PEDOT) Lt; / RTI >

상기 음극부에서, 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질 층을 더 포함하고, 상기 음극 활물질 층은 음극 활물질을 포함하고, 상기 음극 활물질은 금속, 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 인화물, 카본(carbon)계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.And a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode collector in the negative electrode portion, wherein the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material is a metal, a metal oxide, a metal sulfide, a metal phosphide, ) Based materials, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 음극 활물질로는, 나트륨(Na) 주석(Tn), 안티모니(Sb), 비스무스(Bi), 및 이들의 합금, 이들의 산화물, 이들의 황화물, 및 이들의 인화물뿐만 아니라, 카본계 물질과, 앞서 언급된 물질들의 혼합물 등, 일반적으로 당업계에 알려인 음극 활물질을 선택할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include sodium tin (Tn), antimony (Sb), bismuth (Bi), alloys thereof, oxides thereof, sulfides thereof, The negative electrode active material generally known in the art can be selected, such as a carbon-based material and a mixture of the above-mentioned materials.

한편 상기 음극 활물질 층은, 상기 음극 활물질, 도전재, 및/또는 바인더를 포함할 수 있다. 상기 도전재는 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학 변화를 야기하지 않고 전자 전도성을 가진 물질이라면 어떠한 것도 사용 가능하다. 또한, 상기 바인더로는 상기 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 상기 음극 활물질을 상기 음극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하는 물질이라면 어떠한 것도 사용 가능하다.
Meanwhile, the negative electrode active material layer may include the negative electrode active material, the conductive material, and / or the binder. The conductive material is used for imparting conductivity, and any substance can be used as long as it has an electron conductivity without causing chemical change in a battery constituted. The binder may be any material that closely adheres the negative electrode active material particles to the negative electrode active material and adheres the negative electrode active material to the negative electrode collector well.

상기 음극부는, 액체 전해질을 더 포함하는 것일 수 있다.The negative electrode portion may further comprise a liquid electrolyte.

상기 액체 전해질은, 해리 가능한 염 및 유기 용매를 포함하는 것일 수 있다.The liquid electrolyte may include a dissociable salt and an organic solvent.

이때, 상기 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 예를 들어, 상기 유기 용매는, 에터(ether)계 유기 용매, 카보네이트(carbonate)계 유기 용매, 나이트릴(nitrile)계 유기 용매, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.At this time, the organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. For example, the organic solvent may be at least one substance selected from the group consisting of an ether organic solvent, a carbonate organic solvent, a nitrile organic solvent, and the like.

보다 구체적으로, 상기 에터계 유기 용매의 예로는 TEGDME (Tri-Ethylene Glycol-Di-Methyl Ether) 등을 들 수 있고, 상기 카보네이트계 유기 용매의 에로는 PC (Propylene Carbonate), EMC (Ethyl-Methylene Carbonate), DMC (Di-Methylene Carbonate), EC (Ethylene Carbonate) 등을 들 수 있고, 상기 나이트릴계 유기 용매의 예로는 ACN (Acetonitrile) 등을 들 수 있다.More specifically, examples of the ethereal organic solvent include TEGDME (Tri-Ethylene Glycol-Di-Methyl Ether), and examples of the carbonate organic solvent include PC (Propylene Carbonate), EMC (Ethyl-Methylene Carbonate ), DMC (Di-Methylene Carbonate), and EC (Ethylene Carbonate). Examples of the nitrile organic solvent include ACN (Acetonitrile).

또한, 상기 해리 가능한 염은, 상기 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 양이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 양이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 예를 들어, 상기 해리 가능한 염은, 나트륨 화합물, 리튬 화합물, 암모늄 화합물, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.The dissociable salt dissolves in the organic solvent to act as a source of cations in the cell to enable operation of the basic secondary cell and to promote the movement of cations between the anode and the cathode . For example, the dissociable salt may be at least one substance selected from the group consisting of sodium compounds, lithium compounds, ammonium compounds, and the like.

보다 구체적으로, 상기 나트륨 화합물의 예로는 NaCF3SO3, NaPF6, NaBF4 등을 들 수 있고, 상기 리튬 화합물의 예로는 LiPF6, LiBF4, LIClO4 등을 들 수 있고, 상기 암모늄 화합물의 예로는 Et4NBF4, Et4NPF6 등을 들 수 있다.
More specifically, examples of the sodium compound include NaCF 3 SO 3 , NaPF 6 and NaBF 4 , and examples of the lithium compound include LiPF 6 , LiBF 4 and LIClO 4 , and the ammonium compound Examples include Et 4 NBF 4 , Et 4 NPF 6 , and the like.

상기 음극 하부 케이스 및 상기 음극 상부 케이스로는 각각, 스테인리스 금속(Steel Use Stainless, SUS), 알루미늄(Al), 스틸(Steel) 등의 금속 또는 비철금속 재질인 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 음극 하부 케이스 및 상기 음극 상부 케이스는, 직경이 2 내지 10 ㎝인 코인 형태일 수 있고, 그 두께는 0.1 내지 2.0 t일 수 있다. 또한, 상기 음극 상부 케이스는, 전술한 바와 같이 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며, 상기 음극 상부 케이스의 개구부는, 직경이 0.5 내지 9 ㎝일 수 있다.The negative electrode lower case and the negative electrode upper case may each be made of a metal or a non-ferrous metal such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), or steel. At this time, the cathode lower case and the cathode upper case may be in a coin shape having a diameter of 2 to 10 cm and a thickness of 0.1 to 2.0 t. In addition, the cathode upper case may include at least one opening as described above, and the opening of the cathode upper case may have a diameter of 0.5 to 9 cm.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 고체 전해질의 크기는, 상기 음극 상부 케이스의 개구부 크기보다 큰 것일 수 있다. 이와 달리, 상기 고체 전해질의 크기가 상기 개구부 크기보다 작다면, 상기 고체 전해질이 상기 음극 상부 케이스에 접합되지 못하고 상기 개구부를 통해 이탈될 수 있다. 구체적으로, 상기 음극 상부 케이스에 접합되는 고체 전해질 각각의 직경은 1 내지 10㎝일 수 있으며, 전술한 바와 같이 그 모양은 한정되지 않는다.As described above, the size of the solid electrolyte may be larger than the size of the opening of the upper case of the negative electrode. Alternatively, if the size of the solid electrolyte is smaller than the size of the opening, the solid electrolyte may be detached through the opening without being bonded to the upper case. Specifically, the diameter of each of the solid electrolytes bonded to the upper case of the negative electrode may be 1 to 10 cm, and the shape is not limited as described above.

상기 음극 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재 등 비철금속 재질인 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 음극 집전체는, 직경이 1 내지 9 ㎝인 코인 형태일 수 있고, 그 두께는 0.1 내지 2.0 t일 수 있다.
The negative electrode current collector may be made of a non-ferrous metal such as copper foil, nickel foil, stainless steel foil, titanium foil, nickel foam, copper foil, or a polymer substrate coated with a conductive metal. At this time, the negative electrode current collector may have a coin shape having a diameter of 1 to 9 cm and a thickness of 0.1 to 2.0 t.

상기 양극부에 관한 설명은 다음과 같다.
The description of the anode portion is as follows.

상기 양극부에서, 상기 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액은, 해수, 염수, 및 이들의 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.In the anode portion, the ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and combinations thereof may be selected from seawater, brine, and a group containing them.

특히, 상기 이온 함유 용액으로 해수를 선택할 경우, 상기 코인형 이차 전지의 설치 장소는 바다가 되며, 이에 따라 해수가 상기 제2 케이스의 개구부에 의해 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 유입될 수 있다. 이 경우, 대규모 저장 시스템으로 상기 코인형 이차 전지를 설치하기에 적합하여 제반 비용을 절감할 수 있으며, 환경 문제를 비교적 적게 유발할 수 있다.
Particularly, when seawater is selected as the ion-containing solution, the installation place of the coin-type secondary battery becomes the sea, and seawater can be introduced into the anode from the outside of the second case by the opening of the second case have. In this case, it is suitable to install the coin type secondary battery with a large-scale storage system, thereby reducing the cost and environmental problems.

한편, 상기 양극 집전체는 직경이 1 내지 9 ㎝인 코인 형태일 수 있고, 그 두께는 0.1 내지 2.0 t일 수 있다. 또한, 상기 양극 집전체로는 탄소 페이퍼, 탄소 섬유, 탄소 천, 탄소 펠트, 금속박막, 또는 이들의 조합인 물질을 사용할 수 있다. 상기 탄소 페이퍼의 경우, 나트륨 함유 용액 내 포함된 기타 금속 이온의 산화/환원 반응으로부터 발생할 수 있는 부산물을 최소화할 수 있다. On the other hand, the cathode current collector may have a coin shape having a diameter of 1 to 9 cm and a thickness of 0.1 to 2.0 t. The cathode current collector may be made of carbon paper, carbon fiber, carbon cloth, carbon felt, metal thin film, or a combination thereof. In the case of the carbon paper, by-products that may arise from oxidation / reduction reactions of other metal ions contained in the sodium-containing solution can be minimized.

또한, 상기 양극 집전체 상에 상기 촉매 전극이 위치할 경우, 반응성을 보다 개선할 수 있다. 구체적으로, 상기 양극부는, 상기 양극 집전체 상에 위치하는 촉매 전극을 더 포함하고, 상기 촉매 전극은, 금속 산화물, 귀금속(novel metal) 물질, 탄소계 물질, 페로브스카이트(perovskite)계 물질, 및 이들의 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 것일 수 있다.Further, when the catalyst electrode is disposed on the positive electrode collector, the reactivity can be further improved. Specifically, the anode portion may further include a catalyst electrode positioned on the cathode current collector, and the catalyst electrode may be formed of a metal oxide, a novel metal material, a carbon-based material, a perovskite- , And any material selected from the group consisting of them.

보다 구체적으로, 상기 금속 산화물의 예로는 RuO2, MnO2, Co3O4 , TiO2, LiCoO2, Ni(OH)2 등을 들 수 있고, 상기 귀금속 물질의 예로는 Pt, Ag, Au 등을 들 수 있고, 상기 탄소계 촉매의 예로는 산화 그래핀(Graphene Oxide), 카본 페이퍼(Carbon Paper), 카본 펠트(Carbon Felt), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(Graphene), 카본 나노 와이어(Carbon Nano Wire) 등을 들 수 있고, 상기 페로브스카이트계 물질은 ABOx의 화학식으로 표시되는 산화물일 수 있다.
More specifically, examples of the metal oxide include RuO 2 , MnO 2 , Co 3 O 4 , TiO 2 , LiCoO 2 and Ni (OH) 2. Examples of the noble metal material include Pt, Ag, Au Examples of the carbon-based catalyst include Graphene Oxide, Carbon Paper, Carbon Felt, Carbon Nano Tube, Graphene, Carbon, Carbon Nano Wire, etc., and the perovskite-based material may be an oxide represented by the formula ABO x .

이하, 상기 코인형 이차 전지에 포함된 나머지 구성 요소들을 설명하며, 이하에서 설명되지 않은 구성 요소들은 일반적으로 당업계에서 알려진 바와 같다.
Hereinafter, the remaining components included in the coin type secondary battery will be described, and components not described below are generally known in the art.

상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스로는 각각, 플라스틱(Plastic), 아크릴(Acryl), PEEK(Polyether ether ketone), 테플론(Teflon), 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic), PC(Propylene Carbonate) 등의 재질인 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스는 각각, 가로 및 세로가 각각 4 내지 30 ㎝인 사각형 형태일 수 있고, 그 두께는 0.5 내지 5.0 t일 수 있다. The first case and the second case may be made of a material such as plastic, acrylic, polyether ether ketone, Teflon, engineering plastic, PC (Propylene Carbonate) Can be used. In this case, the first case and the second case may each be in the form of a quadrilateral having a width of 4 to 30 cm and a thickness of 0.5 to 5.0 t, respectively.

또한, 상기 제2 케이스는, 전술한 바와 같이 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며, 상기 제2 케이스 내 개구부 각각의 직경은 1 내지 9 ㎝일 수 있으며, 그 모양은 한정되지 않는다.In addition, the second case includes at least one opening as described above, and each of the openings in the second case may have a diameter of 1 to 9 cm, and its shape is not limited.

이와 관련하여, 상기 코인형 이차 전지는, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시키는, 접합부;를 더 포함할 수 있다. 상기 접합부는 플라스틱(Plastic), 아크릴(Acryl), PEEK(Polyether ether ketone), 테플론(Teflon), 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic), PC(Propylene Carbonate) 등의 재질인 것을 사용할 수 있다.
In this regard, the coin-shaped secondary battery may further include a bonding portion for bonding the first case and the second case to each other. The joint may be made of plastic, acrylic, PEEK, Teflon, Engineering Plastic, PC (Propylene Carbonate), or the like.

상기 분리막은, 폴리머(Polymer), 페이퍼(paper), 셀룰로오스(cellulose) 등의 재질인 것을 사용할 수 있으며, 직경이 1 내지 9 ㎝인 코인 형태일 수 있고, 그 두께는 0.1 내지 2.0 t일 수 있다.
The separator may be a polymer, paper, cellulose, or the like, may be in the form of a coin having a diameter of 1 to 9 cm, and may have a thickness of 0.1 to 2.0 t .

한편, 상기 음극부는, 플레이트 스페이서(plate spacer)를 더 포함할 수 있고, 상기 플레이트 스페이서는 상기 음극부에서 음극 활물질을 고정시키면서 상기 음극 집전체 및 상기 음극 하부 케이스를 연결시켜주는 역할을 한다. 이때, 상기 플레이트 스페이서는 직경이 1 내지 9 ㎝인 코인 형태일 수 있고, 그 두께는 0.1 내지 2.0 t일 수 있다.
Meanwhile, the cathode portion may further include a plate spacer, and the plate spacer serves to connect the anode current collector and the cathode lower case while fixing the anode active material in the cathode portion. At this time, the plate spacer may have a coin shape with a diameter of 1 to 9 cm and a thickness of 0.1 to 2.0 t.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계; 음극 집전체 상에 음극 활물질 층을 형성시키는 단계; 음극 하부 케이스(case) 상에, 음극 집전체, 상기 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 순서대로 적층시켜, 음극부로 수득하는 단계; 제1 케이스 상에, 상기 음극부, 분리막, 양극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는 제2 케이스를 순서대로 적층시키는 단계; 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시키는 단계; 및 상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;를 포함하는 코인형 이차 전지의 제조 방법이며, 상기 음극 상부 케이스(case)에 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;에서, 상기 음극 상부 케이스 내 적어도 하나 이상의 개구부가 위치하며, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 상기 고체 전해질을 접합시키고, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;에서, 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 상기 이온 함유 용액을 유입시키는 것인, 코인형 이차 전지의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a battery, comprising the steps of: bonding at least one solid electrolyte to a cathode upper case; Forming an anode active material layer on the anode current collector; Stacking a negative electrode current collector and a negative electrode upper case bonded with the solid electrolyte in this order on a negative electrode lower case to obtain a negative electrode portion; Stacking a cathode, a separator, a cathode current collector, and a second case including at least one or more openings in this order on a first case; Bonding the first case and the second case; And introducing an ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof from the outside of the second case into the inside of the second case. The method of manufacturing a coin type secondary battery according to claim 1, a step of bonding the at least one solid electrolyte; in the negative electrode upper case within, and at least one opening portion is located, and each bonded to the solid electrolyte in the opening wherein the cathode upper case, the positive electrode from the outside of the second case Containing solution is introduced into the anode from the outside of the second case by the opening of the second case in the step of introducing the ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and combinations thereof, The present invention also provides a method of manufacturing a coin type secondary battery.

이는, 상기 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 제조한 뒤, 이를 포함하는 음극부를 제조하고, 이와 독립적으로 상기 각 구성 요소를 준비하여 상기 순서대로 적층시킨 다음, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 이온 함유 용액을 유입시키는 단순한 방법에 의해, 전술한 코인형 이차 전지를 상업화 및 대량 생산하기에 유리한 제조 방법에 해당된다. This is accomplished by preparing a cathode case on which the solid electrolyte is bonded, preparing a cathode portion containing the anode case, preparing the respective components independently of each other, and stacking them in this order, This method is advantageous for commercialization and mass production of the coin-type secondary battery described above by a simple method of introducing the ion-containing solution.

특히, 상기 코인형 이차 전지를 대규모 저장 시스템으로 구현하기 위해, 그 적합한 설치 장소로는 상기 이온 함유 용액 중 대표적인 해수가 풍부한 바다를 선택할 수 있으며, 이에 따라 제반 비용이 감소되고 환경 문제를 비교적 적게 유발할 수 있다.Particularly, in order to realize the coin-type secondary battery as a large-scale storage system, it is possible to select a sea in which representative sea water is rich among the ion-containing solution as a suitable installation site, thereby reducing costs and relatively less environmental problems .

아울러, 상기 각 구성 요소 및 상기 제조 방법에 의해 최종적으로 수득되는 코인형 이차 전지는 전술한 바와 같고, 상기 제조 방법은 후술되는 실시예를 통해 보다 명확히 이해될 수 있다.In addition, the coin type secondary battery finally obtained by the components and the manufacturing method described above is as described above, and the manufacturing method can be more clearly understood through the following embodiments.

이하에서는, 상기 코인형 이차 전지를 제조하는 각 단계에 대해 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, each step of manufacturing the coin type secondary battery will be described in detail.

우선, 상기 음극부를 제조하는 단계는, 앞서 언급한 바와 같이, 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계; 음극 집전체 상에 음극 활물질 층을 형성시키는 단계; 음극 하부 케이스(case) 상에, 음극 집전체, 상기 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 순서대로 적층시켜, 음극부로 수득하는 단계;를 포함한다.Firstly, the step of manufacturing the negative electrode part includes: bonding at least one solid electrolyte to the upper case part of the negative electrode, as mentioned above; Forming an anode active material layer on the anode current collector; Stacking a negative electrode current collector and a negative electrode upper case bonded with the solid electrolyte in this order on a negative electrode lower case to obtain a negative electrode portion.

구체적으로, 상기 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;에서, 상기 음극 상부 케이스 내 적어도 하나 이상의 개구부가 위치하며, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 상기 고체 전해질을 접합시키는 것일 수 있다.Specifically, in the step of bonding at least one solid electrolyte to the upper case of the anode, at least one opening of the upper case is located, and the solid electrolyte is bonded to the opening of the upper case, It can be done.

보다 구체적으로, 상기 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;는, 접착제를 사용하여 상기 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 것일 수 있다.More specifically, the step of bonding at least one solid electrolyte to the upper case of the negative electrode may be to bond the solid electrolyte to the negative electrode upper case using an adhesive.

상기 접합은 열처리에 의해 수행될 수 있으며, 상기 열처리가 수행되는 온도 범위는 150 내지 200 ℃ 일 수 있고, 상기 열처리의 수행 시간은 1 내지 30 분일 수 있다.The bonding may be performed by heat treatment, the temperature range in which the heat treatment is performed may be 150 to 200 ° C, and the heat treatment may be performed for 1 to 30 minutes.

이때, 상기 접착제는, 실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다. At this time, the adhesive may include one or more materials selected from the group consisting of a silicon (Si) -based material, an epoxy-based material, and a combination thereof.

상기 고체 전해질은, 나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것일 수 있다.The solid electrolyte may be selected from the group including Na superionic conductor (NASICON), Li superionic conductor (LISICON), amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof.

아울러, 상기 접착제에 의해 상기 음극 상부 케이스에 상기 고체 전해질을 접합시키는 형태는, 앞서 설명한 바와 같다.In addition, the solid electrolyte is bonded to the upper case of the negative electrode by the adhesive, as described above.

상기 음극 집전제의 표면에는 앞서 설명한 음극 활물질 층을 형성할 수 있으며, 상기 음극 활물질 층은 음극 활물질, 바인더, 및 도전재를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
The negative electrode active material layer described above may be formed on the surface of the negative electrode collector. The negative electrode active material layer may be prepared by mixing the negative electrode active material, the binder, and the conductive material in a solvent to prepare an active material composition, . The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein. As the solvent, N-methylpyrrolidone or the like can be used, but it is not limited thereto.

앞서 설명한 바와 같이 음극부를 제조한 뒤, 상기 제1 케이스 상에, 상기 음극부, 분리막, 양극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는 제2 케이스를 순서대로 적층시키는 단계;를 수행할 수 있다.After the cathode part is manufactured as described above, the second case including the cathode part, the separator, the cathode current collector, and the at least one opening may be stacked in this order on the first case .

이 단계를 수행한 결과 상기 순서의 적층체를 수득할 수만 있다면, 상기 단계를 수행하는 중 상기 각각의 구성 요소를 적층시키는 세부적인 순서는 한정되지 않는다.As a result of performing this step, the detailed order of stacking the respective components during the above step is not limited as long as the laminate of the above sequence can be obtained.

예를 들면, 후술되는 실시예와 같이, 상기 제조된 음극부를 상기 제1 케이스 상에 위치시킨 뒤, 상기 제1 케이스 상에 위치하는 음극부 위에 상기 분리막을 위치시킨 다음, 촉매 전극을 위치시키고, 그 위에 상기 양극 집전체를 위치시킨 후, 상기 제2 케이스를 위치시키는 것일 수 있으나, 반드시 이와 같은 세부적인 순서에 한정되는 것은 아니다.
For example, as in the following embodiments, after placing the manufactured cathode part on the first case, placing the separator on the cathode part located on the first case, positioning the catalyst electrode, And the second case may be positioned after the cathode current collector is positioned thereon. However, the present invention is not limited to such a detailed order.

상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시키는 단계;를 통해 접합된 제1 케이스 및 상기 제2 케이스에 의해, 상기 음극부 및 상기 양극부는 밀봉될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 상기 접합은 상기 접합부에 의해 이루어질 수 있다.
The cathode and the anode may be sealed by the first case and the second case joined through the step of bonding the first case and the second case. At this time, as described above, the bonding may be performed by the bonding portion.

상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;는, 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 양극부로 상기 이온 함유 용액을 유입시키는 것인 바, 이는 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시킨 뒤 상기 이온 함유 용액에 담그는 것일 수 있다, 이를 통해, 상기 접합된 제1 케이스 및 제2 케이스의 외부에는 상기 이온 함유 용액이 존재하며, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 이온 함유 용액이 상기 양극부로 유입될 수 있다.
Containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof from the outside of the second case into the inside of the second case through the opening of the second case, And the ion-containing solution is introduced into the first case and the second case. This can be achieved by bonding the first case and the second case together and immersing them in the ion-containing solution, The ion-containing solution is present outside, and the ion-containing solution can be introduced into the anode portion from the outside of the second case.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example 1:  One: 코인형Coin type 이차 전지의 제조 Manufacture of Secondary Battery

도 3에 도시된 코인형 이차 전지를 제조하기 위하여, 음극부를 제조한 뒤, 이를 상기 제1 케이스 상에 위치시키고, 상기 제1 케이스 상에 위치하는 음극부 위에 상기 분리막을 위치시킨 다음, 그 위에 촉매 전극을 위치시키고, 그 위에 상기 양극 집전체를 위치시킨 후, 상기 제2 케이스를 위치시키는 일련의 공정을 수행하였다. 이하, 그 구체적인 공정을 설명한다.In order to manufacture the coin type secondary battery shown in FIG. 3, a cathode portion is manufactured, the cathode portion is placed on the first case, the separator is placed on the cathode portion located on the first case, A series of steps of positioning the catalyst electrode, positioning the cathode current collector thereon, and then positioning the second case were performed. Hereinafter, the specific process will be described.

(1) (One) 음극부의Cathode 제조 Produce

음극부의 제조 공정은, 다음과 같이, 조립된 음극 상부 케이스(Assembled Anode Upper Case) 및 조립된 음극 하부 케이스(Assembled Anode Bottom Case)를 각각 제조한 뒤, 이들을 상호 접합시키는 공정으로 수행되었다.The manufacturing process of the cathode portion was performed by manufacturing each of the assembled anode case (Assembled Anode Upper Case) and assembled anode case (Assembled Anode Bottom Case), and then joining them together.

1) 조립된 음극 하부 케이스(1) Assembled cathode lower case ( AssembledAssembled AnodeAnode BottomBottom CaseCase )의 제조)

플레이트 스페이서(Plate Spacer, 직경: Φ19 ㎜) 위에 음극 집전체(Current Collector, 직경: Φ10 ㎜)를 용접하여, 용접된 플레이트 스페이서(Welded Plate Spacer)를 제조하였다. 상기 용접된 플레이트 스페이서(Welded Plate Spacer) 위에 음극 활물질(Anode active Material)을 고정시켜, 조립된 음극 플레이트(Assembled Anode Plate)를 제조하였다.Welded plate spacers were prepared by welding an anode current collector (diameter: 10 mm) onto a plate spacer (diameter: Φ19 mm). An anode active material was fixed on the welded plate spacer to prepare an assembled anode plate (Assembled Anode Plate).

이때, 상기 음극 활물질은 나트륨 금속을 사용하였으며, 상기 용접된 플레이트 스페이서(Welded Plate Spacer) 위에 압착하여 고정시켰다.At this time, sodium metal was used as the negative active material, and the negative active material was pressed on the welded plate spacer.

이후, 음극 하부 케이스(Bottom Case, 직경: Φ20 ㎜) 위에 메탈 폼 스페이서(Metal Foam Spacer, 가로: 4 mm 세로: 4 mm), 상기 조립된 음극 플레이트(Assembled Anode Plate) 및 음극 분리막 (Separator, 직경:Φ19 ㎜)을 순차적으로 얹은 뒤, 일정량의 액체 전해질(NaCF3SO3 용액)을 주입하여, 조립된 하부 케이스(Assembled Anode Bottom Case)를 제작하였다.Thereafter, a metal foam spacer (width: 4 mm, length: 4 mm), an assembled anode plate (separator plate) and a separator (diameter: Φ20 mm) were placed on a bottom case : Φ19 mm) were sequentially placed, and a certain amount of liquid electrolyte (NaCF 3 SO 3 solution) was injected to prepare an assembled lower case (Assembled Anode Bottom Case).

2) 조립된 음극 상부 케이스(2) Assembled cathode upper case ( AssembledAssembled AnodeAnode UpperUpper CaseCase )의 제조)

이와 독립적으로, 개구부가 형성된 음극 상부 케이스(Punched Anode Upper Case, 직경: Φ20 ㎜)에, 실리콘계 접착제를 사용하여 상기 음극 상부 케이스의 개구부에 고체 전해질을 접합시켜, 조립된 음극 상부 케이스(Assembled Anode Upper Case)를 제작하였다.Independently, a solid electrolyte was bonded to the opening of the above-mentioned upper case of the cathode using a silicone-based adhesive agent on the upper case (Punched Anode Upper Case, diameter: 20 mm) Case).

구체적으로, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부 및 상기 고체 전해질의 개수는 각각 1개이다. Specifically, the number of the openings in the case on the negative electrode and the number of the solid electrolytes are one each.

또한, 상기 접합 시, 상기 고체 전해질의 타면에 상기 개구부가 형성된 음극 상부 케이스를 위치시키고, 180 ℃의 열을 10 분 동안 가하여 상기 고체 전해질을 음극 상부 케이스와 접합시켰다. In addition, at the time of bonding, the upper case of the negative electrode with the opening formed thereon was placed on the other side of the solid electrolyte, and heat of 180 ° C was applied for 10 minutes to bond the solid electrolyte to the upper case of the negative electrode.

3) 3) 음극부의Cathode 제조 Produce

상기 조립된 음극 하부 케이스(Assembled Anode Bottom Case) 및 상기 조립된 음극 상부 케이스(Assembled Anode Upper Case)를 서로 압착 고정하여, 음극부(Anode Part)로 완성하였다. 이때, 상기 압착 고정은, 클림퍼(Crimper)를 이용하였다.The assembled anode bottom case (Assembled Anode Bottom Case) and the assembled anode top case (Assembled Anode Upper Case) were pressed and fixed to each other to complete an anode part. At this time, the crimp fixing was performed using a crimper.

(2) (2) 코인형Coin type 이차 전지의 제조 Manufacture of Secondary Battery

상기 완성된 음극부(Anode Part)를 플라스틱 재질의 제1 케이스(Plastic, 가로: 4 cm, 세로: 4 cm)에 고정시켰다. 상기 제1 케이스에 고정된 음극부 위에, 폴리머(Polymer) 재질의 분리막 (Separator, 직경: Φ19 ㎜) 및 탄소계 촉매 전극(Catalyst Electrode)을 순차적으로 위치시킨 뒤, 그 위에 플라스틱 재질의 제2 케이스(가로: 4 ㎝, 세로: 4 ㎝)를 덮었다.The completed anode part was fixed to a first plastic case (plastic, 4 cm in length, 4 cm in length). A separator (diameter:? 19 mm) of a polymer material and a carbon-based catalyst electrode (Catalyst Electrode) are sequentially placed on the cathode portion fixed to the first case, and a second case (Width: 4 cm, length: 4 cm).

구체적으로, 상기 제2 케이스는 3개의 개구부가 형성되어 있는 것을 사용하였다. Specifically, the second case has three openings formed therein.

이후, 플라스틱 재질의 고정 바(Plastic Fix Bar)를 접합부로 이용하여 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시킨 다음, 해수(구입처: Sigma-Aldrich)에 담가 상기 제2 케이스의 개구부를 통해 내부로 해수가 유입되도록 하여, 코인형 해수 이차 전지를 완성하였다.
Thereafter, the first case and the second case are joined together using a plastic fix bar as a joining part, and then immersed in seawater (Sigma-Aldrich) , Thereby completing a coin-shaped seawater secondary battery.

평가예Evaluation example 1:  One: 코인형Coin type 이차 전지의 전기화학적 특성 평가 Electrochemical Characterization of Secondary Batteries

실시예 1의 코인형 이차 전지에 대해, 전기화학적 평가를 5회 실시하였다. The coin-type secondary battery of Example 1 was subjected to electrochemical evaluation five times.

구체적으로, 각각의 평가 회차에 따른 평가 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
Specifically, the evaluation results according to the respective evaluation times are as shown in Table 1 below.

평가 회차Evaluation period 평가 결과Evaluation results 개방 회로 전압(Open circuit voltage ( OCVOCV ) ) 충전 시 전압(Charging voltage ( ChargeCharge VoltageVoltage )) 방전 시 전압(Voltage at discharge ( DischargeDischarge VoltageVoltage )) 옴 저항(Ohm resistance OhmicOhmic ResistanceResistance )) 쿨롱coulomb 효율( efficiency( ColumbicColumbic
EfficiencyEfficiency )) 1One 2.85 V2.85 V 3.80 V3.80 V 2.78 V2.78 V 58.3 Ω58.3 Ω 93%93% 22 2.91 V2.91 V 3.83 V3.83 V 2.81 V2.81 V 59.4 Ω59.4 Ω 95%95% 33 2.87 V2.87 V 3.79 V3.79 V 2.79 V2.79 V 58.1 Ω58.1 Ω 94%94% 44 2.90 V2.90 V 3.81 V3.81 V 2.80 V2.80 V 59.3 Ω59.3 Ω 92%92% 55 2.88 V2.88 V 3.77 V3.77 V 2.78 V2.78 V 58.2 Ω58.2 Ω 90%90%

구체적으로, 해수 내에서 실시예 1의 코인형 이차 전지의 충전 및 방전을 진행한 결과, 표 1 및 도 6에 나타난 바와 같이 개방 회로 전압(OCV), 충전 시 전압(Charge Voltage), 방전 시 전압(Discharge Voltage), 및 저항이 각각 측정되었으며, 이러한 측정 값들을 토대로 쿨롱 효율이 계산되었다.Specifically, as shown in Table 1 and FIG. 6, when the charging and discharging of the coin type secondary battery of Example 1 were performed in seawater, the open circuit voltage (OCV), the charging voltage (Charge Voltage) (Discharge voltage), and resistance were measured, respectively. Based on these measured values, Coulomb efficiency was calculated.

이로써, 실시예 1의 코인형 이차 전지는 90 % 이상의 우수한 쿨롱 효율을 발현함을 알 수 있다.
Thus, it can be seen that the coin type secondary battery of Example 1 exhibits excellent Coulomb efficiency of 90% or more.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

1: 음극 하부 케이스 2: 음극 집전체,
3: 음극 플레이트 스페이서 4: 음극 활물질
5: 음극 내 분리막 6: 고체 전해질
7: 개스킷 8: 음극 상부 케이스
9: 분리막 10: 양극 촉매 전극
11: 양극 집전체 12: 제2 케이스
13: 제1 케이스1: Cathode lower case 2: Cathode current collector,
3: cathode plate spacer 4: anode active material
5: separator in the cathode 6: solid electrolyte
7: Gasket 8: Cathode upper case
9: separator 10: anode catalyst electrode
11: anode current collector 12: second case
13: First case

Claims (15)

음극 하부 케이스; 상기 음극 하부 케이스 상에 위치하는 음극 집전체; 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질 층; 및 액체 전해질;을 포함하는, 조립된 음극 하부 케이스(Assembled Anode Bottom Case);
음극 분리막; 및
적어도 하나 이상의 고체 전해질; 및 상기 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 포함하는, 상기 조립된 음극 상부 케이스(Assembled Anode Upper Case);를 포함하며,
상기 조립된 음극 하부 케이스(Assembled Anode Bottom Case); 상기 음극 분리막; 및 상기 조립된 음극 상부 케이스(Assembled Anode Upper Case);가 순차적으로 적층되고, 상기 음극 하부 케이스 및 상기 음극 상부 케이스가 접합되어, 상기 접합된 음극 하부 케이스 및 음극 상부 케이스에 의해 상기 음극 하부 케이스, 상기 음극 집전체, 상기 음극 활물질 층, 상기 액체 전해질, 상기 음극 분리막, 상기 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 밀봉된, 음극부;
나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액, 및 상기 이온 함유 용액에 함침된 양극 집전체를 포함하는, 양극부;
상기 음극부 및 상기 양극부 사이에 위치하는, 분리막(separator);
상기 음극부 외부에 위치하는, 제1 케이스; 및
상기 양극부 외부에 위치하며, 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는, 제2 케이스(case);를 포함하는 코인 형태의 이차 전지이고,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스가 서로 접합되고, 상기 접합된 제1 케이스 및 제2 케이스에 의해 상기 음극부, 상기 분리막, 및 상기 양극부가 밀봉되고,
상기 이온 함유 용액은, 상기 제2 케이스의 외부로부터 상기 제2 케이스의 개구부를 통해 상기 양극부로 유입되는 것인,
코인형 이차 전지.
Cathode lower case; An anode current collector positioned on the cathode lower case; A negative electrode active material layer disposed on the negative electrode collector; And a liquid electrolyte; an assembled anode bottom case;
Cathode separator; And
At least one solid electrolyte; And an assembled anode upper case including a cathode upper case to which the at least one solid electrolyte is bonded,
The assembled anode bottom case (Assembled Anode Bottom Case); The cathode separator; And the assembled anode upper case is stacked in order, and the cathode lower case and the cathode upper case are bonded to each other, and the cathode lower case and the cathode upper case, A negative electrode portion in which the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer, the liquid electrolyte, the negative electrode separator, and the at least one solid electrolyte are sealed;
Containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and combinations thereof, and a positive electrode collector impregnated in the ion-containing solution;
A separator positioned between the cathode portion and the anode portion;
A first case located outside the cathode portion; And
And a second case located outside the anode portion and including at least one or more openings,
The first case and the second case are bonded to each other, and the cathode portion, the separation membrane, and the anode portion are sealed by the bonded first and second cases,
Wherein the ion-containing solution flows into the anode from the outside of the second case through the opening of the second case.
Coin-type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 음극부는,
상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 위치하는 고체 전해질 상에 위치하여, 상기 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 접착제를 더 포함하는,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
The cathode section
Further comprising an adhesive located on the solid electrolyte located at each opening in the upper case of the negative electrode and bonding the solid electrolyte to the upper case of the negative electrode,
Coin-type secondary battery.
제2항에 있어서,
상기 접착제는,
실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것인,
코인형 이차 전지.
3. The method of claim 2,
Preferably,
Silicon-based materials, silicon-based materials, epoxy-based materials, and combinations thereof.
Coin-type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 음극부에서,
상기 고체 전해질은,
나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것인,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
In the cathode portion,
The solid electrolyte,
Wherein the conductive material is selected from the group consisting of Na superionic conductor, NASICON, Li superionic conductor, LISICON, amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof.
Coin-type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 음극 활물질 층은 음극 활물질을 포함하고,
상기 음극 활물질은 금속, 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 인화물, 카본(carbon)계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the negative active material layer comprises a negative active material,
Wherein the negative electrode active material is at least one material selected from the group consisting of a metal, a metal oxide, a metal sulfide, a metal phosphide, a carbon-based material,
Coin-type secondary battery.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 액체 전해질은,
해리 가능한 염 및 유기 용매를 포함하는 것인,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
The liquid electrolyte may include,
≪ RTI ID = 0.0 > dissociable < / RTI > salts and an organic solvent.
Coin-type secondary battery.
제7항에 있어서,
상기 해리 가능한 염은,
나트륨 화합물, 리튬 화합물, 암모늄 화합물, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인,
코인형 이차 전지.
8. The method of claim 7,
The dissociable salt may be,
At least one substance selected from the group consisting of sodium compounds, lithium compounds, ammonium compounds, and the like,
Coin-type secondary battery.
제7항에 있어서,
상기 유기 용매는,
에터(ether)계 유기 용매, 카보네이트(carbonate)계 유기 용매, 나이트릴(nitrile)계 유기 용매, 및 이들을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인,
코인형 이차 전지.
8. The method of claim 7,
The organic solvent may include,
At least one substance selected from the group consisting of an ether organic solvent, a carbonate organic solvent, a nitrile organic solvent,
Coin-type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 양극부에서,
상기 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액은,
해수, 염수, 및 이들의 포함하는 군에서 선택되는 것인,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
In the anode portion,
The ion-containing solution comprising sodium, lithium, magnesium, and combinations thereof,
Seawater, saline, and the group comprising them.
Coin-type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 양극부는,
상기 양극 집전체 상에 위치하는 촉매 전극을 더 포함하고,
상기 촉매 전극은, 금속 산화물, 귀금속(novel metal) 물질, 탄소계 물질, 페로브스카이트(perovskite)계 물질, 및 이들의 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 것인,
코인형 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein:
Further comprising a catalyst electrode located on the positive electrode collector,
Wherein the catalyst electrode comprises any one material selected from the group consisting of a metal oxide, a novel metal material, a carbon-based material, a perovskite-based material, and the like.
Coin-type secondary battery.
음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;
음극 집전체 상에 음극 활물질 층을 형성시키는 단계;
음극 하부 케이스(case) 상에, 상기 음극 활물질 층이 형성된 음극 집전체, 상기 적어도 하나 이상의 고체 전해질이 접합된 음극 상부 케이스를 순서대로 적층시켜, 음극부로 수득하는 단계;
제1 케이스 상에, 상기 음극부, 분리막, 양극 집전체, 및 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하는 제2 케이스를 순서대로 적층시키는 단계;
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 접합시키는 단계; 및
상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;를 포함하는 코인형 이차 전지의 제조 방법이며,
상기 음극 상부 케이스(case)에 적어도 하나 이상의 고체 전해질을 접합시키는 단계;에서, 상기 음극 상부 케이스 내 적어도 하나 이상의 개구부가 위치하며, 상기 음극 상부 케이스 내 개구부에 각각 상기 고체 전해질을 접합시키고,
상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 나트륨, 리튬, 마그네슘, 및 이들의 조합을 포함하는 이온 함유 용액을 유입시키는 단계;에서, 상기 제2 케이스의 개구부에 의해, 상기 제2 케이스의 외부로부터 내부로 상기 이온 함유 용액을 유입시키는 것인,
코인형 이차 전지의 제조 방법.
Bonding at least one solid electrolyte to a cathode upper case;
Forming an anode active material layer on the anode current collector;
Stacking a negative electrode current collector on which the negative electrode active material layer is formed and a negative electrode upper case having the at least one solid electrolyte bonded thereto in this order on a negative electrode lower case to obtain a negative electrode portion;
Stacking a cathode, a separator, a cathode current collector, and a second case including at least one or more openings in this order on a first case;
Bonding the first case and the second case; And
Introducing an ion-containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof from the outside of the second case into the inside of the second case;
Wherein at least one or more openings in the upper case of the negative electrode are positioned and the solid electrolyte is bonded to the openings in the upper case of the negative electrode in the step of bonding at least one solid electrolyte to the case of the negative electrode,
Containing solution containing sodium, lithium, magnesium, and a combination thereof from the outside of the second case into the inside of the second case by the opening of the second case, Containing solution.
A method of manufacturing a coin type secondary battery.
제12항에 있어서,
상기 음극 상부 케이스(case)에 복수의 고체 전해질을 접합시키는 단계;는,
접착제를 사용하여 상기 복수의 고체 전해질을 상기 음극 상부 케이스와 접합시키는 것인,
코인형 이차 전지의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Bonding a plurality of solid electrolytes to the upper case of the negative electrode,
And bonding the plurality of solid electrolytes to the upper case of the negative electrode using an adhesive.
A method of manufacturing a coin type secondary battery.
제13항에 있어서,
상기 접착제는,
실리콘(Si)계 물질, 에폭시계 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것인,
코인형 이차 전지의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Preferably,
Silicon-based materials, silicon-based materials, epoxy-based materials, and combinations thereof.
A method of manufacturing a coin type secondary battery.
제13항에 있어서,
상기 고체 전해질은,
나시콘(Na superionic conductor, NASICON), 리시콘 (Li superionic conductor, LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질, 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 것인,
코인형 이차 전지의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The solid electrolyte,
Wherein the conductive material is selected from the group consisting of Na superionic conductor, NASICON, Li superionic conductor, LISICON, amorphous ion conductive material, ceramic ion conductive material, and combinations thereof.
A method of manufacturing a coin type secondary battery.
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