KR101937806B1 - 중저온 구동 나트륨 이차 전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나트륨을 수용하는 음극용기; 양극 활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하는 양극용기; 상기 음극용기 및 상기 양극용기 사이에 위치하고 나트륨 이온을 선택적으로 이동시키는 고체전해질; 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 음극용기 사이에 위치하는 음극 내부 실링층 및 상기 음극 내부 실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층; 및 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 양극용기 사이에 위치하는 양극 내부 실링층 및 상기 양극 내부 실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층;을 포함하는 나트륨 이차 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 나트륨 이차 전지는 중저온에서 구동되고 장기 밀봉 특성이 향상될 수 있다.

Description

중저온 구동 나트륨 이차 전지 및 그의 제조방법 {SODIUM-BASE SECONDARY BATTERY OPERATED AT INTERMEDIATE TEMPERATURE AND METHDOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 중저온 구동 나트륨 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 고온에서 동작하는 나트륨계 전지(나트륨-황 전지, ZEBRA 전지)는 에너지 밀도 및 충방전 효율이 높고 자가 방전이 없으며, 장기간의 운전에도 성능의 저하가 없는 특성에 의해 저가의 전력 저장용 전지로 개발되고 있다.
고온 나트륨계 전지는 음극 활물질로 나트륨(Na)을, 양극 활물질로 황(S) 또는 금속 할라이드(NiCl2, FeCl2)를 배치하고, 양쪽을 나트륨 이온에 대한 전도성을 가지는 베타-알루미나 세라믹 고체 전해질로 격리하고, 외부는 Al, Ni 또는 Fe계 합금 부재에 의해 밀봉되어, 280~350의 온도에서 구동되는 이차전지이다. 그러나, 280~350 구동에서의 장기 밀봉 특성을 부여하기 위해서는 고체전해질 세라믹과 외부 금속 부재의 이종 접합이 필요하고, 이를 위해 세라믹과 금속 부재 사이에 Al계 또는 Mo계 filler를 사용하여 550~1500 사이에서 열 압착하는 Thermal compression bonding법을 사용하고 있다.
이러한 공정을 적용하기 위해서는 복잡한 구조를 가진 고가의 장비가 필요하며, 열팽창계수 차이에 의한 열 응력 문제로 인하여 통상 고체전해질의 직경이 작은 원통형으로 제작한다.
종래의 나트륨 전지는 음극의 나트륨 및 양극의 NaAlCl4와 반응성이 없으며, 200℃ 이상의 고온에서 열 안정성을 가져야 하기 때문에 적용 소재에 상당한 제약이 있고, 현재까지 양극 및 음극의 장기적 밀봉에 적합한 소재는 개발되지 못하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 200도 이하 중저온에서 구동되는 고분자 소재를 활용한 세라믹-금속 접합된 나트륨 전지의 장기 밀봉 특성의 향상을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 나트륨을 수용하는 음극용기; 양극 활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하는 양극용기; 상기 음극용기 및 상기 양극용기 사이에 위치하고 나트륨 이온을 선택적으로 이동시키는 고체전해질; 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 음극용기 사이에 위치하는 음극 내부 실링층 및 상기 음극 내부 실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층; 및 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 양극용기 사이에 위치하는 양극 내부 실링층 및 상기 양극 내부 실링층의 외측에 위치하는 양극 외부 실링층;을 포함하는 나트륨 이차 전지가 제공된다.
상기 음극 내부 실링층은 폴리에틸렌(polyethylene) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 양극 내부 실링층은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 플루오르화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene) 및 퍼플루오로알콕시알칸(perfluoroalkoxyalkane) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 음극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 및 실리콘 수지(silicon resin) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 양극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 및 실리콘 수지(silicon resin) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질은 베타-알루미나 및 NaSiCon 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질의 두께는 100um 내지 2mm 일 수 있다.
상기 양극 활물질은 Ni, Fe Cu 및 Zn 중에서 선택된 1종 이상, Al, NaI, NaF, S 및 FeS 중에서 선택된 1종 이상 및 NaCl을 포함할 수 있다.
상기 양극전해액은 NaAlCl4, NaAlCl4-NaAlBr4, NaAlCl4-LiCl 및 NaAlCl4-LiBr 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 나트륨 이차전지의 구동 온도가 140 내지 240일 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, 나트륨을 수용하는 음극용기; 양극 활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하는 양극용기; 상기 음극용기 및 상기 양극용기 사이에 위치하고 나트륨 이온을 선택적으로 이동시키는 고체전해질; 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 음극용기 사이에 위치하는 음극 내부 실링층 및 상기 음극 내부실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층; 및 상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 양극용기 사이에 위치하는 양극 내부 실링층 및 상기 양극 내부실링층의 외측에 위치하는 양극 외부 실링층; 을 포함하며, 상기 음극 내부 실링층, 음극 외부 실링층, 양극 내부 실링층 및 양극 외부실링층은 열압착에 의해 형성하는 것인 나트륨 이차 전지의 제조 방법이 제공된다.
상기 열압착은 200 내지 350 에서 수행될 수 있다.
본 발명의 나트륨 이차 전지의 실링층을 포함하는 이차전지는 음극부에 적합한 고분자와 양극부에 적합한 고분자 실링층을 밀봉에 별도로 적용하고, 접합부 안쪽에는 내 반응성이 우수한 실링층을, 바깥쪽에는 내열성이 우수한 실링층을 사용하여 장기 밀봉 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 나트륨 이차 전지의 개념을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 나트륨 이차 전지의 장기 충방전 특성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1에 따른 나트륨 이차 전지의 장기 충방전 특성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 나트륨 이차 전지의 장기 충방전 특성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 비교예 2에 따른 나트륨 이차 전지의 장기 충방전 특성 시험 결과를 나타낸 것이다.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨 이차 전지의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명의 나트륨 이차 전지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다.
본 발명의 나트륨 이차 전지(9)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 음극용기(1), 양극용기(2) 및 고체 전해질을 포함한다. 상기 음극 용기(1)과 양극 용기(2)는 상기 고체 전해질을 사이에 두고 나트륨 전지의 외측에 배치되어 외형을 이루며, 내용물을 내부에 수용한다.
상기 음극용기(1)는 내부에 나트륨을 수용하며, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속 소재로 이루어질 수 있다. 상기 음극용기(1)의 표면에는 크롬, 몰리브덴 등을 주성분으로 하는 내식층이 코팅될 수 있다. 상기 음극용기(1)는 음극의 외부 단자의 역할도 수행한다.
상기 양극용기(2)는 내부에 양극활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하며, 상기 고체 전해질의 일측에 형성되어 상기 음극용기와 마주한다. 상기 양극용기(2)는 상기 음극용기(1)과 마찬가지로 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속 소재로 이루어질 수 있으며, 또한 그 표면에도 음극용기(1)와 동일하게 크롬, 몰리브덴 등을 주성분으로 하는 내식층이 코팅될 수 있다. 또한, 상기 양극용기(2)는 양극의 외부 단자의 역할도 수행한다.
상기 양극용기에 수용되는 양극 활물질은 Ni,Fe Cu 및 Zn 중에서 선택된 1종 이상, Al, NaI, NaF, S 및 FeS 중에서 선택된 1종 이상 및 NaCl을 포함할 수 있다.
또한, 상기 양극용기에 양극활물질과 함께 수용되는 상기 양극전해액은 NaAlCl4, NaAlCl4-NaAlBr4, NaAlCl4-LiCl 및 NaAlCl4-LiBr등이 가능하며 바람직하게는 NaAlCl4일 수 있다.
본 발명에 따른 나트륨 이차 전지는 충전상태 기준으로 음극 활물질로서 액상 나트륨 (Na), 양극 활물질로서 NiCl2를 사용하고, 양극재로서는 니켈(Ni)과 소금(NaCl) 분말을 사용하며, 양극부 이차전해질(또는 액체전해질)로서 NaAlCl4(sodium alumino tetra-chloride)를 사용하며, 충전에 따라 NaCl과 NaAlCl4에 함유된 나트륨 이온(Na+)이 음극부로 이동하여 환원되면 Na(l)을 형성하게 된다.
이때, 고체 전해질(3)은 상기 음극용기(1)와 양극용기(2) 사이에서 서로 맞닿아 상기 액상 나트륨과 양극활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 분리하는데, 상기 고체 전해질(3)은 음극활물질과 양극활물질 양극재 나트륨 이온만을 선택적으로 투과시키며, 양극용기(1)와 음극용기(2)의 쇼트를 방지한다.
상기 고체 전해질은 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 나트륨 이차전지에서 적용될 수 있는 것이라면 본 발명에서도 적합하게 사용될 수 있다. 예를들면, 상기 고체 전해질은 분리판으로서, 베타-알루미나(BASE, β/β”-Al2O3, beta-alumina solid electrolyte)) 및 NaSiCon등이 가능하며 바람직하게는 베타-알루미나일 수 있다.
전지 성능을 극대화하기 위해서는 고체전해질의 Na 이온 전도도를 높게 유지하는 것이 유리하며, 이를 위해서는 고체 전해질의 두께가 얇아질수록, 그리고 전지의 구동 온도가 높아질수록 BASE의 면적저항은 높아져 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 고체 전해질의 두께는 약 2~2.3mm의 범위일 수 있다.
다만, 상기 전해질(3)이 음극용기(1) 및 양극용기(2)와 직접 맞닿는 경우, 음극용기(1)에 수용된 액체 나트륨이나 양극용기(2)에 수용된 양극 이차전해질(catholyte)이 누액될 우려가 있으며, 이 경우, 전지의 안전성을 저해하게 된다. 이에, 상기 전해질(3)과 음극용기(1) 및 양극용기(2)는 실링층에 의해 밀봉하여 각 용기로부터의 누액을 방지하고 있다.
종래에는 이러한 누액 방지를 위하여 알루미늄 등의 금속재를 이용하여 밀봉하였으나, 나트륨 전지의 장기 밀봉 특성을 부여하기 위해서는 고체전해질 세라믹과 외부 금속 부재의 이종 접합이 필요하고, 이를 위해 세라믹과 금속 부재 사이에 Al계 또는 Mo계 필러(filler)를 사용하여 550~1500 사이의 고온 열압착 공정이 요구되는 등의 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상기 실링층으로서, 고분자 재질의 실링층을 사용한다. 본 발명에서 제안하는 바와 같이 고분자 실링층을 이용하는 경우에는 고가의 열압착 공정 없이 저가이고 단순한 제조공정 설계가 가능하며, 구동온도를 저가의 접합공정이 적용 가능한 온도로 낮출 수 있다. 또한, 200 이하에서도 구동 가능하다.
또한, 상기 고분자 실링층은 음극용기 및 양극용기와의 밀봉에 동일한 재료를 사용할 수 있으나, 음극용기에 수용된 나트륨 음극과 접촉하는 음극 실링층 및 NaAlCl4 액체전해질과 접촉하는 양극 실링층을 구별하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 음극 내부 실링층은 나트륨에 대한 반응성이 없거나 적은 고분자라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride)등이 가능하며, 바람직하게는 폴리에틸렌일 수 있다.
또한, 상기 양극 내부 실링층은 양극 이차전해질(catholyte)에 대한 반응성이 낮은 것이라면 적합하게 사용할 수 있는 것으로서, 예를 들면, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 플루오르화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy) 및 퍼플루오로알콕시알칸(perfluoroalkoxyalkane)등이 가능하며 바람직하게는 폴리에틸렌일 수 있다.
한편, 200 이상의 고온에서 열 안정성을 부여하기 위해 상기 음극 내부 실링층 및 양극 내부 실링층의 외부에는 추가로 외부 실링층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 음극 외부 실링층은 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 및 실리콘 수지(silicon resin)등이 가능하며, 바람직하게는 폴리이미드일 수 있다.
상기 양극 외부 실링층은 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 및 실리콘 수지(silicon resin)등이 가능하며, 바람직하게는 폴리이미드일 수 있다.
본 발명에서는 다양한 고분자의 200 이하의 중저온에서의 나트륨 반응성, NaAlCl4 액체전해질의 반응성을 검토한 결과, 양극 및 음극에 적합한 고분자 소재를 선별하여, 상기와 같이, 내 나트륨성이 우수한 소재를 음극에, 내 NaAlCl4 특성이 우수한 소재를 양극에 별도로 적용하는 것이 바람직하며, 또한, 접합부 안쪽에는 내 반응성이 우수한 소재를, 바깥쪽에는 내열성이 우수한 소재를 배치하여 장기 밀봉 특성이 향상시킬 수 있다.
상기 나트륨 이차전지의 구동 온도는 사용되는 실링층의 재질에 따라 조절 가능한 것으로서, 예를 들면, 140 내지 240일 수 있으며, 바람직하게는 170 내지 220 일 수 있다.
나트륨 이차 전지의 구동온도를 낮춤으로써 기존 TCB (Thermal compression bonding), 유리밀봉 (glass sealing), 전자빔 용접 (electron beam welding), 레이져 용접 (laser welding) 등 고온, 고압, 고진공이 요구되는 고가의 접합방법을 고분자 접합 등 저가의 단순 접합방법으로 대체가 가능하다.
상기 음극 내부 실링층, 음극 외부 실링층, 양극 내부 실링층 및 양극 외부실링층은 열압착 공정으로 형성할 수 있다.
상기 음극 내부 실링층, 음극 외부 실링층, 양극 내부 실링층 및 양극 외부실링층은 특별히 한정하지 않으나, 열압착 공정으로 실링하여 나트륨 이차 전지를 실링하는 것이 비용이 저렴하고 공정이 용이한 장점이 있으므로, 바람직하다.
상기 열압착은 사용되는 실링층의 재질에 따라 다르지만, 예를 들면, 200 내지 350에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 230 내지 300에서 수행될 수 있다.
본 발명을 평판형 설계를 적용할 경우, 필요 부품을 차례로 적층한 후 1회의 가열-상하 방향 가압공정을 통해 셀이 완성될 수 있다. 동일한 개념이 튜브형 등 다른 형상을 가진 셀 설계에도 적용될 수 있음은 물론이다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
양극부에는 8~10um 크기의 철 분말과 소금(NaCl)을 중량비로 1.4:1~1.8:1로 혼합하고, Al, NaI, NaF, S 등의 첨가물을 0.5~3wt%로 첨가하여 혼합하였다. 이에 의해 얻어진 혼합물을 압착 및 분쇄를 통하여 직경 400㎛ ~ 1.5mm 범위의 조대 입자(granule)화하여 양극 활물질을 얻었다.
이어서, 상기 양극활물질 및 99.9% 이상의 고순도 NaCl과 AlCl3 무수화물을 1:1 비율로 혼합한 후 소량의 알루미늄 호일을 첨가하고, 불활성 분위기에서 300까지 승온하여 NaAlCl4 양극 전해질을 제조하여 양극 용기 내부에 장입하였다.
음극부에는 음극 활물질로 나트륨을 사용하고, 상기 나트륨이 베타-알루미나 고체전해질 계면에 잘 웨팅(wetting)될 수 있게 하기 위해 금속 wick이 고체전해질과 접촉되도록 삽입하였다. 음극부의 금속 wick은 전자가 음극 용기를 통하여 고체전해질의 계면까지 잘 흐를 수 있도록 스폿(spot) 용접하였다.
상기 양극 용기와 음극 용기는 STS계열의 박판을 형상 가공하여 사용하였고, 상기 양극 용기 및 음극 용기 사이에 베타-알루미나 고체 전해질을 위치시켰다.
음극 내부 실링층으로 폴리에틸렌을, 양극 내부 실링층으로 폴리에틸렌을, 음극 외부 실링층 및 양극 외부 실링층으로 폴리아미드를 사용하였으며, 260℃에서 열 가압으로 밀봉하여 나트륨 이차 전지를 제조하였다.
실시예 2
음극 실링층으로 폴리비닐리덴플루오라이드를, 양극 실링층으로 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용하고, 외부 접합재를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나트륨 이차 전지를 제조하였다.
비교예 1
외부 접합재를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나트륨 이차 전지를 제조하였다.
비교예 2
음극 내부 실링층 및 양극 내부 실링층으로 폴리이미드를 사용하고, 외부 접합재를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나트륨 이차 전지를 제조하였다
시험예
시험예 1: 나트륨 이차 전지의 장기 싸이클 특성
도 2는 본 발명의 실시예 1, 도 3은 비교예 1에 따른 나트륨 이차 전지의 장기 충방전 특성 시험 결과를 나타낸 것이다.
구체적으로, 전류 밀도는 고체전해질 반응 면적을 기준으로 방전 시에는 30mA/cm2의 정전류 구동으로, 충전 시에는 10mA/cm2의 정전류 구동으로 진행하였다. 충전 시의 cut-off 전압은 2.52V에서 정전압 구동으로 바꾸고, 전류 밀도가 5mA/cm2가 되면 충전을 종료하였다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 비교예 1의 전지의 경우 내열성이 부족하여, 장기 충방전에서 밀봉 특성 저하로, 내부 나트륨의 산화에 따른 용량 감소가 심하게 발생함을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예2, 도 5는 비교예2에 따른 나트륨 이차 전지의 장기충방전 특성 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 비교예2의 전지의 경우 내화학성이 부족하여, 장기 충방전에 따른 밀봉 특성 저하로, 전지 저항 증가 및 용량 감소가 심하게 발생함을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 나트륨을 수용하는 음극용기;
    양극 활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하는 양극용기;
    상기 음극용기 및 상기 양극용기 사이에 위치하고 나트륨 이온을 선택적으로 이동시키는 고체전해질;
    상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 음극용기 사이에 위치하는 음극 내부 실링층 및 상기 음극 내부 실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층; 및
    상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 양극용기 사이에 위치하는 양극 내부 실링층 및 상기 양극 내부 실링층의 외측에 위치하는 양극 외부 실링층; 을 포함하고,
    상기 음극 내부 실링층은 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride)를 포함하고,
    상기 양극 내부 실링층은 플루오르화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene) 및 퍼플루오로알콕시알칸(perfluoroalkoxyalkane) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 음극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에틸렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 및 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 양극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에틸렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 및 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 나트륨 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고체전해질이 베타-알루미나, NaSiCon 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나트륨 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고체전해질의 두께가 100um 내지 2mm인 것을 특징으로 하는 나트륨 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질이 Ni, Fe Cu 및 Zn 중에서 선택된 1종 이상, Al, NaI, NaF, S 및 FeS 중에서 선택된 1종 이상 및 NaCl을 포함하는 것을 특징으로 하는 나트륨 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 양극 이차전해질이 NaAlCl4, NaAlCl4-NaAlBr4, NaAlCl4-LiCl 및 NaAlCl4-LiBr 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나트륨 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 나트륨 이차전지의 구동 온도가 140 내지 240℃인 것을 특징으로 하는 나트륨 이차전지.
  11. 나트륨을 수용하는 음극용기;
    양극 활물질 및 양극 이차전해질(catholyte)을 수용하는 양극용기;
    상기 음극용기 및 상기 양극용기 사이에 위치하고 나트륨 이온을 선택적으로 이동시키는 고체전해질;
    상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 음극용기 사이에 위치하는 음극 내부 실링층 및 상기 음극 내부실링층의 외측에 위치하는 음극 외부 실링층; 및
    상기 고체전해질의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 고체전해질과 상기 양극용기 사이에 위치하는 양극 내부 실링층 및 상기 양극 내부실링층의 외측에 위치하는 양극 외부 실링층; 을 포함하며,
    상기 음극 내부 실링층, 음극 외부 실링층, 양극 내부 실링층 및 양극 외부실링층은 열압착에 의해 형성하며,
    상기 음극 내부 실링층은 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride)를 포함하고,
    상기 양극 내부 실링층은 플루오르화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene) 및 퍼플루오로알콕시알칸(perfluoroalkoxyalkane) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 음극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 및 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 양극 외부 실링층은 폴리이미드(polyimide), 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy), 폴리에스테르에테르케톤(polyester ether ketone), 불소화 에텔렌프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 및 열경화성 폴리에스테르이미드(thermoplastic polyetherimide) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 나트륨 이차 전지의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열압착이 200 내지 350℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 나트륨 이차 전지의 제조방법.
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