KR102475181B1 - Anode for lithium metal battery, manufacturing method of the same, lithium metal battery including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 리튬 금속 전지용 음극, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 리튬 금속 전지의 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력을 개선하면서도 도전성을 향상시키기 위하여, 음극 집전체와 음극 활물질 사이에 바인더 및 도전재를 포함하는 접착층을 도입하였다.
The present invention relates to a negative electrode for a lithium metal battery, a manufacturing method thereof, and a lithium metal battery including the same.
Specifically, in one embodiment of the present invention, in order to improve conductivity while improving adhesion between the negative electrode current collector and the negative electrode active material of a lithium metal battery, an adhesive layer including a binder and a conductive material is formed between the negative electrode current collector and the negative electrode active material. introduced.

Description

리튬 금속 전지용 음극, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지{ANODE FOR LITHIUM METAL BATTERY, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME, LITHIUM METAL BATTERY INCLUDING THE SAME}Anode for lithium metal battery, manufacturing method thereof, and lithium metal battery including the same

본 발명은, 리튬 금속 전지용 음극, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode for a lithium metal battery, a manufacturing method thereof, and a lithium metal battery including the same.

리튬 금속 전지는, 리튬 금속(Li-metal)이나 리튬 합금(Li-alloy) 소재의 음극 활물질을 적용하는 전지이며, 이론적으로 매우 높은 에너지 용량을 가지는 이점이 있다. A lithium metal battery is a battery to which an anode active material of lithium metal (Li-metal) or lithium alloy (Li-alloy) is applied, and theoretically has an advantage of having a very high energy capacity.

리튬 금속 전지의 음극은, 물리적 압착 방식으로 제조하는 것이 일반적이다. 구체적으로, 리튬 금속 전지의 음극을 제조하는 방식으로, 음극 집전체 상에 리튬 금속(Li-metal)이나 리튬 합금(Li-alloy) 소재의 박막을 올린 뒤 롤 프레스(roll-press)를 이용하여 압착하는 방식이 알려져 있다.A negative electrode of a lithium metal battery is generally manufactured by a physical compression method. Specifically, as a method of manufacturing a negative electrode of a lithium metal battery, a thin film of lithium metal (Li-metal) or lithium alloy (Li-alloy) is placed on the negative electrode current collector, and then a roll-press is used to The compression method is known.

이처럼 바인더 없이 압착 방식으로 제조된 리튬 금속 전지의 음극은, 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력이 약하여, 전지 구동 중 음극 집전체와 음극 활물질 사이로 전해액이 침투될 수 있고, 음극 활물질인 리튬의 부피 변화에 따라 음극 집전체와 음극 활물질 사이가 점차 벌어질 수 있다.In the negative electrode of a lithium metal battery manufactured by the compression method without a binder, the adhesion between the negative electrode current collector and the negative electrode active material is weak, so that the electrolyte solution can penetrate between the negative electrode current collector and the negative electrode active material during battery operation, and the volume of lithium, which is the negative electrode active material, is high. Depending on the change, a gap between the anode current collector and the anode active material may gradually widen.

이는, 리튬 금속 전지가 아직까지 상용화되지 못하는 원인 중 하나로 작용하고 있다. This is acting as one of the reasons why lithium metal batteries have not yet been commercialized.

본 발명의 일 구현예에서는, 리튬 금속 전지의 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력을 개선하면서도 도전성을 향상시키기 위하여, 음극 집전체와 음극 활물질 사이에 바인더 및 도전재를 포함하는 접착층을 도입하였다.In one embodiment of the present invention, an adhesive layer containing a binder and a conductive material is introduced between the anode current collector and the anode active material in order to improve conductivity while improving adhesion between the anode current collector and the anode active material of a lithium metal battery.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 음극 집전체; 상기 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에 위치하고, 바인더 및 도전재를 포함하는, 접착층; 상기 접착층 위에 위치하는, 리튬 금속(Li-metal) 박막;을 포함하는, 리튬 금속 전지용 음극을 제공한다. Specifically, in one embodiment of the present invention, the negative electrode current collector; an adhesive layer disposed on one side or both sides of the anode current collector and including a binder and a conductive material; It provides a negative electrode for a lithium metal battery comprising a; lithium metal (Li-metal) thin film located on the adhesive layer.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 접착층에 포함된 바인더는 리튬 금속 전지의 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력을 개선에 기여한다. 이에 따라 접착력이 개선된 음극은, 리튬 금속 전지의 수명 특성, 안전성 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전고체 전지 형태로 리튬 금속 전지를 구현하는 데 도움이 될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the binder included in the adhesive layer contributes to improving the adhesion between the anode current collector and the anode active material of the lithium metal battery. Accordingly, the negative electrode having improved adhesion can not only improve the lifespan characteristics and safety of the lithium metal battery, but also help realize the lithium metal battery in the form of an all-solid-state battery.

나아가, 상기 접착층에 포함된 도전재는, 음극의 도전성을 향상시키는 데 기여한다. 이에 따라 전도성이 향상된 음극은, 전지의 초기 저항을 낮추며, 사이클 진행 중 저항이 증가하는 것을 억제할 수 있다.Furthermore, the conductive material included in the adhesive layer contributes to improving the conductivity of the negative electrode. Accordingly, the negative electrode having improved conductivity can lower the initial resistance of the battery and suppress an increase in resistance during the cycle.

도 1은, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지용 음극을 제조하는 방법을 간략하게 도시한 것이다.
도 2a는, 실시예 2 음극의 단면을 촬영한 SEM 이미지이다.
도 2b는, 비교예 4 음극의 단면을 촬영한 SEM 이미지이다.
1 schematically illustrates a method of manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery according to one embodiment of the present invention.
2A is a SEM image of a cross section of the cathode of Example 2.
2B is an SEM image of a cross section of a negative electrode of Comparative Example 4.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.In the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. As used throughout this specification, the terms "about," "substantially," and the like are used at or approximating that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and do not convey the understanding of this application. Accurate or absolute figures are used to help prevent exploitation by unscrupulous infringers of the disclosed disclosure. The term "step of (doing)" or "step of" as used throughout the present specification does not mean "step for".

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.In this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means a mixture or combination of one or more selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, It means including one or more selected from the group consisting of.

위와 같은 정의를 기반으로, 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들은 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Based on the above definition, embodiments of the present invention will be described in detail. However, these are presented as examples, and thereby the present invention is not limited and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

리튬 금속 전지용 음극Cathode for lithium metal battery

본 발명의 일 구현예에서는, 음극 집전체; 상기 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에 위치하고, 바인더를 포함하는, 접착층; 상기 접착층 위에위치하는, 리튬 금속(Li-metal) 박막;을 포함하는, 리튬 금속 전지용 음극을 제공한다. In one embodiment of the present invention, the negative electrode current collector; an adhesive layer disposed on one side or both sides of the negative electrode current collector and including a binder; It provides a negative electrode for a lithium metal battery comprising a; lithium metal (Li-metal) thin film located on the adhesive layer.

일반적으로, 리튬 이온 전지의 양극 또는 음극을 제조할 때, 입자 상태의 전극 활물질을 전극 집전체 상에 부착시키기 위하여, 바인더를 사용하며, 슬러리 도포 방식을 이용하는 것이 일반적이다. 구체적으로, 용매 내에서 전극 활물질, 바인더 및 도전재를 혼합하여 슬러리 상을 조절하고, 그 슬러리를 전극 집전체 상에 도포한 뒤 건조한다. 이후 전극 집전체 상에 전극 합제층이 형성되며, 이러한 전극 합제층에는 전극 활물질, 바인더 및 도전재가 모두 혼재되어 있다.In general, when manufacturing a positive electrode or a negative electrode of a lithium ion battery, a binder is used and a slurry coating method is generally used to attach a particulate electrode active material onto an electrode current collector. Specifically, an electrode active material, a binder, and a conductive material are mixed in a solvent to adjust the slurry phase, and the slurry is applied on an electrode current collector and then dried. After that, an electrode mixture layer is formed on the electrode current collector, and the electrode active material, the binder, and the conductive material are all mixed in the electrode mixture layer.

그에 반면, 리튬 금속 전지의 음극은, 입자가 아닌 박막 형태의 순수 리튬 금속을 음극 활물질로 사용함에 따라, 구리 호일 등의 음극 집전체와 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층한 뒤 물리적 압착하여 제조하는 것이 일반적이다. On the other hand, the negative electrode of a lithium metal battery uses pure lithium metal in the form of a thin film rather than particles as an anode active material, so that a negative electrode current collector such as copper foil and a lithium metal (Li-metal) thin film are laminated and then physically compressed. It is common to manufacture

그러나, 이처럼 바인더 없이 압착 방식으로 제조된 리튬 금속 전지의 음극은, 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력이 약하여, 전지 구동 중 음극 집전체와 음극 활물질 사이로 전해액이 침투될 수 있고, 이로부터 부반응이 가속화되며, 그 부반응 생성물은 저항층으로 작용하여 전지의 성능을 저하시킬 수 있다. 또한, 음극 활물질인 리튬의 부피 변화에 따라 음극 집전체와 음극 활물질 사이가 점차 벌어질 수 있음은 앞서 지적한 바와 같다.However, in the negative electrode of a lithium metal battery manufactured by the compression method without a binder, the adhesive force between the negative electrode current collector and the negative electrode active material is weak, so that the electrolyte may penetrate between the negative electrode current collector and the negative electrode active material during battery operation, resulting in side reactions. It is accelerated, and the side reaction product may act as a resistance layer and deteriorate the performance of the battery. In addition, as pointed out above, the gap between the anode current collector and the anode active material may gradually widen according to the volume change of lithium, which is an anode active material.

한편, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지용 음극은, 일반적으로 알려진 리튬 금속 전지의 음극과 달리, 물리적 압착 방식을 사용하여 제조하지 않고, 음극 집전체와 리튬 금속(Li-metal) 박막 사이에 접착층을 도입함으로써, 이들 사이의 접착력을 개선한다. 도 1은, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지용 음극을 제조하는 방법을 간략하게 도시한 것이다.On the other hand, the negative electrode for a lithium metal battery of one embodiment, unlike a generally known negative electrode of a lithium metal battery, is not manufactured using a physical compression method, and an adhesive layer is introduced between the negative electrode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film. By doing so, the adhesion between them is improved. 1 schematically illustrates a method of manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery according to one embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지용 음극은, 전극 활물질, 바인더 및 도전재가 모두 혼재된 리튬 이온 전지의 전극 합제 층과 달리, 전극 활물질 및 바인더가 분리되어 있으며, 상기 음극 집전체 및 상기 리튬 금속 전지의 음극 활물질에 해당하는 리튬 금속 박막과 음극 집전체 사이에 접착층이 위치하여, 이 접착층에 바인더 및 도전재가 포함되어 있다.More specifically, in the negative electrode for a lithium metal battery of one embodiment, unlike an electrode mixture layer of a lithium ion battery in which an electrode active material, a binder, and a conductive material are all mixed, the electrode active material and the binder are separated, and the negative electrode current collector and the lithium An adhesive layer is positioned between a lithium metal thin film corresponding to an anode active material of a metal battery and an anode current collector, and a binder and a conductive material are included in the adhesive layer.

상기 바인더는 상기 음극 집전체에 대한 반응성을 가지지 않으면서도, 상기 음극 집전체뿐만 아니라 상기 리튬 금속 박막에 대한 우수한 접착성을 가질 수 있다. 이에, 상기 접착층에 포함된 바인더를 매개로, 상기 음극 집전체와 상기 리튬 금속(Li-metal) 박막이 개선될 수 있다.The binder may have excellent adhesion to the lithium metal thin film as well as to the anode current collector without having reactivity to the anode current collector. Accordingly, the anode current collector and the lithium metal (Li-metal) thin film may be improved through the binder included in the adhesive layer.

이처럼 접착력이 개선된 음극은, 리튬 금속 전지의 수명 특성, 안전성 등을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다.The negative electrode having improved adhesion can help to improve lifespan characteristics and safety of lithium metal batteries.

나아가, 상기 도전재는, 음극의 도전성을 향상시킴으로써, 이를 포함하는 리튬 금속 전지의 초기 저항을 낮추며, 사이클 진행 중 저항 증가를 억제할 수 있다.Furthermore, the conductive material can improve the conductivity of the negative electrode, thereby lowering the initial resistance of a lithium metal battery including the same, and suppressing an increase in resistance during cycling.

접착층adhesive layer

상기 접착층에 포함되는 바인더는, 상기 음극 집전체뿐만 아니라 상기 리튬 금속 박막에 대한 접착성을 가지는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다.The binder included in the adhesive layer is not particularly limited as long as it has adhesion to the lithium metal thin film as well as to the anode current collector.

예컨대, 상기 바인더는, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 이의 유도체, 또는 이의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. For example, the binder may include polyvinylidene fluoride (PVDF), a derivative thereof, or a mixture thereof.

상기 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 이의 유도체, 또는 이의 혼합물의 경우, 리튬 금속과의 반응성이 낮아, 상기 바인더로 사용되기에 적합할 수 있다.Polyvinylidene fluoride (PVDF), a derivative thereof, or a mixture thereof has low reactivity with lithium metal, and thus may be suitable for use as the binder.

한편, 상기 바인더로만 이루어진 접착층보다, 상기 바인더와 더불어 도전재를 포함하는 접착층의 경우, 상기 리튬 금속 음극의 도전성을 개선하고, 이를 통해 전지의 구동 중 저항이 증가하는 것을 억제하기에 유리할 수 있다.On the other hand, in the case of an adhesive layer including a conductive material together with the binder, rather than an adhesive layer composed of the binder, it is advantageous to improve the conductivity of the lithium metal negative electrode and thereby suppress an increase in resistance during operation of the battery.

상기 도전재는, 도전성을 가진 재료라면 특별히 제한되지 않지만, 카본 블랙, 탄소 나노 튜브, 천연 흑연, 인조 흑연, 탄소 섬유를 포함하는 군에서 선택되는 1종, 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it is a conductive material, but may include one or a mixture of two or more selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotube, natural graphite, artificial graphite, and carbon fiber. .

상기 바인더에 대한 상기 도전재의 중량 비율 (즉, 도전재/바인더)은, 1/4 내지 4, 구체적으로 1/3 내지 3 일 수 있다. 도전재의 비표면적이 크기 때문에, 높은 비율로 도전재를 첨가할 경우 접착력이 떨어질 가능성이 있다. 다만, 도전재/바인더의 중량 비율을 1/4 이상 내지 4 이하로 할 경우, 적절한 접착력과 함께 도전성을 확보할 수 있다.A weight ratio of the conductive material to the binder (ie, conductive material/binder) may be 1/4 to 4, specifically 1/3 to 3. Since the specific surface area of the conductive material is large, when the conductive material is added in a high ratio, there is a possibility that the adhesive strength is reduced. However, when the weight ratio of the conductive material/binder is set to 1/4 or more to 4 or less, it is possible to secure appropriate adhesive strength and conductivity.

한편, 상기 음극 집전체에 대한 상기 접착층의 두께 비율은, 1/10 내지 1/20, 구체적으로 1/10 내지 1/15 (기재 순서는, 접착층/집전체)일 수 있다. 또한, 상기 리튬 금속 박막에 대한 상기 접착층의 두께 비율은, 1/20 내지 1 / 40, 구체적으로 1/30 내지 1/40(기재 순서는, 접착층/리튬 금속 박막)일 수 있다. 상기 음극 집전체 및 상기 리튬 금속 박막 각각의 두께에 대비하여, 상기 접착층 두께가 지나치게 두껍다면, 상기 접착층이 오히려 저항체로 작용할 수 있다. 따라서, 접착의 성질을 가지는 최소한의 두께로, 접착층/집전체 및 접착층/집전체의 각 두께 비율을 상기와 같이 한정할 수 있다.Meanwhile, a thickness ratio of the adhesive layer to the negative current collector may be 1/10 to 1/20, specifically 1/10 to 1/15 (the order of description is the adhesive layer/current collector). In addition, the thickness ratio of the adhesive layer to the lithium metal thin film may be 1/20 to 1/40, specifically 1/30 to 1/40 (the order of description is the adhesive layer/lithium metal thin film). If the thickness of the adhesive layer is excessively thick compared to the thickness of each of the anode current collector and the lithium metal thin film, the adhesive layer may rather act as a resistor. Therefore, each thickness ratio of the adhesive layer/current collector and the adhesive layer/current collector may be limited to the minimum thickness having adhesive properties as described above.

상기 일 구현예의 접착층은, 상기 음극 집전체의 일면에 형성된 것일 수 있고, 양면에 형성된 것일 수 있다. 이와 관련하여, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지용 음극은, 전자의 경우 음극 집전체 / 접착층/ 리튬 금속 박막의 구조를 가지게 되며, 후자의 경우 리튬 금속 박막 / 접착층 / 음극 집전체 접착층 / 리튬 금속 박막의 구조를 가지게 된다. 일면에 형성된 경우에 대비하여, 양면에 형성된 경우 전지 셀의 용량 확장에 이점이 있으나, 이에 의해 상기 일 구현예가 제한되는 것은 아니다.The adhesive layer of the embodiment may be formed on one side of the negative electrode current collector, or may be formed on both sides of the negative electrode current collector. In this regard, the negative electrode for a lithium metal battery of one embodiment has a structure of a negative electrode current collector/adhesive layer/lithium metal thin film in the former case, and a lithium metal thin film/adhesive layer/negative electrode current collector adhesive layer/lithium metal thin film in the latter case. have a structure Compared to the case formed on one side, when formed on both sides, there is an advantage in expanding the capacity of the battery cell, but the embodiment is not limited thereby.

리튬 금속 음극의 제조 방법Manufacturing method of lithium metal anode

본 발명의 다른 일 구현예서는, 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에, 바인더, 도전재 및 용매를 포함하는 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계;를 포함하는, 리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, applying a composition including a binder, a conductive material and a solvent on one side or both sides of the negative electrode current collector; and laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween.

상기 일 구현예의 제조 방법은, 리튬 금속 전지의 음극을 제조하기 위하여 바인더를 사용함에 따라, 물리적 압착 방식에 대비하여 음극 집전체와 음극 활물질 사이의 접착력을 개선할 수 있다. In the manufacturing method of the embodiment, as a binder is used to prepare a negative electrode of a lithium metal battery, adhesion between the negative electrode current collector and the negative electrode active material may be improved in preparation for a physical compression method.

특히, 상기 일 구현예의 제조 방법은, 건식 공정이 아닌 습식 공정을 이용함에 따라, 상기 접착층 구성 성분들 상호간 접착력, 그리고 상기 접착층을 매개로 한 상기 음극 집전체 및 상기 리튬 금속 박막의 접착력을 강화하는 데 유리하다.In particular, in the manufacturing method of one embodiment, as a wet process is used instead of a dry process, the adhesive strength between the components of the adhesive layer and the negative electrode current collector and the lithium metal thin film through the adhesive layer are strengthened advantageous to

구체적으로, 후술되는 실험예에 따르면, 접착층 형성 방식에 따른 차이를 확인할 수 있다. 구체적으로, 동일한 접착층 성분을 사용한 경우들을 비교할 때, 습식 대비 건식으로 접착층을 형성한 경우, 전지의 용량 유지율이 현저하게 저하되며, 저항은 현저하게 증가하는 것으로 확인된다. Specifically, according to an experimental example to be described later, it can be confirmed the difference according to the method of forming the adhesive layer. Specifically, when comparing cases using the same adhesive layer components, it is confirmed that when the adhesive layer is formed in a dry method compared to a wet method, the capacity retention rate of the battery is significantly lowered and the resistance is significantly increased.

상기 용매를 사용하지 않는 건식 공정에서는, 상기 음극 집전체 상에 상기 접착층 구성 성분들을 고르게 도포하기 어렵고, 이처럼 불균일하게 도포된 접착층 구성 성분들 위에 상기 리튬 메탈 박막을 물리적으로 압착하면, 음극 집전체와 상기 리튬 메탈 박막 사이의 접착력이 열위할 수 있다. 이처럼 음극 접착력이 약하면, 전지 구동 중 상기 음극 집전체와 상기 리튬 메탈 박막 사이로 전해액이 침투될 수 있고, 이로부터 부반응이 가속화되고, 그 부반응 생성물은 저항층으로 작용하여 전지의 성능을 저하시킬 수 있다. In the dry process without using the solvent, it is difficult to evenly apply the components of the adhesive layer on the negative electrode current collector, and when the lithium metal thin film is physically pressed on the unevenly applied components of the adhesive layer, the negative electrode current collector and Adhesion between the lithium metal thin films may be inferior. If the negative electrode adhesion is weak, the electrolyte solution may permeate between the negative electrode current collector and the lithium metal thin film during battery operation, thereby accelerating side reactions, and the side reaction products may act as a resistance layer and deteriorate battery performance. .

그에 반면, 상기 용매를 사용할 경우 상기 음극 집전체 상에 상기 접착층 구성 성분들을 고르게 도포할 수 있다. 또한, 이처럼 고르게 도포된 접착층 구성 성분들 위에 상기 리튬 메탈 박막을 압착한 뒤 건조 과정에서, 상기 용매가 휘발되면서 접착층 성분 상호간 결합력을 강화시킬 뿐만 아니라, 상기 접착층을 매개로 한 상기 음극 집전체와 상기 리튬 금속 박막의 접착력을 강화시키는 것으로 추론된다. 여기서, 앞서 언급한 바와 같이, 음극의 강한 접착력은 전지의 저항 증가를 최소화하며 안정적인 구동이 가능하게 하는 요인 중 하나이다.On the other hand, when the solvent is used, the components of the adhesive layer may be evenly applied on the anode current collector. In addition, in the process of pressing the lithium metal thin film on the evenly applied components of the adhesive layer and then drying, the solvent volatilizes to strengthen the bonding strength between the components of the adhesive layer, as well as to strengthen the bonding strength between the components of the adhesive layer and It is inferred that it enhances the adhesion of the lithium metal thin film. Here, as mentioned above, the strong adhesion of the negative electrode is one of the factors enabling stable driving while minimizing the increase in resistance of the battery.

상기 조성물 총량 (100 중량%) 중 상기 바인더는 5 내지 40 중량%, 구체적으로 10 내지 30 중량%로 포함되고, 상기 용매는 잔부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 도전재를 더 포함하는 접착층을 형성하고자 한다면, 상기 조성물 총량 (100 중량%) 중, 추가하고자 하는 물질을 5 내지 40 중량, 구체적으로 10 내지 30 중량%%로 포함되도록 할 수 있다. 이는, 상기 바인더의 중량 대비 1/10 내지 1/6인 범위에 해당되며, 이에 대한 설명은 전술한 바와 같아 생략한다.Of the total amount (100 wt%) of the composition, the binder may be included in an amount of 5 to 40 wt%, specifically 10 to 30 wt%, and the solvent may be included as the remainder. If it is desired to form an adhesive layer further including the conductive material, the material to be added may be included in an amount of 5 to 40 wt%, specifically 10 to 30 wt%, of the total amount (100 wt%) of the composition. This corresponds to a range of 1/10 to 1/6 of the weight of the binder, and a description thereof is omitted as described above.

상기 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에, 바인더 및 용매를 포함하는 조성물을 도포하는 단계;에서, 상기 음극 집전체의 단면적(cm2) 대비 상기 조성물의 도포량(g)은 0.005 내지 0.01 g/ cm2일 수 있다. 이는, 최종적으로 형성되는 접착층의 두께를 고려하여 적절히 제어할 수 있다.In the step of applying a composition including a binder and a solvent on one side or both sides of the anode current collector, the coating amount (g) of the composition relative to the cross-sectional area (cm 2 ) of the anode current collector is 0.005 to 0.01 g/cm 2 can be This can be appropriately controlled in consideration of the thickness of the finally formed adhesive layer.

상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계; 이전에, 상기 도포된 조성물을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 음극 집전체 위에 상기 조성물을 도포한 뒤, 상온 진공 상태에서 8 내지 16 시간 동안 건조한 다음, 상기 리튬 메탈 박막을 적층한 후 압착할 수 있다.laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween; Previously, drying the applied composition; may further include. In this case, the composition may be applied on the anode current collector, dried in a vacuum at room temperature for 8 to 16 hours, and then the lithium metal thin film may be laminated and compressed.

만약, 상기 도포된 조성물 내 용매를 제거하는 단계;를 더 포함하지 않는 경우, 상기 조성물이 마르기 전에 그 위에 리튬 금속 박막을 얹어 상온 진공 상태에서 8 내지 16 시간 동안 건조한 다음 압착하는 방식으로 제조할 수 있다.If the step of removing the solvent in the applied composition is not further included, a lithium metal thin film is placed thereon before the composition dries, dried for 8 to 16 hours in a vacuum at room temperature, and then pressed. have.

상기 도포된 조성물의 건조 여부를 막론하고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계; 이후, 상기 적층된 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 압착하는 단계;를 더 포함할 수 있다.laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film regardless of whether the applied composition is dried or not; Thereafter, a step of compressing the stacked negative electrode current collector and the lithium metal (Li-metal) thin film may be further included.

상기 압착은, 열, 압력, 또는 이들 둘 모두를 가하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 압착은, 50 내지 70 ℃의 온도에서, 상기 상기 음극 집전체 및 상기 리튬 금속(Li-metal) 박막의 전체 두께만큼의 갭(Gap)에 해당하는 압력으로 수행할 수 있다. 아울러, 상기 압착 시 열과 압력 둘 모두를 가하여 실험은 진행하며 열 및 압력을 동시에 가하는 경우, 집전체와 리튬 박막의 접착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 다만, 목적하는 리튬 금속 전지용 음극 및 집전체의 두께 도포되는 바인더 및 도전재의 함량에 따른 접착력 특성을 고려하여, 상기 각 범위의 열 및 압력을 적절히 선택할 필요가 있다.The compression may be performed by applying heat, pressure, or both. Specifically, the compression may be performed at a temperature of 50 to 70 °C at a pressure corresponding to a gap corresponding to the total thickness of the anode current collector and the lithium metal (Li-metal) thin film. In addition, when the experiment is performed by applying both heat and pressure during the compression, when heat and pressure are simultaneously applied, the adhesion between the current collector and the lithium thin film can be further improved. However, it is necessary to appropriately select the heat and pressure in each of the above ranges in consideration of the adhesive properties according to the content of the binder and the conductive material to be applied to the desired thickness of the negative electrode for a lithium metal battery and the current collector.

상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계; 이후, 상기 적층된 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막 사이의 조성물은, 전술한 접착층으로 전환될 수 있다.laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween; Thereafter, the composition between the stacked anode current collector and the lithium metal (Li-metal) thin film may be converted into the above-described adhesive layer.

리튬 금속 전지lithium metal battery

본 발명의 또 다른 일 구현예서는, 전술한 음극; 전해액; 및 양극;을 포함하는, 리튬 금속 전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the aforementioned negative electrode; electrolyte; It provides a lithium metal battery comprising a; and a positive electrode.

상기 일 구현예의 리튬 금속 전지는, 전술한 일 구현예의 음극의 이점을 그대로 가짐에 따라, 그 구동 중 용량 저하가 억제되어, 향상된 수명 특성을 가질 수 있다.The lithium metal battery of one embodiment, as it has the advantages of the negative electrode of one embodiment described above, can have improved lifespan characteristics by suppressing capacity degradation during operation.

상기 일 구현예의 리튬 금속 전지에 적용되는 음극에 대한 설명은 전술한 바와 같고, 이하에서는 음극 이외의 전지 구성 요소를 상세히 설명하기로 한다.Description of the negative electrode applied to the lithium metal battery of the embodiment is as described above, and hereinafter, battery components other than the negative electrode will be described in detail.

한편, 상기 리튬 금속 전지의 전해질은, 액체 전해질(즉, 전해액)일 수도 있고, 고체 전해질일 수도 있다. Meanwhile, the electrolyte of the lithium metal battery may be a liquid electrolyte (ie, an electrolyte solution) or a solid electrolyte.

상기 리튬 금속 전지의 전해질이 액체 전해질인 경우, 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다. When the electrolyte of the lithium metal battery is a liquid electrolyte, it includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 1,1-디메틸에틸 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. Carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvents may be used as the non-aqueous organic solvent. As the carbonate-based solvent, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), etc. may be used, and the ester-based solvent includes methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, 1,1-dimethylethyl acetate, methyl propionate , ethylpropionate, γ-butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone, caprolactone, and the like can be used. Dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, etc. may be used as the ether-based solvent, and cyclohexanone or the like may be used as the ketone-based solvent. have. In addition, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol-based solvent, and as the aprotic solvent, R-CN (R is a C2 to C20 linear, branched or cyclic hydrocarbon group, among which aromatic rings or ether linkages may be included), nitriles such as dimethylformamide, amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, and the like may be used.

상기 비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The above non-aqueous organic solvents may be used alone or in combination with one or more of them, and when used in combination with one or more, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which is widely understood by those skilled in the art. It can be.

또한, 상기 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. In addition, in the case of the carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of cyclic carbonate and chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of about 1:1 to about 1:9, the performance of the electrolyte may be excellent.

상기 비수성 유기용매는 상기 카보네이트계 용매에 상기 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 약 1:1 내지 약 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may further include the aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the carbonate-based solvent. In this case, the carbonate-based solvent and the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be mixed in a volume ratio of about 1:1 to about 30:1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound represented by Chemical Formula 1 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112022011293183-pat00001
Figure 112022011293183-pat00001

상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C10의 할로알킬기 또는 이들의 조합이다.In Formula 1, R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, a C1 to C10 alkyl group, a C1 to C10 haloalkyl group, or a combination thereof.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, 자일렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The aromatic hydrocarbon-based organic solvent is benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-trifluorobenzene , 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1,2, 4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diiodobenzene, 1,3-diiodobenzene, 1,4-diiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2,4 -triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3-trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4 -Trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-diiodotoluene, 1,3-diiodotoluene, 1,4-diiodotoluene, 1,2,3-triiodotoluene, 1,2,4- Triiodotoluene, xylene or combinations thereof may be used.

상기 비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The non-aqueous electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound represented by Formula 2 below to improve battery life.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112022011293183-pat00002
Figure 112022011293183-pat00002

상기 화학식 2에서, R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이며, 상기 R7과 R8중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이다.In Formula 2, R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), or a C1 to C5 fluoroalkyl group, and at least one of R 7 and R 8 is a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), or a C1 to C5 fluoroalkyl group.

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 비닐렌 카보네이트 또는 상기 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 사용하는 경우 그 사용량을 적절하게 조절하여 수명을 향상시킬 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include difluoro ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, and the like. can When the vinylene carbonate or the ethylene carbonate-based compound is further used, the lifespan can be improved by appropriately adjusting the amount used.

상기 리튬 금속 전지의 전해액에 있어서, 상기 리튬 염은, 상기 유기 용매에 용해되어, 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지의 기본적인 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 할 수 있다. In the electrolyte solution of the lithium metal battery, the lithium salt is dissolved in the organic solvent and acts as a source of lithium ions to enable basic operation of the lithium metal battery of the embodiment, and lithium ions between the positive electrode and the negative electrode can play a role in facilitating the movement of

상기 리튬 염은 일반적으로 전해액에 널리 적용되는 리튬 염을 사용할 수 있다. 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 또는 이들의 조합을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. As the lithium salt, a lithium salt widely applied to an electrolyte may be used. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x+1 SO 2 )(C y F 2y+1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate; LiBOB), or combinations thereof may be used. , but not limited thereto.

또한, 상기 전해액에 있어서, 리튬 염의 농도는 0.1 내지 5.0M 범위 내로 제어할 수 있다. 이 범위에서, 상기 전해액이 적절한 전도도 및 점도를 가질 수 있고, 상기 일 구현예의 리튬 금속 전지 내에서 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.In addition, in the electrolyte solution, the concentration of the lithium salt can be controlled within the range of 0.1 to 5.0M. Within this range, the electrolyte may have appropriate conductivity and viscosity, and lithium ions may effectively move within the lithium metal battery of the embodiment. However, this is only an example, and the present invention is not limited thereby.

상기 전해액은, 상기 음극 및 상기 양극 사이에 위치하는 다공성 세퍼레이터에 함침된 형태일 수 있다. 여기서, 다공성 세퍼레이터는, 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용 가능하다.  즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.  The electrolyte solution may be impregnated with a porous separator positioned between the negative electrode and the positive electrode. Here, the porous separator, which separates the negative electrode and the positive electrode and provides a passage for lithium ions, can be used as long as it is commonly used in lithium batteries. That is, an electrolyte having low resistance to ion movement of the electrolyte and excellent ability to absorb the electrolyte may be used.

예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.  예를 들어, 리튬이온전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.For example, it may be selected from glass fibers, polyester, Teflon, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or combinations thereof, and may be in the form of non-woven fabric or woven fabric. For example, in lithium ion batteries, polyolefin-based polymer separators such as polyethylene and polypropylene are mainly used, and coated separators containing ceramic components or polymer materials may be used to secure heat resistance or mechanical strength. structure can be used.

이와 달리, 상기 리튬 금속 전지의 전해질이 고체 전해질인 경우에 있어서, 사용할 수 있는 고체 전해질은 특별히 제한되지 않는다.In contrast, when the electrolyte of the lithium metal battery is a solid electrolyte, usable solid electrolytes are not particularly limited.

상기 리튬 금속 전지의 전해질과 무관하게, 상기 양극은, 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 상에 위치하는 양극 합제층을 포함할 수 있다. Regardless of the electrolyte of the lithium metal battery, the positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode mixture layer positioned on the positive electrode current collector.

상기 양극은 활물질 및 바인더, 경우에 따라서는 도전재, 충진재 등을 용매 중에서 혼합하여 슬러리 상의 전극 합제으로 제조하고, 이 전극 합제를 각각의 전극 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. The positive electrode is prepared by mixing an active material and a binder, in some cases, a conductive material, a filler, etc. in a solvent to prepare an electrode mixture in a slurry state, and applying the electrode mixture to each electrode current collector. Since such an electrode manufacturing method is widely known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

상기 양극 활물질의 경우, 리튬 이온의 가역적인 삽입 및 탈리가 가능한 물질이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 코발트, 망간, 니켈 또는 이들의 조합의 금속; 및 리튬;의 복합 산화물 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. In the case of the cathode active material, as long as it is a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, it is not particularly limited. metals such as cobalt, manganese, nickel or combinations thereof; and lithium; may include one or more of complex oxides.

보다 구체적인 예를 들어, 상기 양극 활물질로, 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. LiaA1-bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bRbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bRbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobRcO2-αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobRcO2-αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbRcO2-αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbRcO2-αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); 및 LiFePO4.For a more specific example, a compound represented by any one of the following formulas may be used as the cathode active material. Li a A 1-b R b D 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a E 1-b R b O 2-c D c (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05); LiE 2-b R b O 4-c D c (wherein 0 ≤ b ≤ 0.5 and 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a Ni 1-bc Co b R c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b R c O 2-α Z α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Co b R c O 2-α Z 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b R c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b R c O 2-α Z α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b R c O 2-α Z 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 and 0 < α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 and 0.001 ≤ d ≤ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5 and 0 ≤ e ≤ 0.1); Li a NiG b O 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a CoG b O 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a MnG b O 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8 and 0.001 ≤ b ≤ 0.1); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); and LiFePO 4 .

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element or a combination thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or combinations thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or combinations thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅층은 코팅 원소 화합물로서, 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트를 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, one having a coating layer on the surface of this compound may be used, or a mixture of the compound and a compound having a coating layer may be used. The coating layer may include an oxide, hydroxide, oxyhydroxide of a coating element, oxycarbonate of a coating element, or hydroxycarbonate of a coating element as a compound of a coating element. Compounds constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As the coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or mixtures thereof may be used. In the coating layer forming process, any coating method may be used as long as the compound can be coated with a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material by using these elements (eg, spray coating, dipping method, etc.). Since it is a content that can be well understood by those working in the field, detailed explanations will be omitted.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, or aluminum or stainless steel. A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics are possible.

상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 일 구현예의 리튬 금속 전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 단위 셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지 모듈에 단위전지로도 사용될 수 있다. 나아가, 상기 전지 모듈을 포함하는 전지 팩이 구성될 수 있다.The lithium metal battery of one embodiment can be used as a unit cell used as a power source for a small device, and can also be used as a unit cell in a medium or large battery module including a plurality of battery cells. Furthermore, a battery pack including the battery module may be configured.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예, 이에 대비되는 비교예, 이들을 평가하는 시험예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, comparative examples in contrast thereto, and test examples for evaluating them are described. However, the following example is only a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the following example.

비교예 1Comparative Example 1

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

단면적이 1.76cm2 인 원형(두께: 10 ㎛) 인 구리 집전체 상에, 접착층 형성용 조성물을 약 1 ㎛ 두께로 고르게 도포하였다. 여기서, 접착층 형성용 조성물은, 하기 표 1에 기재된 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)를 바인더로 사용하고, 이를 조성물 100.0 중량% 중 40.0 중량%가 되도록 용매인 NMP와 혼합한 것이다. A composition for forming an adhesive layer was evenly applied to a thickness of about 1 μm on a copper current collector having a circular cross section of 1.76 cm 2 (thickness: 10 μm). Here, the composition for forming an adhesive layer is obtained by mixing polyvinylidene fluoride (PVdF) described in Table 1 as a binder and mixing it with NMP as a solvent so that it becomes 40.0% by weight of 100.0% by weight of the composition.

또한, 접착층 형성용 조성물의 도포는, 닥터블레이드 기기를 사용하여 3m/min 조건으로 수행하였다.In addition, the application of the composition for forming an adhesive layer was performed under the condition of 3 m/min using a doctor blade device.

상기 도포된 접착층 형성용 조성물이 건조되기 전, 두께가 20 ㎛인 리튬 호일(Li foil)을 위에 덮은 다음, 롤 프레스(roll press)하고, 최종적으로 진공 오븐에서 60℃, 2hr 가열함으로써, 구리 집전체와 리튬 호일 사이의 조성물를 완전히 굳혀 접착층으로 전환시켰다. Before the applied composition for forming an adhesive layer is dried, a lithium foil having a thickness of 20 μm is covered thereon, then roll pressed, and finally heated in a vacuum oven at 60 ° C. for 2 hr, thereby forming a copper house The composition between the whole and the lithium foil was completely hardened and converted into an adhesive layer.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

양극 활물질로서 LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2, 도전재로서 카본 블랙, 및 바인더로서 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF )를 각각 사용하여, 양극 활물질: 도전재: 바인더의 중량비를 96:2:2로 하여 혼합한 혼합물에, 용제인 NMP에 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. Using LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 as the positive electrode active material, carbon black as the conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF ) as the binder, the weight ratio of the positive electrode active material: conductive material: binder was 96:2:2. To the mixed mixture, NMP as a solvent was added to prepare a positive electrode active material slurry.

상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 일면에 79 ㎛의 두께로 코팅하고, 이를 건조 및 압연한 후 일정 크기로 펀칭하여 양극을 제조하였다.The cathode active material slurry was coated on one surface of an aluminum current collector to a thickness of 79 μm, dried and rolled, and then punched to a predetermined size to prepare a cathode.

비교예 1의 음극 및 상기 양극 사이에, 세퍼레이터(폴리프로필렌계 다공성 고분자 기재)를 개재시킨 코인셀을 제조하였다. 상기 코인셀에 플루오로 에틸렌 카보네이트(FEC)와 에틸메틸 카보네이트(EMC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 주입하여 리튬 금속 이차전지를 제조하였다.A coin cell was manufactured in which a separator (polypropylene-based porous polymer substrate) was interposed between the negative electrode and the positive electrode of Comparative Example 1. A lithium metal secondary battery was manufactured by injecting an electrolyte in which 1M LiPF 6 was dissolved in a solvent in which fluoroethylene carbonate (FEC) and ethylmethyl carbonate (EMC) were mixed in a volume ratio of 30:70 was injected into the coin cell.

비교예 2Comparative Example 2

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

구리 집전체 상에 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)를 코팅하되, 용매를 사용하지 않고 건식으로 코팅하였다. Polyvinylidene fluoride (PVdF) was coated on the copper current collector in a dry manner without using a solvent.

구체적으로, 단면적이 1.76cm2 인 원형(두께: 10 ㎛) 인 구리 집전체 상에, 닥터블레이드 기기를 사용하여 3m/min 조건으로, 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)만을 약 1 ㎛ 두께로 고르게 도포하였다. Specifically, on a circular (thickness: 10 μm) copper current collector with a cross section of 1.76 cm 2 , only polyvinylidene fluoride (PVdF) was applied to a thickness of about 1 μm at 3 m/min using a doctor blade device. applied evenly.

상기 도포된 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF) 위에, 두께가 20 ㎛인 리튬 호일(Li foil)을 위에 덮은 다음, 롤 프레스(roll press)하고, 최종적으로 진공 오븐에서 60℃, 2hr 가열함으로써, 구리 집전체와 리튬 호일 사이의 PVdF를 경화시켜 접착층으로 전환시켰다. On the coated polyvinylidene fluoride (PVdF), lithium foil (Li foil) having a thickness of 20 μm was covered thereon, then roll pressed, and finally heated in a vacuum oven at 60 ° C. for 2 hr, The PVdF between the copper current collector and the lithium foil was cured and converted into an adhesive layer.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

상기 비교예 1의 음극 대신 상기 비교예 2의 음극을 사용하고, 나머지는 비교예 1과 동일한 방법으로 리튬 금속 이차전지를 제조하였다.A lithium metal secondary battery was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that the negative electrode of Comparative Example 2 was used instead of the negative electrode of Comparative Example 1.

실시예 1 내지 3Examples 1 to 3

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

하기 표 1에 기재된 비교예 1 대신, 실시예 1 내지 3의 각 접착층 형성용 조성물을 사용하고, 나머지는 비교예 1과 동일하게 하여 실시예 1 내지 3의 음극을 제조하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 3의 접착층 형성용 조성물은, 바인더로 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)를 사용하며, 도전재로 Super-P를 사용한 것이다 .단, 실시예 1 내지 3의 각 조성물 100.0 중량% 중 용매 함량은 60.0 중량%로 동일하게 하되, 바인더 및 도전재의 각 함량을 달리하였다.Instead of Comparative Example 1 described in Table 1 below, each composition for forming an adhesive layer of Examples 1 to 3 was used, and the negative electrodes of Examples 1 to 3 were prepared in the same manner as in Comparative Example 1 with the rest. Specifically, the compositions for forming an adhesive layer of Examples 1 to 3 use polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and Super-P as a conductive material. However, each composition of Examples 1 to 3 Of 100.0 wt%, the solvent content was the same as 60.0 wt%, but the respective amounts of the binder and the conductive material were varied.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

비교예 1의 음극 대신 실시예 1 내지 3의 각 음극을 사용하고, 나머지는 비교예 1과 동일하게 하여 실시예 1 내지 3의 각 리튬 금속 전지를 제작하였다.Each lithium metal battery of Examples 1 to 3 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that each negative electrode of Examples 1 to 3 was used instead of the negative electrode of Comparative Example 1.

비교예 3Comparative Example 3

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

구리 집전체 상에 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF) 및 Super-P를 코팅하되, 용매를 사용하지 않고 건식으로 코팅하였다. Polyvinylidene fluoride (PVdF) and Super-P were coated on the copper current collector in a dry manner without using a solvent.

구체적으로, 단면적이 1.76cm2 인 원형(두께: 10 ㎛) 인 구리 집전체 상에, 닥터블레이드 기기를 사용하여 3m/min 조건으로, 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)만을 약 1 ㎛ 두께로 고르게 도포하였다. Specifically, on a circular (thickness: 10 μm) copper current collector with a cross section of 1.76 cm 2 , only polyvinylidene fluoride (PVdF) was applied to a thickness of about 1 μm at 3 m/min using a doctor blade device. applied evenly.

상기 도포된 폴리비닐리덴 풀루오라이드 및 Super-P 위에, 두께가 20 ㎛인 리튬 호일(Li foil)을 위에 덮은 다음, 롤 프레스(roll press)하고, 최종적으로 진공 오븐에서 60℃, 2hr 가열함으로써, 구리 집전체와 리튬 호일 사이의 PVdF를 경화시켜 접착층으로 전환시켰다. On the coated polyvinylidene fluoride and Super-P, lithium foil having a thickness of 20 μm was covered on top, then roll pressed, and finally heated in a vacuum oven at 60 ° C. for 2 hr. , curing the PVdF between the copper current collector and the lithium foil to convert it into an adhesive layer.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

상기 실시예 1의 음극 대신 상기 비교예 3의 음극을 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 금속 이차전지를 제조하였다.A lithium metal secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode of Comparative Example 3 was used instead of the negative electrode of Example 1.

실시예 4 및 5Examples 4 and 5

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

하기 표 1에 기재된 비교예 1대신, 실시예 4 및 5의 각 접착층 형성용 조성물을 사용하고, 나머지는 비교예 1과 동일하게 하여 실시예 4 및 5의 음극을 제조하였다. 구체적으로, 실시예 4 및 5의 접착층 형성용 조성물은, 바인더로 폴리비닐리덴 풀루오라이드(PVdF)를 사용하며, 도전재로 CNT를 사용한 것이다. 단, 실시예 4 및 5의 각 조성물 100.0 중량% 중 용매 함량은 60.0 중량%로 동일하게 하되, 바인더 및 도전재의 각 함량을 달리하였다.Instead of Comparative Example 1 described in Table 1 below, the negative electrodes of Examples 4 and 5 were prepared using the compositions for forming an adhesive layer of Examples 4 and 5, and the rest was the same as in Comparative Example 1. Specifically, in the compositions for forming an adhesive layer of Examples 4 and 5, polyvinylidene fluoride (PVdF) was used as a binder and CNT was used as a conductive material. However, the solvent content of 100.0 wt% of each composition of Examples 4 and 5 was the same as 60.0 wt%, but the respective amounts of the binder and the conductive material were different.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

비교예 1의 음극 대신 실시예 4 및 5의 각 음극을 사용하고, 나머지는 비교예 1과 동일하게 하여 실시예 4 및 5의 각 리튬 금속 전지를 제작하였다.Each lithium metal battery of Examples 4 and 5 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that the negative electrodes of Examples 4 and 5 were used instead of the negative electrode of Comparative Example 1.

비교예 4Comparative Example 4

(1) 음극의 제조(1) Manufacture of cathode

비교예 4의 음극에는 접착층을 형성하지 않고 (즉, 바인더 및 도전재를 적용하지 않고), 기존 상용화되고 있는 물리적 압착에 의한 방식으로 비교예 4의 음극을 제조하였다.The negative electrode of Comparative Example 4 was prepared in a conventionally commercially available physical compression method without forming an adhesive layer on the negative electrode of Comparative Example 4 (ie , without applying a binder and a conductive material).

구체적으로, 단면적이 1.76cm2 인 원형(두께: 10 ㎛) 인 구리 집전체 상에, 두께가 20 ㎛인 리튬 호일(Li foil)을 위에 덮은 다음, 롤 프레스(roll press)함으로써, 접착층 없이 구리 집전체와 리튬 호일을 압착시켰다.Specifically, on a circular (thickness: 10 μm) copper current collector with a cross-sectional area of 1.76 cm 2 , a lithium foil (Li foil) having a thickness of 20 μm was covered thereon, and then roll-pressed to obtain copper without an adhesive layer. The current collector and lithium foil were pressed together.

(2) 리튬 금속 전지의 제작(2) Fabrication of lithium metal battery

실시예 1의 음극 대신 비교예 4의 음극을 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 4의 리튬 금속 전지를 제작하였다.A lithium metal battery of Comparative Example 4 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode of Comparative Example 4 was used instead of the negative electrode of Example 1.

접착층 성분adhesive layer component 접착층 형성 방식Adhesive layer formation method 접착층 형성용 조성물
(조성물 전체 중량: 100.0 중량%)
Composition for forming adhesive layer
(Total weight of composition: 100.0% by weight)
바인더bookbinder 도전재conductive material 바인더bookbinder 도전재conductive material 용매(NMP)Solvent (NMP) 비교예 1Comparative Example 1 PVdFPVdF -- 습식wet 40.0 중량%40.0% by weight 0.0 중량%0.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 실시예 1Example 1 PVdFPVdF Super-PSuper-P 습식wet 30.0 중량%30.0% by weight 10.0 중량%10.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 실시예 2Example 2 PVdFPVdF Super-PSuper-P 습식wet 20.0 중량%20.0% by weight 20.0 중량%20.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 실시예 3Example 3 PVdFPVdF Super-PSuper-P 습식wet 10.0 중량%10.0% by weight 30.0 중량%30.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 실시예 4Example 4 PVdFPVdF CNTCNT 습식wet 20.0 중량%20.0% by weight 30.0 중량%30.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 실시예 5Example 5 PVdFPVdF CNTCNT 습식wet 10.0 중량%10.0% by weight 30.0 중량%30.0% by weight 60.0 중량%60.0% by weight 비교예 2Comparative Example 2 PVdFPVdF -- 건식deflation 100 중량%100% by weight 0.0 중량%0.0% by weight 0.0 중량%0.0% by weight 비교예 3Comparative Example 3 PVdFPVdF Super-PSuper-P 건식deflation 60 중량%60% by weight 40 중량%40% by weight 0.0 중량%0.0% by weight 비교예 4Comparative Example 4 (접착층을 형성하지 않음, 즉, 바인더 및 도전재를 음극에 적용하지 않음)(No adhesive layer is formed, that is, no binder and conductive material are applied to the negative electrode)

실험예 1 (리튬 금속 전지의 단면 SEM 측정)Experimental Example 1 (cross-sectional SEM measurement of lithium metal battery)

비교예 4 및 실시예 2의 각 음극의 단면에 대한 SEM 이미지를 촬영하여, 도 2에 나타내었다. SEM images of cross-sections of each cathode of Comparative Example 4 and Example 2 were taken and shown in FIG. 2 .

다만, 리튬 금속의 경우 공기와 반응성이 높고 연성이 있어 따로 전극의 접착력을 측정하기는 어려움이 있다. 이에, 비교예 4 및 실시예 2의 각 리튬 금속 전지를 제작하여 SOC100으로 충전한 상태에서, 전지를 분해한 뒤 음극의 단면 SEM을 측정하였다. However, in the case of lithium metal, it is difficult to measure the adhesive strength of the electrode separately because of its high reactivity with air and ductility. Accordingly, in a state where each lithium metal battery of Comparative Example 4 and Example 2 was manufactured and charged with SOC100, the battery was disassembled and the SEM of the cross section of the negative electrode was measured.

도 2b를 참고하면, 비교예 4의 경우, 음극 집전체와 리튬 메탈 박막(즉, 리튬 호일)의 접착이 제대로 이루어지지 않고, 그 사이가 벌어진 것을 확인할 수 있다. 그에 반면, 도 2a를 참고하면, 실시예 2에서는 음극 집전체와 리튬 메탈 박막 사이가 벌어지지 않고, 접착이 잘 이루어진 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2B , in the case of Comparative Example 4, it can be seen that the adhesion between the anode current collector and the lithium metal thin film (ie, lithium foil) is not properly performed, and there is a gap therebetween. On the other hand, referring to FIG. 2A , in Example 2, it can be confirmed that the gap between the anode current collector and the lithium metal thin film is not spread and the adhesion is well made.

이와 같은 음극 접착력은, 리튬 금속 전지의 수명, 내부 저항 등에 영향을 요인이 된다. 구체적으로, 음극 접착력이 낮을수록, 이를 포함하는 리튬 금속 전지의 구동 중 음극 집전체와 리튬 메탈 박막 사이가 벌어지며 저항이 발생되고, 리튬 금속 전지의 수명이 저하될 수 있다.Such negative electrode adhesion is a factor that affects the lifespan, internal resistance, and the like of a lithium metal battery. Specifically, when the negative electrode adhesion is lower, resistance is generated as a gap between the negative electrode current collector and the lithium metal thin film is generated during driving of the lithium metal battery including the negative electrode, and the lifespan of the lithium metal battery may be reduced.

이하의 실험예에서는, 음극 접착력이 낮은 비교예 4를 제외하고, 음극 집전체와 리튬 메탈 박막 사이에 접착층을 형성하되 그 형성 방법을 달리한 경우들(즉, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3)을 비교해보기로 한다.In the following experimental examples, except for Comparative Example 4, in which the negative electrode adhesion is low, an adhesive layer is formed between the negative electrode current collector and the lithium metal thin film, but the formation method is different (ie, Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 to 3) to compare.

실험예 2 (리튬 금속 전지의 수명 특성 평가)Experimental Example 2 (Evaluation of Life Characteristics of Lithium Metal Battery)

다음과 같은 조건으로, 각 리튬 금속 전지의 사이클(Cycle)을 진행하며, 초기 용량 대비 30번째 사이클 후 용량과 100번째 사이클 후 용량의 특성을 평가하여, 그 평가 결과를 하기 표 1에 기록하였다Under the following conditions, each lithium metal battery was cycled, and the characteristics of the capacity after the 30th cycle and the capacity after the 100th cycle were evaluated compared to the initial capacity, and the evaluation results were recorded in Table 1 below.

Charge: 0. 1C, CC/CV, 4.25V, 1/20C cut-offCharge: 0. 1C, CC/CV, 4.25V, 1/20C cut-off

Discharge: 0.5C, CC, 3.0 V, cut-offDischarge: 0.5C, CC, 3.0V, cut-off

용량 유지율 (%)Capacity retention rate (%) @ 30th @ 30th @ 100th @ 100th 비교예 1Comparative Example 1 96.296.2 83.883.8 실시예 1Example 1 97.197.1 85.285.2 실시예 2Example 2 98.398.3 91.891.8 실시예 3Example 3 97.697.6 89.289.2 실시예 4Example 4 96.396.3 87.887.8 실시예 5Example 5 97.297.2 88.588.5 비교예 2Comparative Example 2 89.589.5 73.273.2 비교예 3Comparative Example 3 91.391.3 75.375.3

상기 표 2에 따르면, 도전재의 사용 여부, 사용량, 또는 도전재의 종류 변경 여부에 따라 전지의 용량 유지율이 달라짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 접착층 성분으로 바인더만 단독으로 사용하는 경우(비교예 1)에 대비하여, 도전재를 더한 경우(실시예 1 내지 5)의 전지 100 사이클 후 용량 유지율이 더욱 우수하게 나타나는데, 접착층 성분인 바인더에 의한 저항을 도전재가 상쇄시킬 수 있기 때문이다.According to Table 2, it can be confirmed that the capacity retention rate of the battery varies depending on whether a conductive material is used, how much is used, or whether the type of conductive material is changed. Specifically, compared to the case where only the binder was used as an adhesive layer component (Comparative Example 1), the capacity retention rate after 100 cycles of the battery was more excellent in the case where a conductive material was added (Examples 1 to 5). This is because the conductive material can offset the resistance caused by the binder.

또한, 상기 표 2에서, 접착층 형성 방식에 따른 차이도 확인할 수 있다. 구체적으로, 동일한 접착층 성분을 사용한 경우들(예컨대 비교예 1 vs. 비교예 2; 실시예 1 내지 3 vs. 비교예 3)을 비교할 때, 습식 대비 건식으로 접착층을 형성한 경우 전지의 용량 유지율이 현저하게 저하된 것으로 확인된다. In addition, in Table 2, the difference according to the method of forming the adhesive layer can be confirmed. Specifically, when comparing cases using the same adhesive layer components (e.g., Comparative Example 1 vs. Comparative Example 2; Examples 1 to 3 vs. Comparative Example 3), the capacity retention rate of the battery when the adhesive layer is formed in a wet versus dry manner found to be markedly reduced.

이는, 습식 대비 건식 공정으로 형성된 접착층의 접착력이 열위하여, 전지의 구동 중 음극 집전체와 리튬 메탈 박막(즉, 리튬 호일) 사이가 벌어지고, 저항이 형성된 데 따른 결과로 추론된다.This is inferred to be a result of resistance being formed by the gap between the anode current collector and the lithium metal thin film (ie, lithium foil) during operation of the battery due to the inferior adhesive strength of the adhesive layer formed by the dry process compared to the wet process.

그에 반면, 습식 공정에 따르면, 용매에 의해 구리 집전체 상에 접착층 성분의 고른 도포가 가능하고, 리튬 호일 압착 후 건조 과정에서 용매가 휘발되면서 접착층 성분 상호간 결합력뿐만 아니라 상기 접착층을 매개로 한 구리 집전체와 리튬 호일의 접착력이 강화되어, 전지의 저항 증가를 최소화하며 안정적인 구동이 가능한 것으로 추론된다.On the other hand, according to the wet process, it is possible to apply the adhesive layer components evenly on the copper current collector by the solvent, and as the solvent volatilizes in the drying process after pressing the lithium foil, the bonding strength between the adhesive layer components as well as the copper collector through the adhesive layer is improved. It is inferred that stable driving is possible while minimizing the increase in resistance of the battery by strengthening the adhesion between the whole and the lithium foil.

한편, 접착층 성분으로 바인더와 함께 도전재로 Super-P를 사용한 경우에 있어서, 도전재/바인더의 중량 비율을 1로 한 실시예 2 전지의 특성이 가장 우수하고, 그보다 도전재 함량을 줄이거나(실시예 1) 및 늘린 경우(실시예 3)에는 용량 유지율이 일부 저하됨을 확인할 수 있다. On the other hand, in the case of using Super-P as a conductive material along with a binder as an adhesive layer component, the characteristics of the battery of Example 2 in which the weight ratio of conductive material / binder is 1 are the best, and the conductive material content is reduced ( In Example 1) and in the case of increasing (Example 3), it can be seen that the capacity retention rate is partially lowered.

물론, 실시예 1 및 3 또한 리튬 금속 전지로써 우수한 용량 유지율을 발현하는 것이다. 다만, 도전재와 바인더의 중량 비율을 실시예 2와 같이 최적화함으로써, 100 사이클 후에도 리튬 금속 전지의 용량이 최초 대비 무려 91.8 % 가량 유지될 수 있다.Of course, Examples 1 and 3 also exhibit excellent capacity retention rates as lithium metal batteries. However, by optimizing the weight ratio of the conductive material and the binder as in Example 2, the capacity of the lithium metal battery can be maintained at about 91.8% compared to the initial capacity even after 100 cycles.

실험예 3 (리튬 금속 전지의 100 사이클 구동 후 저항 측정)Experimental Example 3 (resistance measurement after driving 100 cycles of lithium metal battery)

실험예 2의 평가 전 (즉, 각 전지의 사이클을 진행하기 전) 및 평가 후(즉, 각 전지의 100 사이클 진행 후), 각각의 전지를 4.25V/0.05C cu-off로 SOC100을 맞춘 상태에서 저항을 측정하였다. 각 경우의 EIS (electrochemical impedance spectroscopy)법을 이용한 기기(EC lab) 및 Hioki 기기(Hioki 3555 Battery HiTESTER) 두 가지로 측정하여, 하기 표 3에 기록하였다.Before evaluation of Experimental Example 2 (i.e., before each battery cycle) and after evaluation (i.e., after 100 cycles of each battery), each battery was set to SOC100 at 4.25V/0.05C cu-off. resistance was measured. In each case, it was measured with two instruments (EC lab) and Hioki instrument (Hioki 3555 Battery HiTESTER) using the EIS (electrochemical impedance spectroscopy) method, and recorded in Table 3 below.

저항 특성resistance characteristics HiokiHioki EIS (1Hz)EIS (1Hz) 사이클 진행 전before cycle 100 사이클 후after 100 cycles 사이클 진행 전before cycle 100 사이클 후after 100 cycles 비교예 1Comparative Example 1 0.270.27 0.330.33 0.510.51 0.920.92 실시예 1Example 1 0.260.26 0.310.31 0.470.47 0.90.9 실시예 2Example 2 0.230.23 0.290.29 0.40.4 0.730.73 실시예 3Example 3 0.230.23 0.30.3 0.430.43 0.80.8 실시예 4Example 4 0.250.25 0.310.31 0.450.45 0.870.87 실시예 5Example 5 0.240.24 0.30.3 0.450.45 0.880.88 비교예 2Comparative Example 2 0.350.35 0.70.7 0.790.79 1.531.53 비교예 3Comparative Example 3 0.310.31 0.550.55 0.680.68 1.331.33

상기 표 3에서도, 도전재의 사용 여부, 사용량, 또는 도전재의 종류 변경 여부에 따라 전지의 저항 특성이 달라짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 접착층 성분으로 바인더만 단독으로 사용하는 경우(비교예 1)에 대비하여, 도전재를 더한 경우(실시예 1 내지 5)의 전지의 초기 저항이 비교적 낮고, 저항 증가율 또한 비교적 낮은 것으로 나타나는데, 접착층 성분인 바인더에 의한 저항을 도전재가 상쇄시킬 수 있기 때문이다.In Table 3, it can be confirmed that the resistance characteristics of the battery vary depending on whether a conductive material is used, how much is used, or whether the type of conductive material is changed. Specifically, in contrast to the case of using only the binder as an adhesive layer component (Comparative Example 1), the initial resistance of the battery in the case of adding a conductive material (Examples 1 to 5) is relatively low, and the resistance increase rate is also relatively low. , This is because the conductive material can offset the resistance caused by the binder, which is a component of the adhesive layer.

또한, 상기 표 3에서, 접착층 형성 방식에 따른 차이도 확인할 수 있다. 구체적으로, 동일한 접착층 성분을 사용한 경우들(예컨대 비교예 1 vs. 비교예 2; 실시예 1 내지 3 vs. 비교예 3)을 비교할 때, 습식 대비 건식으로 접착층을 형성한 경우 전지 초기 저항 및 저항 증가율이 현저하게 증가한 것으로 확인된다. 이는, 습식 대비 건식 공정으로 형성된 접착층의 접착력이 열위하여, 전지의 구동 중 음극 집전체와 리튬 메탈 박막(즉, 리튬 호일) 사이가 벌어지고, 저항이 형성된 데 따른 결과로 추론된다.In addition, in Table 3, the difference according to the method of forming the adhesive layer can be confirmed. Specifically, when comparing cases using the same adhesive layer components (e.g., Comparative Example 1 vs. Comparative Example 2; Examples 1 to 3 vs. Comparative Example 3), the battery initial resistance and resistance when the adhesive layer is formed in a wet versus dry manner It is confirmed that the increase rate increased significantly. This is inferred to be a result of resistance being formed by the gap between the anode current collector and the lithium metal thin film (ie, lithium foil) during operation of the battery due to the inferior adhesive strength of the adhesive layer formed by the dry process compared to the wet process.

한편, 접착층 성분으로 바인더와 함께 도전재로 Super-P를 사용한 경우에 있어서, 도전재/바인더의 중량 비율을 1로 한 실시예 2 전지의 초기 저항이 가장 낮고, 저항 증가율 또한 가장 낮으며, 그보다 도전재 함량을 줄이거나(실시예 1) 및 늘린 경우(실시예 3)에는 초기 저항 및 저항 증가율이 증가함을 확인할 수 있다. On the other hand, in the case of using Super-P as a conductive material along with a binder as an adhesive layer component, the battery of Example 2 in which the weight ratio of the conductive material/binder was 1 had the lowest initial resistance and the lowest resistance increase rate. It can be seen that the initial resistance and resistance increase rate increase when the content of the conductive material is reduced (Example 1) or increased (Example 3).

물론, 실시예 1 및 3 또한 리튬 금속 전지로써 적합한 정도의 초기 저항 및 저항 증가를 보이는 발현하는 것이다. 다만, 도전재와 바인더의 중량 비율을 실시예 3과 같이 최적화함으로써, 전지의 초기 저항을 더욱 낮추고, 100 사이클 후에도 낮은 저항이 유지될 수 있다.Of course, Examples 1 and 3 also show initial resistance and increase in resistance suitable for lithium metal batteries. However, by optimizing the weight ratio of the conductive material and the binder as in Example 3, the initial resistance of the battery can be further lowered, and the low resistance can be maintained even after 100 cycles.

Claims (11)

음극 집전체;
상기 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에 위치하고, 바인더 및 도전재를 포함하는, 접착층; 및
상기 접착층 위에 위치하는, 리튬 금속(Li-metal) 박막;을 포함하고,
상기 리튬 금속(Li-metal) 박막은 리튬 호일이며,
상기 접착층은 습식으로 형성되고,
상기 음극 집전체에 대한 상기 접착층의 두께 비율(접착층/집전체)은, 1/10 내지 1/15이고,
상기 리튬 금속 박막에 대한 상기 접착층의 두께 비율(접착층/리튬 금속 박막)은, 1/20 내지 1/40이며,
상기 바인더에 대한 상기 도전재의 중량 비율 (도전재/바인더)은, 1 내지 3인, 리튬 금속 전지용 음극.
negative current collector;
an adhesive layer disposed on one side or both sides of the anode current collector and including a binder and a conductive material; and
Located on the adhesive layer, a lithium metal (Li-metal) thin film; includes,
The lithium metal (Li-metal) thin film is a lithium foil,
The adhesive layer is formed in a wet manner,
The thickness ratio (adhesive layer/current collector) of the adhesive layer to the negative current collector is 1/10 to 1/15,
The thickness ratio of the adhesive layer to the lithium metal thin film (adhesive layer / lithium metal thin film) is 1/20 to 1/40,
The weight ratio of the conductive material to the binder (conductive material / binder) is 1 to 3, a negative electrode for a lithium metal battery.
제1항에 있어서.
상기 바인더는,
폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 이의 유도체, 또는 이의 혼합물을 포함하는 것인,
리튬 금속 전지용 음극.
According to claim 1.
The binder,
Polyvinylidene fluoride (PVDF), a derivative thereof, or containing a mixture thereof,
Cathode for lithium metal battery.
제1항에 있어서.
상기 도전재는,
카본 블랙, 탄소 나노 튜브, 천연 흑연, 인조 흑연, 탄소 섬유를 포함하는 군에서 선택되는 1종, 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것인,
리튬 금속 전지용 음극.
According to claim 1.
The conductive material,
One or a mixture of two or more selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, natural graphite, artificial graphite, and carbon fibers,
Cathode for lithium metal battery.
제1항에 있어서.
상기 리튬 금속 박막에 대한 상기 접착층의 두께 비율(접착층/리튬 금속 박막)은,
1/30 내지 1/40인 것인,
리튬 금속 전지용 음극.
According to claim 1.
The thickness ratio of the adhesive layer to the lithium metal thin film (adhesive layer / lithium metal thin film),
1/30 to 1/40,
Cathode for lithium metal battery.
제1항에 있어서,
상기 음극 집전체는,
구리를 포함하는 것인,
리튬 금속 전지용 음극.
According to claim 1,
The negative electrode current collector,
containing copper,
Cathode for lithium metal battery.
음극 집전체의 일면 또는 양면 위에, 바인더, 도전재, 및 용매를 포함하는 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계;를 포함하고,
상기 리튬 금속(Li-metal) 박막은 리튬 호일이며,
상기 조성물 총량 (100 중량%) 중 상기 바인더는 10 내지 30 중량%로 포함되는 것이며,
상기 조성물 총량 (100 중량%) 중 상기 도전재는 10 내지 30 중량%로 포함되는 것인,
리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법.
coating a composition including a binder, a conductive material, and a solvent on one side or both sides of the negative electrode current collector; and
Laminating the negative electrode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween;
The lithium metal (Li-metal) thin film is a lithium foil,
Of the total amount of the composition (100% by weight), the binder is included in 10 to 30% by weight,
Of the total amount of the composition (100% by weight), the conductive material is included in 10 to 30% by weight,
Method for manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery.
제6항에 있어서,
상기 음극 집전체의 일면 또는 양면 위에, 바인더, 도전재, 및 용매를 포함하는 조성물을 도포하는 단계;에서,
상기 음극 집전체의 단면적(cm2) 대비 상기 조성물의 도포량(g)은 0.005 내지 0.01 g/ cm2인 것인,
리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 6,
In the step of applying a composition including a binder, a conductive material, and a solvent on one side or both sides of the negative electrode current collector;
The coating amount (g) of the composition relative to the cross-sectional area (cm 2 ) of the negative electrode current collector is 0.005 to 0.01 g / cm 2 ,
Method for manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery.
제6항에 있어서,
상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계; 이전에,
상기 도포된 조성물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 6,
laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween; Before,
Further comprising; drying the applied composition;
Method for manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery.
제6항에 있어서,
상기 도포된 조성물을 사이에 두고, 상기 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 적층하는 단계; 이후,
상기 적층된 음극 집전체 및 리튬 금속(Li-metal) 박막을 압착하는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 6,
laminating the anode current collector and a lithium metal (Li-metal) thin film with the applied composition therebetween; after,
Further comprising: compressing the stacked negative electrode current collector and the lithium metal (Li-metal) thin film.
Method for manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery.
제9항에 있어서,
상기 압착은,
열, 압력, 또는 이들 둘 모두를 가하여 수행되는 것인,
리튬 금속 전지용 음극의 제조 방법.
According to claim 9,
The compression,
carried out by applying heat, pressure, or both,
Method for manufacturing a negative electrode for a lithium metal battery.
제1항의 음극,
전해질, 및
양극을 포함하는 리튬 금속 전지.

The negative electrode of claim 1,
electrolytes, and
A lithium metal battery comprising a positive electrode.

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