KR102563523B1 - 이차전지용 복합전극 제조방법, 및 이에 따라 제조된 이차전지용 복합전극 - Google Patents

이차전지용 복합전극 제조방법, 및 이에 따라 제조된 이차전지용 복합전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지용 복합전극 제조방법, 및 이에 따라 제조된 이차전지용 복합전극에 관한 것으로써, 본 발명에 따라 제조된 이차전지용 복합전극은 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 높은 표면적으로 복합화되어 있으므로, 복합전극의 부피변화를 억제시켜 이를 포함하는 이차전지의 급격한 용량 감소 현상을 완화시킬 뿐만 아니라 높은 표면적을 확보할 수 있으므로, 이를 포함하는 이차전지의 안정성과 정전용량(Capacitance)을 우수하게 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

이차전지용 복합전극 제조방법, 및 이에 따라 제조된 이차전지용 복합전극{Method for manufacturing composite electrode for secondary battery, and composite electrode for secondary battery manufactured thereby}
본 발명은 이차전지용 복합전극 제조방법, 및 이에 따라 제조된 이차전지용 복합전극에 관한 것이다.
전기자동차 및 대용량 전력 저장장치의 요구가 높아지면서 이를 충족시키기 위한 다양한 전지의 개발이 이루어져 왔다.
그 중, 리튬 이차전지는 다양한 이차전지 중에서 에너지밀도 및 출력 특성이 가장 우수하여 널리 상용화되었다. 리튬 이차전지로는 유기용매를 포함하는 액체 타입의 전해질을 포함하는 리튬 이차전지(이하 '액체 타입 이차전지'라 함)가 주로 사용되고 있었다.
하지만, 액체 타입 이차전지는 액체전해질이 전극 반응에 의해 분해되어 전지의 팽창을 야기하고 액체전해질의 누출에 의한 발화의 위험성이 지적되고 있었다. 이러한 액체 타입 이차전지의 문제점을 해소하기 위해서, 안정성이 우수한 고체전해질을 적용한 리튬 이차전지가 주목받고 있다.
한편, 종래 이차전지의 음극재료로는 리튬이온을 저장할 수 있는 흑연이 주로 사용되고 있었다. 그러나, 흑연은 단위 질량당 용량이 낮아 제한된 용량에 의해 많은 어려움을 겪고 있으며, 이는 향후 고용량 전지를 필요로 하고 있는 모바일 전자기기(유비쿼터스, 사양이 향상되는 휴대폰/노트북 등)의 상용화를 위해 필수적으로 해결해야 할 과제 중에 하나이다.
최근 하이브리드 자동차용 전지로서 요구되는 특성은 비에너지, 고율특성, 내부저항, 수명 등이 있는데, 특히 안전성 확보가 가장 민감한 문제로 등장하면서 리튬전지의 안전성 확보 문제가 극복해야 할 핵심기술로 대두되고 있는 실정에 있다.
이에, 흑연보다 용량을 증가시킬 수 있는 음극재료에 대한 연구가 진행되었다. 대표적으로 탄소계 소재를 실리콘계 소재로 변경하여 이차전지의 용량을 증가시키는 기술이 연구되고 있다. 그러나, 실리콘계 소재를 이차전지의 음극재료로 사용할 경우, 이차전지의 리튬이온을 흡수할 때 결정구조의 변화를 야기하여 부피가 팽창하는 문제가 있었다. 즉, 이차전지의 충방전 시 음극재료가 부피팽창함에 따라 이차전지의 수명이 현저하게 떨어진다는 단점이 존재하였고, 부피 팽창에 따라 구조적 안정성이 떨어짐에 따라 전지 작동 시 발생하는 부반응에 의해 전지 수명이 단축되는 단점이 존재하였다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0003555호
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.
본 발명은 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조한 뒤, 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여 이차전지용 복합전극을 얻는 단계를 포함하는 이차전지용 복합전극 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조되어, 다공성의 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 복합화된 것을 특징으로 하는 이차전지용 복합전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 제조방법은 복수의 기공을 갖는, 다공성의 전극지지체를 준비하는 단계; 상기 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조하는 단계; 상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계; 및 상기 탄화된 복합 전극지지체에 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여, 이차전지용 복합전극을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전극지지체는 탄소직물(carbon textile) 및 탄소부직포(Nonwoven carbon mat)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소는 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물, 트룩센(truxene) 화합물, 데카사이클렌(decacyclene) 화합물, 안탄트렌(antanthrene) 화합물, 헥사벤조트리페닐렌(hexabenzotriphenylene) 화합물, 1,2,3,4,5,6,7,8-테트라-(페리-나프틸렌)-안트라센(1,2,3,4,5,6,7,8-tetra-(peri-naphthylene)-anthracene) 화합물, 다이벤즈옥타센(dibenzoctacene) 화합물, 테트라벤조헵타센(tetrabenzoheptacene) 화합물, 및 페로피렌(peropyrene) 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
(R1 내지 R4은 각각 독립적으로 할로겐기, 나이트릴기, 니트로기, 아민기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 C5-C14 헤테로아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, n1 내지 n4은 각각 독립적으로 0 내지 3 이고, 및 상기 R1 내지 R4의 치환기는 각각 독립적으로 할로젠기, 시아노기, 니트로기, C1-C8 알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것임)
상기 복합 전극지지체를 제조하는 단계에서, 상기 전극지지체와 상기 다환형 탄화수소의 질량비는 1 : 10~100일 수 있다.
상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계에서, 700~1000℃의 온도로 열을 가하여 복합 전극지지체를 탄화시킬 수 있다.
상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체는 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체, 이셀렌화몰리브덴(MoSe2) 전구체, 이황화텅스텐(WS2) 전구체, 이셀렌화텅스텐(WSe2) 전구체, 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 전구체, 및 이셀렌화주석(SnSe2) 전구체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체는 테트라티오몰리프데이트[ammonium tetrathiomolybdate; (NH4)2MoS4], 및 소듐 몰리브데이트(Ⅵ) 디하이드레이트[Sodium molybdate(Ⅵ) dehydrate; Na2MoO4·2H2O]로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 이차전지용 복합전극을 얻는 단계에서,
복합 전극지지체와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체의 질량비는 1 : 10~100일 수 있다.
이차전지용 복합전극을 얻는 단계에서, 200~250℃의 온도로 열을 가하여 이차전지용 복합전극을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 복합전극은 상기 이차전지용 복합전극 제조방법으로 제조되고, 복수의 기공을 갖는 다공성의 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 복합화된 것을 특징으로 한다.
상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)는 이황화몰리브덴(MoS2), 이셀렌화몰리브덴(MoSe2), 이황화텅스텐(WS2), 이셀렌화텅스텐(WSe2), 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2), 및 이셀렌화주석(SnSe2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 이차전지용 복합전극은 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 높은 표면적으로 복합화되어 있으므로, 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)의 부피변화를 억제시켜 이를 포함하는 이차전지의 급격한 용량 감소 현상을 완화시킬 뿐만 아니라 높은 표면적을 확보할 수 있으므로, 이를 포함하는 이차전지의 안정성과 정전용량(Capacitance)을 우수하게 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 복합전극 제조방법을 간략하게 도시한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극을 저배율(도 2a)에서 고배율(도 2c)로 나타낸 SEM 이미지이다.
도 3a 내지 도 3 c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)를 확인하기 위해 저배율(도 3a)에서 고배율(도 3c)로 나타낸 TEM 이미지이다.
도 4a는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분을 표시한 STEM 이미지이고, 도 4b는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분 중에 포함된 전이금속 Mo을 나타낸 EDS mapping 이미지이고, 도 4c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분 중에 포함된 원소 S을 나타낸 EDS mapping 이미지이다.
도 5a는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 MoS2 중 Mo3d의 XPs 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5b는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 MoS2 중 S2p의 XPs 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예에 따른 이차전지용 복합전극의 라만 시프트 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 비용량(specific capacity)에 대한 전압(V)을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 면적용량(Areal capacity)에 대한 전압(V)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 사이클 횟수(Cycle number)에 대한 비용량(specific capacity) 및 쿨롱효율(coulombic efficiency)을 나타낸 그래프이다.
도 10은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 사이클 횟수(Cycle number)에 대한 면적용량(Areal capacity) 및 쿨롱효율(coulombic efficiency)을 나타낸 그래프이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
종래 이차전지의 충방전 시 음극재료가 부피팽창함에 따라 이차전지의 수명이 현저하게 떨어진다는 단점, 및 부피 팽창에 따라 구조적 안정성이 떨어짐에 따라 전지 작동 시 발생하는 부반응에 의해 전지 수명이 단축되는 단점이 존재하였다.
이에 본 발명자는 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조한 뒤, 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여 이차전지용 복합전극을 얻는 단계를 포함하여 이차전지용 복합전극을 제조하는 경우, 복합전극의 부피변화를 억제시켜 이를 포함하는 이차전지의 급격한 용량 감소 현상을 완화시킬 뿐만 아니라 높은 표면적을 확보할 수 있으므로, 이를 포함하는 이차전지의 안정성과 정전용량(Capacitance)을 우수하게 확보할 수 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "C1-C10 알킬기"은 탄소원자수 1 내지 10의 1차 내지 3차 알킬기를 의미한다. 상기 알킬기는 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, tert-부틸, n-헥실 등과 같은 기능기 등일 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "C1-C10 알콕시"는 -O-R기를 의미하며, 여기서 R은 "C1-C10 알킬" 또는 "아릴" 또는 "헤테로아릴" 또는 “벤질”을 포함한다. 바람직한 알콕시기는 예를 들면, 메톡시, 에톡시, 페녹시, 벤질옥시 등을 포함한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 아릴기는 1개 이상의 벤젠고리를 포함하는 탄소수 2 내지 30의 일환식 또는 다환식 화합물 및 이의 유도체로부터 수소 원자 1개를 제거하여 얻어진 화학기를 의미하며, 예를 들면 상기 벤젠고리를 포함하는 일환식 또는 다환식 화합물은 벤젠고리, 벤젠고리에 알킬 곁사슬이 붙은 톨루엔 또는 자일렌 등, 2개 이상의 벤젠고리가 단일결합으로 결합한 바이페닐 등, 벤젠고리가 시클로알킬기 또는 헤테로시클로 알킬기와 축합한 플루오렌, 크산텐 또는 안트라퀴논 등, 2개 이상의 벤젠고리가 축합한 나프탈렌 또는 안트라센 등을 포함한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 접두어 헤테로는 -N-, -O-, -S- 및 - P-로 이루어진 군에서 선택되는 1개 내지 3개의 헤테로 원자가 탄소 원자를 치환하고 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 헤테로원자로 질소 원자를 포함하는 피리딘, 피롤 또는 카바졸 등, 헤테로 원자로 산소 원자를 포함하는 퓨란 또는 디벤조퓨란 등, 또는 디벤조티오펜, 디페닐아민 등일 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 할로겐기란 17족 원소를 의미하며, 예를 들면 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 요오도기 등일 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 치환기가 없는 화학식 양 끝의 결합선은 이 화합물이 다른 화합물과 연결되는 부분을 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 복합전극 제조방법을 간략하게 도시한 흐름도이다. 이를 참고하면, 복수의 기공을 갖는, 다공성의 전극지지체를 준비하는 단계(S10); 상기 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조하는 단계(S20); 상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계(S30); 및 상기 탄화된 복합 전극지지체에 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여, 이차전지용 복합전극을 얻는 단계(S40)을 포함한다.
상기 다공성의 전극지지체를 준비하는 단계(S10)는 복수의 기공을 갖는, 다공성의 전극지지체를 준비하여, 추후 활물질 전구체인 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체와의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 하는 단계이다.
상기 전극지지체는 복수의 기공을 갖고, 다공성인 지지체, 예를 들어, 탄소직물(carbon textile) 및 탄소부직포(Nonwoven carbon mat)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 지지체만으로 제한되지 않으라, 바람직하게는 전기 전도도가 높고 내구성이 튼튼한 탄소직물(carbon textile)을 포함할 수 있다.
상기 전극지지체는 탄소직물(carbon textile)의 경우, 5% 내지 40% PTFE 또는 FEP 등으로 처리, 및 소결 과정을 거치는 발수처리 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 발수처리에 따라 연료공급과 기체공급 및 물 배출이 원활한 장점이 있다.
상기 전극지지체는 최종 복합전극에 포함되는 활물질을 최적으로 다량 포함하기 위하여, 기공률이 5~95%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 기공률이 너무 낮으면 단위 면적당 다환형 탄화수소(4F-HBC) 및 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 비율이 감소되는 단점이 있고, 기공률이 너무 높으면 전극지지체의 내구성 및 전기전도도가 감소하는 단점이 있다.
상기 복합 전극지지체를 제조하는 단계(S20)은 상기 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조하는 단계이다.
상기 전극지지체에 다환형 탄화수소를 투입하여 복합 전극지지체를 제조함으로써 기존의 나노 카본소재로 코팅하는 것에 비해 단분자 수준의 형태이므로 비교적 전극지지체와의 계면간 원활한 상호작용으로 균일하고 빽빽한 코팅이 가능하며, 또한 다환형 탄화수소가 코팅 됨으로써 코어 소재의 부피 팽창을 제어하여 결과적으로 이차전지 셀의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소는 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물, 트룩센(truxene) 화합물, 데카사이클렌(decacyclene) 화합물, 안탄트렌(antanthrene) 화합물, 헥사벤조트리페닐렌(hexabenzotriphenylene) 화합물, 1,2,3,4,5,6,7,8-테트라-(페리-나프틸렌)-안트라센(1,2,3,4,5,6,7,8-tetra-(peri-naphthylene)-anthracene) 화합물, 다이벤즈옥타센(dibenzoctacene) 화합물, 테트라벤조헵타센(tetrabenzoheptacene) 화합물, 및 페로피렌(peropyrene) 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는, 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물을 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는, 상기 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물은 하기 화학식 2로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
(R1 내지 R4은 각각 독립적으로 할로겐기, 나이트릴기, 니트로기, 아민기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 C5-C14 헤테로아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, n1 내지 n4은 각각 독립적으로 0 내지 3 이고, 및 상기 R1 내지 R4의 치환기는 각각 독립적으로 할로젠기, 시아노기, 니트로기, C1-C8 알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것임)
구체적으로, 상기 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물은 n1 내지 n4은 각각 독립적으로 1이고, R1 내지 R4은 각각 독립적으로 할로겐기, 바람직하게는, 플루오로(F)인 4F-헥사벤조코로넨(4F-hexabenzocoronene; 4F-HBC)일 수 있다.
상기 다환형 탄화수소를 투입하는 함량은 전극지지체 : 다환형 탄화수소가 1 : 10~100의 질량비로 투입되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나, 다환형 탄화수소의 함량이 너무 적으면 전극지지체와 pi-pi 결합 수가 줄어들어 다환형 탄화수소가 온전히 코팅이 되지 않는 단점이 있고, 함량이 너무 많으면 불순물로 남아 성능저하가 발생하는 단점이 있다.
바람직하게는, 상기 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입한 후, 80~120℃의 온도로 열을 가하여 복합 전극지지체를 제조할 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 가열온도가 너무 낮으면 결합할 수 있는 활성에너지에 도달하지 못하여 복합 전극지지체를 형성하지 못하는 단점이 있고, 가열온도가 너무 높으면 전극지지체와 다환형 탄화수소의 결합이 끊어지는 단점이 있다.
상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계(S30)은 상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계이다.
상기 탄화시키는 단계는 700~1000℃의 온도로 열을 가하여 Ar 분위기 하에서 수행할 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 탄화온도가 흑연구조 상태를 만족하는 수준으로 도달 하지못하면 상대적으로 낮은 전도도를 나타내며, 탄화온도가 너무 높으면 오히려 기공의 크기가 증가되어 표면 모폴로지가 변형되어 다환형 탄화수소와 같은 소재가 균일하게 코팅하기 어려워지는 단점이 있다.
상기 이차전지용 복합전극을 얻는 단계(S40)는 상기 탄화된 복합 전극지지체에, 활물질 전구체인 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입한 뒤, 특정범위의 온도로 열을 가하여 최종적으로 활물질인 전이금속 디칼코제나이트가 복합 전극지지체에 복합화된 이차전지용 복합전극을 얻는 단계이다.
상기 활물질 전구체는 전극 활물질로 사용할 수 있는 통상의 물질이라면, 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는, 비교적 저온에서 쉽게 MoS2입자를 형성할 수 있는 (NH4)2MoS4가 용이하다.
상기 '칼코제나이드(chalcogenide)'는 최소 한 가지 이상의 칼코젠 음이온과 다른 양이온이 결합하여 만들어진 화학물질을 의미한다. 상기 칼코젠 원소는 주기율표 상에서 16족에 해당하는 원소들일 수 있고, 바람직하게는, 산소를 제외한 황, 셀레늄, 텔레늄 등이 이에 속할 수 있다. 칼코젠 원소는 일반 광석에서 주로 발견할 수 있으며, 그 형태가 다양할 수 있다.
상기 '칼코제나이드(chalcogenide)' 중에서도, '전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)'는 MX2(M = 전이금속, X = 칼코젠 원소)의 구조식으로 나타낼 수 있는 화합물이다.
이에 따라, 본 발명에 따라 활물질 제조를 위한 활물질 전구체는 바람직하게는 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체로써, 구체적으로, 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체, 이셀렌화몰리브덴(MoSe2) 전구체, 이황화텅스텐(WS2) 전구체, 이셀렌화텅스텐(WSe2) 전구체, 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 전구체, 및 이셀렌화주석(SnSe2) 전구체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그 중에서도, 이황화몰리브덴(MoS2)은 반자성 성질과 모든 용매에 녹지 않는 성질, 및 반도체적 성질을 갖는 바, 전극 활물질로 사용될 경우, 리튬이온이 원활하게 이동할 수 있는 성질이 있다는 장점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체는 바람직하게는, 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체일 수 있고, 더 바람직하게는, 테트라티오몰리프데이트[ammonium tetrathiomolybdate; (NH4)2MoS4], 및 소듐 몰리브데이트(Ⅵ) 디하이드레이트[Sodium molybdate(Ⅵ) dehydrate; Na2MoO4·2H2O]로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체는 용매와 혼합한 뒤, 탄화된 복합 전극지지체에 투입할 수 있다. 상기 용매는 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 용매, 예를 들어, 올레일아민(Oleylamiine; OAm), PVA(Polyvinyl achol), 및 PVP로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 용매일 수 있고, 특정 용매종류만을 포함하는 것으로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 계면 활성제 역할 및 활물질의 형성 속도에 영향을 주는 올레일아민(OAm)을 포함하는 용매일 수 있다.
상기 용매에 혼합되어 투입되는 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체는 복합 전극지지체 : 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체가 1 : 10~100의 질량비의 비율의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나, 전구체의 함량이 너무 적으면 균일한 MoS2 코팅이 불가하며 너무 많게 되면 잔여 전구체로 인해 배터리 특성에 방해가 될 수 있다.
바람직하게는, 탄화된 복합 전극지지체에 용매에 혼합되어 투입되는 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입한 후, 200~250℃의 온도로 열을 가하여 이차전지용 복합전극을 얻을 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 가열온도가 너무 낮으면 균일한 입자생성이 불가능한 단점이 있고, 가열온도가 너무 높으면 지지역할을 하는 올레일아민의 파괴로 균일한 입자 형성에 있어 방해가 된다.
상기 제조방법에 따라, 탄화된 복합 전극지지체에 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하면, 최종적으로, 탄화된 복합 전극지지체에 전이금속 디칼코게나이드가 더 복합화된 이차전지용 복합전극을 얻을 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지용 복합전극은 상기 제조방법으로 제조되어, 복수의 기공을 갖는 다공성의 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소가 복합화된 복합 전극지지체에, 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 추가로 더 복합화된 것을 특징으로 한다.
상기 전극지지체, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소, 및 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)는 상기 제조방법에서 설명한 것과 동일하거나 다를 수 있다.
즉, 본 발명에 따라 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여, 최종적으로 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)가 복합화된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)는 이황화몰리브덴(MoS2), 이셀렌화몰리브덴(MoSe2), 이황화텅스텐(WS2), 이셀렌화텅스텐(WSe2), 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2), 및 이셀렌화주석(SnSe2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분만을 포함하지 않으나, 바람직하게는, 반자성 성질과 모든 용매에 녹지 않는 성질, 및 반도체적 성질을 갖는 바 리튬이온이 원활하게 이동할 수 있는 성질을 갖는 이황화몰리브덴(MoS2)를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따라 제조된 이차전지용 복합전극은 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 복합화되어 있으므로, 복합전극의 부피변화를 억제시켜 이를 포함하는 이차전지의 급격한 용량 감소 현상을 완화시킬 뿐만 아니라 높은 표면적을 확보할 수 있으므로, 이를 포함하는 이차전지의 안정성과 정전용량(Capacitance)을 우수하게 확보할 수 있는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
제조예 : 복합 전극지지체 제조
(S10) 전극지지체로 탄소직물(carbon textile) 14.26mg을 준비하였다.
(S20) 다환형 탄화수소로 4F-헥사벤조코로넨(4F-hexabenzocoronene; 4F-HBC)를 전극지지체 : 다환형 탄화수소 1 : 10~100의 질량비로 준비하여 투입한 뒤, 80~120℃의 온도로 열을 가하여, 복합 전극지지체를 제조하였다.
(S30) 상기 복합 전극지지체에 700~1000℃의 온도로 열을 가하여 탄화시켜, 최종적으로 탄화된 복합 전극지지체를 제조하였다.
실시예 : 이차전지용 복합전극 제조
(S40) 상기 제조예로부터 얻는 탄화된 복합 전극지지체에, 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체인 테트라티오몰리프데이트[ammonium tetrathiomolybdate; (NH4)2MoS4]와 용매인 올레일아민(Oleylamiine; OAm)를 혼합한 혼합액을 투입하였다.
이때, 복합 전극지지체 : 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체가 1 : 100의 질량비가 되도록 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입시켰다.
그 다음, 250℃의 온도로 열을 가하여, 최종적으로, 이차전지용 복합전극을 제조하였다.
비교예 : 종래 전극지지체 준비
준비된 Oxy-PAN 섬유는 40~50 mm 수준의 ZOLTEK사의 Oxy-PAN multifilament를 제단하여 얻어 졌으며, SINHAN Spinning 사의 직조장비를 통해 직조물을 얻었으며 완성된 직조물을 탄화로에서 Ar 분위기하에 1000oC 온도로 탄화과정을 거친 후 직조물을 펀치홀로 뚫어 15 mm의 직경으로 전극지지체를 준비했다.
실험예 1 : 이차전지용 복합전극의 구조 분석
실시예에 따라 이차전지용 복합전극을 제조한 후, 제조한 이차전지용 복합전극의 구조를 분석하고, 그 결과를 SEM 이미지 및 TEM 이미지, XPS 스펙트럼 그래프, 및 라만 시프트 분석 그래프에 나타내었다.
구체적으로, 도 2a 내지 도 2c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극을 저배율(도 2a)에서 고배율(도 2c)로 나타낸 SEM 이미지이다.
도 3a 내지 도 3 c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)를 확인하기 위해 저배율(도 3a)에서 고배율(도 3c)로 나타낸 TEM 이미지이다.
도 4a는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분을 표시한 SEM 이미지이고, 도 4b는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분 중에 포함된 전이금속 Mo을 나타낸 EDS mapping 이미지이고, 도 4c는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 측정부분 중에 포함된 원소 S을 나타낸 EDS mapping 이미지이다.
상기 도 2a 내지 도 4b와 도 4c를 참고하면, 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)인 MoS2가 잘 복합화되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 5a는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 MoS2 중 Mo3d의 XPs 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5b는 실시예에 따른 이차전지용 복합전극 내 MoS2 중 S2p의 XPs 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프이다.
상기 도 5a 및 도 5b를 참고하면, 실시예에 따른 이차전지용 복합전극은 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)인 MoS2가 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6은 실시예에 따른 이차전지용 복합전극의 라만 시프트 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
상기 도 6을 참고하면, 실시예에 따른 이차전지용 복합전극은 전극지지체에 MoS2가 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 이차전지용 복합전극의 반쪽전지 분석
제조예에 따른 복합 전극지지체, 실시예에 따른 이차전지용 복합전극, 및 비교예에 따른 전극 지지체를 이용하여 각각 롤 프레스를 이용하여 압착하여 반쪽전지를 제작하였다.
그 다음, 상기 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및비교예로 제조한 반쪽전지를 0 ~ 3 V의 전압범위로 cut-off voltage 하에서 측정한 뒤 그 결과를 각각 도 7 내지 도 10에 나타내었다.
구체적으로, 도 7은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 비용량(specific capacity)에 대한 전압(V)을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 8은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 면적용량(Areal capacity)에 대한 전압(V)을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 9는 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 사이클 횟수(Cycle number)에 대한 비용량(specific capacity) 및 쿨롱효율(coulombic efficiency)을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 10은 제조예로 제조한 반쪽전지, 실시예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지의 사이클 횟수(Cycle number)에 대한 면적용량(Areal capacity) 및 쿨롱효율(coulombic efficiency)을 나타낸 그래프이다.
상기 도 7 내지 도 10을 참고하면, 제조예로 제조한 반쪽전지, 및 비교예로 제조한 반쪽전지에 비해 실시예로 제조한 반쪽전지에서 비용량(specific capacity) 및 면적용량(Areal capacity)이 모두 높은 것을 확인할 수 있었고, 모든 사이클에 대해서도 비용량(specific capacity) 및 면적용량(Areal capacity)이 높으며, 쿨롱효율 또한 높은 효율로 안정적으로 유지된다는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명에 따라 제조된 이차전지용 복합전극은 다공성의 전극지지체에 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 높은 표면적으로 복합화되어 있으므로, 복합전극의 부피변화를 억제시켜 이를 포함하는 이차전지의 급격한 용량 감소 현상을 완화시킬 뿐만 아니라 높은 표면적을 확보할 수 있으므로, 이를 포함하는 이차전지의 안정성과 정전용량(Capacitance)을 우수하게 확보할 수 있는 장점이 있다.

Claims (15)

  1. 탄소직물(carbon textile) 및 탄소부직포(Nonwoven carbon mat)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 다공성의 전극지지체를 준비하는 단계;
    상기 전극지지체에, 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소를 투입한후, 80~120℃의 온도로 열을 가하여 복합 전극지지체를 제조하는 단계;
    상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계; 및
    상기 탄화된 복합 전극지지체에 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체를 투입하여, 이차전지용 복합전극을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 복합전극 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소는 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물, 트룩센(truxene) 화합물, 데카사이클렌(decacyclene) 화합물, 안탄트렌(antanthrene) 화합물, 헥사벤조트리페닐렌(hexabenzotriphenylene) 화합물, 1,2,3,4,5,6,7,8-테트라-(페리-나프틸렌)-안트라센(1,2,3,4,5,6,7,8-tetra-(peri-naphthylene)-anthracene) 화합물, 다이벤즈옥타센(dibenzoctacene) 화합물, 테트라벤조헵타센(tetrabenzoheptacene) 화합물, 및 페로피렌(peropyrene) 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물인 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
    [화학식 1]

    (R1 내지 R4은 각각 독립적으로 할로겐기, 나이트릴기, 니트로기, 아민기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 C5-C14 헤테로아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
    n1 내지 n4은 각각 독립적으로 0 내지 3 이고, 및
    상기 R1 내지 R4의 치환기는 각각 독립적으로 할로젠기, 시아노기, 니트로기, C1-C8 알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것임)
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복합 전극지지체를 제조하는 단계에서,
    상기 전극지지체와 상기 다환형 탄화수소의 질량비는 1 : 10~100인 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복합 전극지지체를 탄화시키는 단계에서,
    700~1000℃의 온도로 열을 가하여 복합 전극지지체를 탄화시키는 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체는 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체, 이셀렌화몰리브덴(MoSe2) 전구체, 이황화텅스텐(WS2) 전구체, 이셀렌화텅스텐(WSe2) 전구체, 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 전구체, 및 이셀렌화주석(SnSe2) 전구체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이황화몰리브덴(MoS2) 전구체는 테트라티오몰리프데이트[ammonium tetrathiomolybdate; (NH4)2MoS4], 및 소듐 몰리브데이트(Ⅵ) 디하이드레이트[Sodium molybdate(Ⅵ) dehydrate; Na2MoO4·2H2O]로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지용 복합전극을 얻는 단계에서,
    복합 전극지지체와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide) 전구체의 질량비는 1 : 10~100인 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    이차전지용 복합전극을 얻는 단계에서,
    200~250℃의 온도로 열을 가하여 이차전지용 복합전극을 얻는 것인 이차전지용 복합전극 제조방법.
  11. 제1항의 제조방법으로 제조되고,
    탄소직물(carbon textile) 및 탄소부직포(Nonwoven carbon mat) 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 다공성의 전극지지체에,
    방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소와 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)이 복합화된 것을 특징으로 하는 이차전지용 복합전극.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방향족 고리 5개 이상을 포함하는 다환형 탄화수소는 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물, 트룩센(truxene) 화합물, 데카사이클렌(decacyclene) 화합물, 안탄트렌(antanthrene) 화합물, 헥사벤조트리페닐렌(hexabenzotriphenylene) 화합물, 1,2,3,4,5,6,7,8-테트라-(페리-나프틸렌)-안트라센(1,2,3,4,5,6,7,8-tetra-(peri-naphthylene)-anthracene) 화합물, 다이벤즈옥타센(dibenzoctacene) 화합물, 테트라벤조헵타센(tetrabenzoheptacene) 화합물, 및 페로피렌(peropyrene) 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 이차전지용 복합전극.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 헥사벤조코로넨(hexabenzocoronene) 화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물인 것인 이차전지용 복합전극.
    [화학식 1]

    (R1 내지 R4은 각각 독립적으로 할로겐기, 나이트릴기, 니트로기, 아민기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알킬기, 치환 또는 비치환의 C1-C10 알콕시기, 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 C5-C14 헤테로아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
    n1 내지 n4은 각각 독립적으로 0 내지 3 이고, 및
    상기 R1 내지 R4의 치환기는 각각 독립적으로 할로젠기, 시아노기, 니트로기, C1-C8 알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것임)
  15. 제11항에 있어서,
    상기 전이금속 디칼코게나이드(transition metal dichalcogenide)는 이황화몰리브덴(MoS2), 이셀렌화몰리브덴(MoSe2), 이황화텅스텐(WS2), 이셀렌화텅스텐(WSe2), 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2), 및 이셀렌화주석(SnSe2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 이차전지용 복합전극.
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