KR102567987B1 - 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액 - Google Patents

리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액 Download PDF

Info

Publication number
KR102567987B1
KR102567987B1 KR1020200161672A KR20200161672A KR102567987B1 KR 102567987 B1 KR102567987 B1 KR 102567987B1 KR 1020200161672 A KR1020200161672 A KR 1020200161672A KR 20200161672 A KR20200161672 A KR 20200161672A KR 102567987 B1 KR102567987 B1 KR 102567987B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lithium
diallylamine
polymer
sulfur dioxide
hydrochloride
Prior art date
Application number
KR1020200161672A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220073524A (ko
Inventor
이창면
이홍기
전준미
허진영
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020200161672A priority Critical patent/KR102567987B1/ko
Publication of KR20220073524A publication Critical patent/KR20220073524A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102567987B1 publication Critical patent/KR102567987B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/42—Electroplating: Baths therefor from solutions of light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/045—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation
    • H01M4/0452—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation from solutions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명의 목적은 덴드라이트 성장을 억제할 수 있을 뿐 아니라 SEI층의 면적을 줄일 수 있는 구조로 이루어진 리튬 음극을 제공하는데 있다. 이를 위하여 소정 두께를 가지는 리튬 금속층을 포함하고, 상기 리튬 금속층은 주상정 조직을 가지며, 상기 주상정의 단면 직경이 1 마이크로미터 이상이고, 상기 리튬 금속층은 전해 도금을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 음극을 제공할 수 있다.

Description

리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액 {LITHIUM ANODE AND ELECTROLYTE FOR PREPARING LITHIUM ANODE}
본 발명은 리튬 음극과 리튬 음극을 전해도금을 통해 제조하는 전해액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SEI(Solid-Electrolyte Interphase)층의 면적을 줄이고 덴드라이트 성장을 억제할 수 있어 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 리튬 음극과, 이러한 구조를 가지는 리튬 음극을 전해도금법으로 제조할 수 있게 하는 전해액 조성물에 관한 것이다.
흑연을 기반으로 하는 음극은 사이클 수명이 우수하고 안정성과 낮은 전기 화학 반응성 등 음극에 요구되는 특성을 구비하고 있기 때문에, 현재 상용화된 리튬이온전지의 음극재로는 주로 흑연이 음극재로 사용되고 있다. 그런데 흑연 음극은 용량이 작아 충,방전 효율이 떨어지는 한계점이 있다.
리튬 금속은 현재까지 알려진 음극 물질 중에서 가장 높은 에너지 밀도를 가지며, 산화환원 전위가 매우 낮아 경량화 및 대용량화가 필요한 이차전지에 가장 적합한 소재로서의 잠재력이 크며, 이러한 이유로 리튬 금속은 차세대 전지인 리튬금속이온전지, 리튬전고체전지, 리튬-황전지, 리튬-공기전지 등에 사용이 고려되고 있는 음극 물질이다. 그런데, 리튬 금속은 그 표면에서 생성되는 덴드라이트로 인해 전극 단락을 유발하는 문제점이 있다.
한편, 리튬 음극을 위한 리튬 금속으로 이루어진 박(foil)의 경우, 하기 특허문헌과 같이, 리튬 원료로부터 1차 제련 및 정련이 이루어진 후, 잉곳으로 주조되어 기계적 압연 방법을 통해 제조되고 있다. 그런데 압연 방법을 통해서는 두께가 50㎛ 미만의 박 상태로 얻기는 어려울 뿐 아니라 두께의 균일성을 유지하기도 어렵다. 또한, 반응성이 큰 리튬 금속을 비활성 분위기 하에서 다수의 압연 공정을 통해 리튬 박을 만드는 공정 비용이 많이 들기 때문에 리튬 박의 제조비용이 높아지는 문제점도 있다.
중국공개특허공보 제109273664호
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 목적은 덴드라이트 성장을 억제할 수 있을 뿐 아니라 SEI층의 면적을 줄일 수 있는 구조로 이루어진 리튬 음극을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 구조를 가지는 리튬 음극을 전해 도금법을 사용하여 저비용으로 제조할 수 있도록 하는 전해액을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면은, 소정 두께를 가지는 리튬 금속층을 포함하고, 상기 리튬 금속층은 주상정 조직을 가지며, 상기 주상정의 평균 직경이 1 마이크로미터 이상이고, 상기 리튬 금속층은 전해 도금을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 음극을 제공하는 것이다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면은, 상기 전해 도금 공정 위한 전해액으로, 유기 용매와 상기 유기 용매에 용해된 리튬 염과 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 폴리아민계 계면활성제를 포함하는 전해액을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 리튬 음극은 평균 1 마이크로미터 이상의 직경을 갖는 비교적 굵은 주상정 구조(기둥상 구조, columnar structure)로 이루어져 있기 때문에, 주상정 간의 계면에 형성되는 SEI층의 면적을 최소화하면서, 주상정 구조가 갖는 특성에 의해 표면에서 덴드라이트가 성정하는 것을 억제하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 전해액은 형성된 리튬이 평균 1 마이크로미터 이상의 직경을 갖는 굵은 주상정 구조로 이루어진 미세조직을 가지면서 표면이 비교적 평활한 리튬 박(foil)을 저비용으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전해액을 사용한 전해 도금법에 의하면 기계적 압연법에서는 구현하기 어려운 50㎛ 이하의 두께를 갖는 리튬 박도 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전해 도금 공정에서 사용한 양극과 음극의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해 도금 공정에서 사용한 용기의 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 Li 음극의 표면 및 단면 조직 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 Li 음극의 표면 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 Li 음극의 표면 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 Li 음극의 표면 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 Li 음극의 표면 사진이다.
도 8은 비교예에 따라 제조된 Li 음극의 표면 및 단면 조직 사진이다.
도 9는 실시예 1 및 비교예에 따라 제조된 Li 음극을 이용한 사이클 시험결과를 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 리튬 음극은 소정 두께를 가지는 리튬 층을 포함하고, 상기 리튬 금속층은 주상정 조직을 가지며, 상기 주상정의 평균 직경이 1 마이크로미터 이상이고, 상기 리튬 금속층은 전해 도금을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, '주상정의 직경'은 주상정의 성장방향에 수직한 단면에서 그려지는 외접원의 직경을 의미한다.
본 발명에 있어서, 주상정 조직(columnar structure)은 리튬 금속이 전해 도금되는 기재의 표면으로부터 기둥상으로 성장한 리튬 층의 미세조직을 의미한다.
상기 주상정 조직의 애스팩트비(길이/직경)는 0.5 이상일 수 있다. 또한, 주상정 조직의 단위 주상정의 평균 직경은 1 마이크로미터 이상인 것이 바람직하고, 2 마이크로미터 이상이 더 바람직하고, 3 마이크로미터 이상이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 리튬 음극을 구성하는 리튬 금속층은 1 마이크로미터 이상의 직경을 가지는 주상정 조직으로 이루어져 SEI층의 면적을 현저하게 줄일 수 있기 때문에, SEI층에 의한 전지 효율 저하를 줄일 수 있다. 또한, 주상정 조직에서는 결정 성장 조직의 특성 상 전지 작동 과정에서 그 표면에서 덴드라이트(dendrite) 성장이 억제되는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 전해액은 전해 도금 공정을 통해 리튬 도금층을 얻기 위한 것으로, 유기 용매와 상기 유기 용매에 용해된 리튬염과 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 폴리아민계 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이중 유기 용매는 리튬염을 용해할 수 있고 전해 도금을 가능하게 하는 것이라면 특별히 제한이 없으나, 바람직하게는 에테르계 용매, 카보네이트계 용매, 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF)와 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 리튬염으로는, 예를 들어, LiFSI, LiTFSI, LiPF6, LiBF4, LiNO3, LiCl, Li2CO3, LiBOB, LiPF2O2, LiTDI, LiDFOB, LiClO4, LiASF6, LiTf, LiBETI, LiDCTA, LiPDI 및 LiFAP 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 첨가제는 음극에 석출되는 리튬이 주상정 형태로 성장하도록 하는 성분으로, 폴리아민계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는 폴리아민계 계면활성제는 디알릴아민, 디알릴아민염, 디알릴암모늄염 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물을 모노머로 하는 폴리머인 것이 바람직한데, 이러한 모노머를 포함하는 폴리머를 통해 리튬 금속층이 주상정 형상으로 성장이 이루어진다.
폴리아민계 계면활성제는 양이온성으로, 예를 들어, 디알릴아민 하이드로클로라이드 폴리머(Diallylamine hydrochloride polymer), 디알릴아민 폴리머(Diallylamine polymer), 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 폴리머(Methyldiallylamine hydrochloride polymer), 메틸디알릴아민 아미드 설페이트 폴리머(Methyldiallylamine-amide sulfate polymer), 메틸디알릴아민 아세테이트 폴리머(Methyldiallylamine acetate polymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 폴리머(Diallyldimethyl-ammonium chloride polymer), 디알릴메틸에틸-암모늄 에틸 설페이트 폴리머(Diallylmethylethyl-ammonium ethyl sulfate polymer), 디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴아민 아세테이트 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylamine acetate sulfur dioxide copolymer), 디알릴메틸에틸-암모늄 에틸 설페이트 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylmethylethyl-ammonium ethyl sulfate sulfur dioxide copolymer), 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallyldimethyl-ammonium chloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴아민 하이드로클로라이드 아크릴아미드 코폴리머(Diallylamine hydrochloride acrylamide copolymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 아크릴아미드 코폴리머(Diallyldimethyl-ammoniumchloride acrylamide copolymer), 부분 3-클로로-하이드록시프로필레이티드 디알릴아민 ㅎ하하이드로 클로라이드 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 코폴리머(Partially 3-chloro-2-hydroxypropylated-diallylamine hydrochloride diallyldimethyl-ammonium chloride copolymer) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전해 도금 공정에서 사용한 양극과 음극의 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해 도금 공정에서 사용한 용기의 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 사용한 양극은 Li 이다. 즉, 전해 도금 과정에 Li 양극이 용해되어 음극으로 석출이 이루어지는 구조이다.
음극에는 두께 18㎛의 정사각형 형상의 동박(copper foil)을 기재로 사용하였다. 동박의 전면에는 동박을 고정하는 커버가 배치되어 있고, 상기 커버를 통해 2Х2cm의 넓이의 동박만이 노출되어 기재인 동박 위에 리튬이 석출될 수 있도록 하였다. 또한, 노출되는 동박의 배면에는 전기를 통전시키기 위한 스테인리스 판을 배치하였고, 스테인리스 판의 일측에는 외부로부터 전기가 인가될 수 있도록 배선이 되어 있고, 스테인리스 판의 배면에는 음극을 고정시키기 위해 통전이 되지 않는 폴리프로필렌(PP) 또는 불소수지(PTFE)를 사용하여 셀을 제조하였다.
도금조는 50ml의 용적을 갖는 유리로 만들어진 용기를 사용하였으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 용기의 상부에는 음극과 양극을 고정할 수 있는 고정 구멍이 형성되어 있는 커버가 설치되어 있다.
도금 공정에서는 상기 불용성 양극과 음극 사이의 거리가 1 ~ 5mm의 범위 내에서 일정한 거리가 유지되도록 하였으며, 상기 도금조의 내부에는 전해액(도금액)을 교반하기 위한 마그네틱 바(미도시)가 사용되었다.
본 발명의 실시예에서는 전해액은 다음과 같은 과정을 준비하였다.
먼저, 디메틸술폭시드(DMSO) 1리터에 3mol의 LiFSi를 용해한 기본 전해액에 첨가제로 디알릴아민 히드로클로라이드 폴리머(Diallylamine hydrochloride polymer)를 첨가하였다.
이와 같이 제조한 전해액을 상술한 양극과 음극이 설치된 용기에 투입한 후, 1 ~ 5mA/㎠의 전류를 가하여 전해액 중의 리튬 이온이 음극에 석출되도록 하였다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Li 음극의 표면 및 단면 조직 사진이다. 도 3에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 전해액을 통해, 구리 음극에 석출된 Li는 주상정 조직을 가지면서 단면 조직에서 확인되는 바와 같이, 평균 수 마이크로미터의 직경을 가짐을 알 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 리튬 음극을 제조하되, 전해액은 디메톡시에탄(DME) 1리터에 3mol의 LiFSi를 용해한 기본 전해액에 첨가제로 디알릴메틸에틸-암모늄 에틸 설페이트 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylmethylethyl-ammonium ethyl sulfate sulfur dioxide copolymer)를 첨가하였다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 Li 음극의 표면 사진이다. 도 4에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 전해액을 통해, 구리 음극에 석출된 Li는 주상정 조직을 가지면서 평균 수 마이크로미터의 직경을 가짐을 알 수 있다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일하게 리튬 음극을 제조하되, 전해액은 디메톡시에탄(DME) 1리터에 2mol의 LiFSi를 용해한 기본 전해액에 첨가제로 메틸디알릴아민 아세테이트 폴리머(Methyldiallylamine acetate polymer)를 첨가하였다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 Li 음극의 표면 사진이다. 도 5에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 전해액을 통해, 구리 음극에 석출된 Li는 주상정 조직을 가지면서 평균 수 마이크로미터의 직경을 가짐을 알 수 있다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일하게 리튬 음극을 제조하되, 전해액은 디메틸술폭시드(DMSO) 1리터에 3mol의 LiNO3를 용해한 기본 전해액에 첨가제로 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 아크릴아미드 코폴리머(Diallyldimethyl-ammoniumchloride acrylamide copolymer)를 첨가하였다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 Li 음극의 표면 사진이다. 도 6에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 4에 따른 전해액을 통해, 구리 음극에 석출된 Li는 주상정 조직을 가지면서 평균 수 마이크로미터의 직경을 가짐을 알 수 있다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일하게 리튬 음극을 제조하되, 전해액은 디메톡시에탄(DME) 1리터에 3mol의 LiNO3를 용해한 기본 전해액에 첨가제로 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer) 첨가하였다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 Li 음극의 표면 사진이다. 도 7에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 5에 따른 전해액을 통해, 구리 음극에 석출된 Li는 주상정 조직을 가지면서 평균 수 마이크로미터의 직경을 가짐을 알 수 있다.
[비교예]
비교예에서는 실시예 1의 기본 전해액을 사용하여 음극인 구리 표면에 리튬 금속이 도금되도록 한 것이며, 전해액 조성을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하게 전해 도금을 수행하였다.
도 8은 비교예에 따라 제조된 Li 음극의 표면 및 단면 조직 사진이다. 도 8에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 첨가제를 첨가하지 않은 경우, 음극에 석출되는 Li 금속은 다공질 수지상 구조로 형성되어 있다.
이러한 다공질 수지상 구조로 이루어진 리튬 음극은 전지에 적용하게 되면, 수지상의 성장을 촉진하여 전지의 사이클 특성을 저하시킨다.
사이클 특성 시험
본 발명의 실시예 1에 따른 리튬 음극과, 비교예에 따른 리튬 음극의 전지특성을 비교하기 위하여, 충방전 시험을 수행 하였다. 실시예에 따라 제조된 3차원 리튬 전극을 음극과 양극에 모두 넣고 사이에 PE계 20um 두께의 분리막으로 구성된 2032 코인셀을 이용하여 대칭셀 평가를 진행하였고, 이때 충방전 시험은 5mA/cm2, 2mAh/cm2 의 조건으로 수행하였다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따라 제조된 Li 음극을 이용한 사이클 시험결과를 나타낸 것이다. 도 9에서 확인되는 것과 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 리튬 음극의 사이클 특성이 비교예에 비해 현저하게 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 도 9에는 나타내지 않았으나, 다른 실시예 들도 실시예 1과 유사한 결과를 나타내었다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 전해 도금을 통해 리튬 음극을 제조하기 위한 전해액으로서,
    유기용매와 상기 유기용매에 용해된 리튬염과 폴리아민계 계면활성제를 포함하고,
    상기 유기용매는 디메톡시에탄(DME), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
    상기 폴리아민계 계면활성제는 디알릴아민, 디알릴아민염, 디알릴암모늄염 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물을 모노머로 하는 폴리머이며,
    상기 리튬 음극은 소정 두께를 가지는 리튬 금속층을 포함하고, 상기 리튬 금속층은 주상정 조직을 가지며, 상기 주상정의 평균 직경이 1 마이크로미터 이상이고, 상기 리튬 금속층은 전해 도금을 통해 형성되는, 리튬 음극 전해도금용 전해액.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리튬염은 LiFSI, LiTFSI, LiPF6, LiBF4, LiNO3, LiCl, Li2CO3, LiBOB, LiPF2O2, LiTDI, LiDFOB, LiClO4, LiASF6, LiTf, LiBETI, LiDCTA, LiPDI, LiFAP 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 리튬 음극 전해도금용 전해액.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리아민계 계면활성제는, 디알릴아민 하이드로클로라이드 폴리머(Diallylamine hydrochloride polymer), 디알릴아민 폴리머(Diallylamine polymer), 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 폴리머(Methyldiallylamine hydrochloride polymer), 메틸디알릴아민 아미드 설페이트 폴리머(Methyldiallylamine-amide sulfate polymer), 메틸디알릴아민 아세테이트 폴리머(Methyldiallylamine acetate polymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 폴리머(Diallyldimethyl-ammonium chloride polymer), 디알릴메틸에틸-암모늄 에틸 설페이트 폴리머(Diallylmethylethyl-ammonium ethyl sulfate polymer), 디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴아민 아세테이트 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylamine acetate sulfur dioxide copolymer), 디알릴메틸에틸-암모늄 에틸 설페이트 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallylmethylethyl-ammonium ethyl sulfate sulfur dioxide copolymer), 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 설퍼 디옥사이드 코폴리머(Diallyldimethyl-ammonium chloride sulfur dioxide copolymer), 디알릴아민 하이드로클로라이드 아크릴아미드 코폴리머(Diallylamine hydrochloride acrylamide copolymer), 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 아크릴아미드 코폴리머(Diallyldimethyl-ammoniumchloride acrylamide copolymer), 부분 3-클로로-하이드록시프로필레이티드 디알릴아민 ㅎ하하이드로 클로라이드 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드 코폴리머(Partially 3-chloro-2-hydroxypropylated-diallylamine hydrochloride diallyldimethyl-ammonium chloride copolymer) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 리튬 음극 전해도금용 전해액.
KR1020200161672A 2020-11-26 2020-11-26 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액 KR102567987B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200161672A KR102567987B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200161672A KR102567987B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220073524A KR20220073524A (ko) 2022-06-03
KR102567987B1 true KR102567987B1 (ko) 2023-08-18

Family

ID=81983385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200161672A KR102567987B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102567987B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102138822B1 (ko) * 2016-08-26 2020-07-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬 금속 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
KR102043776B1 (ko) * 2017-10-31 2019-12-02 주식회사 포스코 리튬 금속 음극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220073524A (ko) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Tortuosity effects in lithium-metal host anodes
Li et al. Suppression of dendritic lithium growth in lithium metal-based batteries
EP3257099B1 (en) High salt concentration electrolytes for rechargeable lithium battery
Shang et al. A path forward for the translational development of aqueous zinc-ion batteries
US11417878B2 (en) Electrode materials in the form of lithium-based alloy and methods for manufacturing same
KR100496642B1 (ko) 단이온 전도체를 포함하는 리튬 이차전지용 복합 고분자전해질 및 그 제조 방법
EP3199667B1 (en) Method for producing silicon-plated metal plate
Martin et al. Understanding diffusion and electrochemical reduction of li+ ions in liquid lithium metal batteries
US11201324B2 (en) Production of lithium via electrodeposition
KR20180124697A (ko) 리튬금속 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬금속 이차전지
EP0443235B1 (en) Getter electrode electrochemical cell containing
EP3555947B1 (en) Lithium metal battery containing electrolyte grafted with immobilized anions
KR102325856B1 (ko) 전착유도층이 도입된 아연 금속 전극 및 아연 금속 전지
KR20040092188A (ko) 이성 모폴로지를 가지는 리튬 이차전지용 복합 고분자전해질 및 그 제조 방법
KR102567987B1 (ko) 리튬 음극 및 리튬 음극 제조용 전해액
KR20190108316A (ko) 수소 거품 형판을 이용한 다공성 전극 집전체의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전극 집전체
KR20190056839A (ko) 리튬 나이트라이드 표면 처리된 리튬 음극의 제조방법, 이에 의해 제조된 리튬 음극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
US11111590B2 (en) Lithium metal synthesis
KR101868574B1 (ko) 리튬 금속 전극재의 제조 방법
CN114927762A (zh) 氟化磺酰基电解液及其制备方法、应用和锂金属电池
KR20190034972A (ko) 무기 액체 전해질을 채용한 리튬이차전지용 분리막
EP0997543A1 (en) Nanostructure alloy anodes, process for their preparation and lithium batteries comprising said anodes
WO2017194262A1 (en) Process for producing protected lithium anodes for lithium ion batteries
KR102651780B1 (ko) 리튬 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20220059996A (ko) 고농도 이중염 기반의 전해질 및 이를 포함하는 리튬이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right