KR20050030441A - Current collector for lithium-sulfur battery and lithium-sulfur battery comprising same - Google Patents

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Abstract

Provided are a current collector for a lithium-sulfur battery which inhibits the reactivity with a sulfur-based positive electrode active material, and a lithium-sulfur battery containing the current collector which is improved in discharge characteristics. The current collector comprises an aluminum foil; and an aluminum oxide coat formed on the surface of the aluminum foil. Preferably the aluminum oxide coat is formed by naturally oxidizing aluminum by using chemical or electrochemical etching method. Preferably the aluminum foil has a surface roughness to give a capacity of 10 muF/cm2 or more. Preferably a transition metal, a metal oxide or a metal sulfide is added in the pore of the aluminum foil; the transition metal is at least one selected from the group consisting of Ti, Ni, Sn, Zn, Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au and Ag; the metal oxide is at least one selected from the group consisting of TiO2, MoOx (2<x<8), MnO2 and Al2O3; and the metal sulfide is at least one selected from the group consisting of Cu2S, FeS, NiS, Ag2S and MoS2.

Description

리튬-설퍼 전지용 집전체 및 이를 포함하는 리튬-설퍼 전지{CURRENT COLLECTOR FOR LITHIUM-SULFUR BATTERY AND LITHIUM-SULFUR BATTERY COMPRISING SAME}Current collector for lithium-sulfur battery and lithium-sulfur battery comprising same TECHNICAL FIELD

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 리튬-설퍼 전지용 집전체 및 이를 포함하는 리튬-설퍼 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화 알루미늄 피막이 형성된 리튬-설퍼 전지용 집전체 및 이를 포함하는 리튬-설퍼 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a current collector for a lithium-sulfur battery and a lithium-sulfur battery including the same, and more particularly, to a current collector for a lithium-sulfur battery having an aluminum oxide film and a lithium-sulfur battery including the same.

[종래 기술][Prior art]

휴대 전자 기기의 발전으로 가볍고 고용량 전지에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키는 이차 전지로 황계 물질을 양극 활물질로 사용하는 리튬-설퍼 전지에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.With the development of portable electronic devices, there is an increasing demand for light and high capacity batteries. As a secondary battery that satisfies these requirements, development of a lithium-sulfur battery using a sulfur-based material as a cathode active material is being actively conducted.

리튬-설퍼 전지는 황-황 결합(Sulfur-Sulfur bond)을 갖는 황 계열 화합물을 양극 활물질로 사용하고, 리튬과 같은 알카리 금속, 또는 리튬 이온 등과 같은 금속 이온의 삽입/탈삽입이 일어나는 탄소계 물질을 음극 활물질로 사용하는 이차 전지이다. 환원 반응시(방전시) S-S 결합이 끊어지면서 S의 산화수가 감소하고, 산화 반응시(충전시) S의 산화수가 증가하면서 S-S 결합이 다시 형성되는 산화-환원 반응을 이용하여 전기적 에너지를 저장 및 생성한다.Lithium-sulfur battery uses a sulfur-based compound having a sulfur-sulfur bond as a positive electrode active material, and an alkali metal such as lithium, or a carbon-based material in which insertion / deintercalation of metal ions such as lithium ions occurs It is a secondary battery using as a negative electrode active material. In the reduction reaction (discharged), the SS bond is broken and the oxidation number of S decreases. In the oxidation reaction (charged), the oxidation-reduction reaction of the SS bond is formed by increasing the oxidation number of S and the electrical energy is stored and stored. Create

리튬-설퍼 전지는 양극 활물질로 황 원소, 고체 Li2Sn(n≥1), Li2S n(n≥1)가 용해된 캐쏘라이트, 유기-황 화합물 및 탄소-황 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황 계열 물질을 양극 활물질로 사용하고 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 또는 디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬과 가역적으로 화합물을 형성할 수 있는 물질, 리튬금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 음극 활물질로 사용한다.Lithium-sulfur battery is a cathode active material in the group consisting of cathode, an organic-sulfur compound and a carbon-sulfur polymer in which elemental sulfur, solid Li 2 S n (n≥1), Li 2 S n (n≥1) are dissolved At least one selected sulfur-based material is used as a positive electrode active material, a material capable of reversibly intercalating or deintercalating lithium ions, a material capable of forming a compound reversibly with lithium, and a lithium metal and a lithium alloy. A material selected from the group is used as the negative electrode active material.

리튬-설퍼 전지에서 양극은 유기 용매에 바인더와 도전재를 분산시키고, 얻어진 분산액에 상기 양극 활물질을 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 전류 집전체에 도포하고 건조하여 제조된다. 상기 전류 집전체로는 일반적으로 스테인레스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 니켈 등의 도전성 금속 포일(foil) 또는 카본-코팅된 알루미늄 집전체 등이 사용되고 있다. 이중에서 알루미늄은 비용이 저렴하여 경제적으로 리튬-설퍼 전지용 집전체로 사용될 수 있으나, 충방전시 황 계열 양극 활물질과 반응하여 심하게 손상되는 등 집전체로서의 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.In a lithium-sulfur battery, a positive electrode is prepared by dispersing a binder and a conductive material in an organic solvent, adding the positive electrode active material to the obtained dispersion, preparing a slurry, and then applying and drying the current collector. As the current collector, generally, a conductive metal foil such as stainless steel, aluminum, titanium, nickel, or a carbon-coated aluminum current collector is used. Among them, aluminum is inexpensive and can be economically used as a current collector for a lithium-sulfur battery, but there is a problem in that it does not function as a current collector, such as being severely damaged by reacting with a sulfur-based positive electrode active material during charge and discharge.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 황 계열 양극 활물질과의 반응성을 억제시키는 피막이 형성된 리튬-설퍼 전지용 집전체를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a current collector for a lithium-sulfur battery, in which a film for suppressing reactivity with a sulfur-based cathode active material is formed.

본 발명의 다른 목적은 상기 리튬-설퍼 전지용 집전체를 포함하는 방전 특성이 향상된 리튬-설퍼 전지를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium-sulfur battery with improved discharge characteristics, including the current collector for lithium-sulfur batteries.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 포일 및 상기 알루미늄 포일의 표면에 형성된 산화 알루미늄 피막을 포함하는 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a current collector for a lithium-sulfur battery comprising an aluminum foil and an aluminum oxide film formed on the surface of the aluminum foil.

본 발명은 또한 황 원소, 고체 Li2Sn(n≥1), Li2Sn(n≥1)가 용해된 캐쏘라이트, 유기-황 화합물 및 탄소-황 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황 계열 물질을 포함하는 양극(여기서 양극은 알루미늄 포일 및 상기 알루미늄 포일의 표면에 형성된 산화 알루미늄 피막을 포함하는 전류 집전체를 포함함); 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 이온과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질, 리튬 금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해액을 포함하는 리튬-설퍼 전지를 제공한다.The invention also relates to one or more selected from the group consisting of elemental sulfur, solid Li 2 S n (n ≧ 1), catholyte in which Li 2 S n (n ≧ 1) is dissolved, organo-sulfur compounds and carbon-sulfur polymers An anode comprising a sulfur-based material, the anode including a current collector comprising an aluminum foil and an aluminum oxide film formed on the surface of the aluminum foil; A negative electrode including a negative electrode active material selected from the group consisting of a material capable of reversibly intercalating lithium ions, a material capable of reacting with lithium ions to form a lithium-containing compound reversibly, and a lithium metal and a lithium alloy; And it provides a lithium-sulfur battery comprising an electrolyte solution.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 리튬-설퍼 전지용 집전체는 알루미늄 포일에 산화 알루미늄 피막이 형성되어 있는 알루미늄 포일이다. 상기 산화 알루미늄 피막은 알루미늄 집전체와 양극 활물질의 반응성을 억제할 수 있다. 상기 산화 알루미늄 피막은 화학적 또는 전기화학적 에칭하여 알루미늄을 자연 산화시킴으로써 형성될 수 있고, 화성처리를 통하여 형성될 수도 있으며, 산화 알루미늄 증착에 의하여 형성될 수도 있다. The current collector for lithium-sulfur batteries of the present invention is an aluminum foil in which an aluminum oxide film is formed on an aluminum foil. The aluminum oxide film can suppress the reactivity of the aluminum current collector and the positive electrode active material. The aluminum oxide film may be formed by naturally oxidizing aluminum by chemical or electrochemical etching, may be formed through chemical conversion treatment, or may be formed by aluminum oxide deposition.

상기 화학적 에칭은 일정 농도의 산용액에 알루미늄 포일을 침지시켜 자연 산화 시키는 방법이며, 상기 산으로는 황산, 질산, 인산 등 수소이온이 형성될 수 있는 산이면 되며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 전기화학적 에칭은 직류 또는 교류 전원을 흘려 알루미늄 표면을 산화시키는 방법이며, 상기 전류밀도는 0.1 내지 500 mA/cm2의 범위에 있는 것이 바람직하다. 전류밀도와 에칭 처리 시간을 조절하여 에칭정도를 조절할 수 있다. 즉 전류 밀도가 높으면 에칭 처리 시간을 감소시키고, 전류 밀도가 낮으면 에칭 처리 시간을 증가시켜 에칭 정도를 조절할 수 있다. 상기 에칭공정을 실시한 후 자연 산화 피막 형성 공정은 일반적으로 대기중에 알루미늄 포일을 방치하여 실시한다. 이때 방치 시간은 5분 미만이면 충분하다.The chemical etching is a method of naturally oxidizing the aluminum foil by immersing the aluminum foil in a certain concentration of acid solution, and the acid may be an acid capable of forming hydrogen ions such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and the like. Electrochemical etching is a method of oxidizing an aluminum surface by flowing a direct current or alternating current power, and the current density is preferably in the range of 0.1 to 500 mA / cm 2 . The degree of etching can be controlled by adjusting the current density and the etching process time. In other words, when the current density is high, the etching process time is reduced, and when the current density is low, the etching degree can be controlled by increasing the etching process time. After performing the etching process, the natural oxide film forming process is generally performed by leaving the aluminum foil in the air. At this time, the leaving time is sufficient to be less than 5 minutes.

상기 산화 알루미늄 피막을 형성하기 위한 화성처리 공정은 직류 또는 교류 전원을 이용하여 전류 밀도 0.2 내지 1 mA/cm2로 실시하는 것이 바람직하다. 또한 화성처리는 30초 내지 10분 실시하는 것이 바람직하다. 화성처리 전류밀도나 화성처리시간이 상기 범위보다 낮으면 바람직한 두께의 피막을 형성할 수 없고 화성처리 전류밀도나 화성처리시간이 상기 범위보다 높으면 피막이 두꺼워져 절연특성이 높아지므로 바람직하지 않다.The chemical conversion treatment for forming the aluminum oxide film is preferably performed at a current density of 0.2 to 1 mA / cm 2 using a direct current or alternating current power source. In addition, the chemical conversion treatment is preferably carried out for 30 seconds to 10 minutes. If the conversion current density or the conversion treatment time is lower than the above range, it is not preferable to form a film having a desired thickness. If the conversion current density or conversion processing time is higher than the above range, the coating becomes thick and the insulation property is high, which is not preferable.

화성처리 공정은 알루미늄 포일에 실시할 수도 있지만 에칭-자연산화에 의하여 자연 산화피막이 형성된 알루미늄 포일을 사용할 수도 있다. 화성처리 공정전 에칭-자연산화의 전처리 공정을 실시하면 표면 세정 효과와 균일성을 확보할 수 있어 바람직하다.Although the chemical conversion treatment may be performed on aluminum foil, an aluminum foil having a natural oxide film formed by etching-natural oxidation may be used. Etching-natural oxidation pretreatment before the chemical conversion treatment is preferred because it can secure the surface cleaning effect and uniformity.

본 발명의 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일은 일정 정도의 표면거칠기를 가진다. 용량으로 환산하면 10μF/cm2 이상, 바람직하게는 10 μF/cm2 내지 800 μF/cm2 범위의 용량을 가지는 표면거칠기를 가진다. 상기 범위의 표면거칠기를 가지는 경우 코팅층 간의 결착력이 강하므로 바람직하다. 알루미늄 포일의 표면거칠기가 10 μF/cm2 미만이면 활물질 도포시 결착력이 부족하다는 문제점이 있어 바람직하지 않다.The aluminum foil on which the aluminum oxide film of the present invention is formed has a degree of surface roughness. When converted to capacity and has a surface roughness having a 10μF / cm 2 or more, the capacity of preferably from 10 μF / cm 2 to 800 μF / cm 2 range. In the case of having the surface roughness in the above range is preferable because the binding force between the coating layer is strong. When the surface roughness of the aluminum foil is less than 10 μF / cm 2, there is a problem that the binding force is insufficient when the active material is applied, which is not preferable.

상기 에칭-자연산화 공정, 화성처리 공정, 또는 에칭-자연산화-화성처리 공정에 의해 산화 알루미늄 피막은 표면거칠기를 가지며 이에 의하여 기공이 형성된다. 상기 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일 집전체의 기공에 전이금속, 금속 산화물, 또는 금속 설파이드가 첨가하여 전자 전도성을 향상시킬 수 있다. 이러한 물질들은 리튬-설퍼 전지의 방전시 형성되는 고상의 리튬 설파이드가 보다 미세하게 성장할 수 있도록 하며 리튬 설파이드로의 전자 및 리튬 이온 전달이 용이하도록 한다. 화성처리 공정을 거쳐 산화 알루미늄 피막의 기공을 조절할 수 있고 조절된 기공 내부로 전이 금속, 금속 산화물 또는 금속 설파이드가 주입될 경우 안정하게 존재할 수 있어 바람직하다. By the etching-natural oxidation process, the chemical conversion treatment, or the etching-natural oxidation-chemical treatment process, the aluminum oxide film has a surface roughness, whereby pores are formed. A transition metal, a metal oxide, or a metal sulfide may be added to the pores of the aluminum foil current collector on which the aluminum oxide film is formed to improve electronic conductivity. These materials allow the solid lithium sulfide formed during the discharge of the lithium-sulfur cell to grow more finely and facilitate the transfer of electrons and lithium ions to the lithium sulfide. It is preferable to control the pores of the aluminum oxide film through the chemical conversion process and stably exist when the transition metal, metal oxide or metal sulfide is injected into the controlled pores.

상기 전이금속의 바람직한 예로는 Ti, Ni, Sn. Zn. Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, Ag 등이 있고, 이들 중 Ni, Ti, Mo, 이들의 혼합물 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 금속 산화물의 바람직한 예로는 TiO2, MoOx(2<x<8), MnO 2, Al2O3, 이들의 혼합물 등이 있고, 상기 금속 설파이드로는 Cu2S, FeS, NiS, Ag2S, MoS2, 이들의 혼합물 등이 있다.Preferred examples of the transition metal include Ti, Ni, Sn. Zn. Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, Ag, and the like, among which Ni, Ti, Mo, mixtures thereof, and the like can be preferably used. Preferred examples of the metal oxide include TiO 2 , MoO x (2 <x <8), MnO 2 , Al 2 O 3 , mixtures thereof, and the like, and the metal sulfide may be Cu 2 S, FeS, NiS, Ag 2. S, MoS 2 , mixtures thereof, and the like.

상기 산화 알루미늄 피막은 1nm 내지 5㎛, 바람직하게는 20nm 내지 100nm의 두께로 형성된다. 상기 산화 알루미늄 피막의 두께가 1nm 미만이면 산화 알루미늄 피막 형성의 효과가 거의 없으며, 5㎛를 초과할 경우에는 전자전달이 용이하지 않아 바람직하지 않다.The aluminum oxide film is formed to a thickness of 1nm to 5㎛, preferably 20nm to 100nm. If the thickness of the aluminum oxide film is less than 1 nm, there is almost no effect of forming the aluminum oxide film, and if it exceeds 5 µm, electron transfer is not easy, which is not preferable.

본 발명에서 산화 알루미늄 피막은 break down 전압이 1V 이상이다. Break down 전압은 산화 피막이 파괴되는 전압으로 이 전압이 1V 미만으로 낮으면 충방전 과정 중 알루미늄 표면의 산화막이 파괴되어 알루미늄과 폴리 설파이드가 반응하여 전지 특성이 저하되는 문제점이 있다.In the present invention, the aluminum oxide film has a breakdown voltage of 1 V or more. The break down voltage is a voltage at which the oxide film is destroyed. If the voltage is lower than 1V, the oxide film on the surface of the aluminum is destroyed during the charge and discharge process.

본 발명은 상기와 같이 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일 집전체에 양극 활물질 슬러리를 도포하여 제조되는 양극을 포함하는 리튬-설퍼 전지를 제공한다. 본 발명에 따른 리튬 설퍼 전지(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 양극(3), 음극(4), 및 상기 양극(3)과 음극(4) 사이에 위치한 세퍼레이터를 포함하는 전지 캔(5)을 포함한다. 상기 양극(3)과 음극(4) 사이에 유기 양이온을 포함하는 솔트 전해액을 주입한다. 상기 황 원소(elemental sulfur, S8), Li2Sn(n≥1), Li2Sn(n≥1)가 용해된 캐쏘라이트, 유기 황 화합물, 및 탄소-황 폴리머((C2 Sx)n: x= 2.5 내지 50, n≥2)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The present invention provides a lithium-sulfur battery including a positive electrode prepared by applying a positive electrode active material slurry to an aluminum foil current collector having an aluminum oxide film formed as described above. The lithium sulfur battery 1 according to the present invention includes a battery can 5 including a positive electrode 3, a negative electrode 4, and a separator positioned between the positive electrode 3 and the negative electrode 4 as shown in FIG. 1. ). A salt electrolyte containing an organic cation is injected between the anode 3 and the cathode 4. Cathorite, organic sulfur compound, and carbon-sulfur polymer ((C 2 S) in which the elemental sulfur (S 8 ), Li 2 S n (n ≧ 1), Li 2 S n (n ≧ 1) is dissolved x ) n : it can be used selected from the group consisting of x = 2.5 to 50, n≥2).

본 발명의 양극은 또한 고분자, 무기물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 코팅층을 더욱 포함할 수도 있다.The anode of the present invention may also further comprise a coating layer composed of a polymer, an inorganic substance or a mixture thereof.

상기 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알콜-코-비닐 아세테이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-코-에틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리 비닐 클로라이드-코-비닐 아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 스티렌, 설포네이티드 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 트리블록 코폴리머, 폴리에틸렌 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The polymers are polyvinylidene fluoride, copolymers of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly (vinyl acetate), poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate), poly (methylmetha) Acrylate-co-ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl chloride-co-vinyl acetate, polyvinyl alcohol, poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), cellulose acetate, polyvinylpyrroly Don, polyacrylate, polymethacrylate, polyolefin, polyurethane, polyvinyl ether, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene styrene, sulfonated styrene / ethylene-butylene / styrene Triblock copolymers, polyethylene oxides and mixtures thereof can be used.

상기 무기물로는 콜로이달 실리카, 비정질 실리카, 표면 처리된 실리카, 콜로이달 알루미나, 비정질 알루미나, 도전성 카본, 틴 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 바나듐 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The inorganic material may be selected from the group consisting of colloidal silica, amorphous silica, surface treated silica, colloidal alumina, amorphous alumina, conductive carbon, tin oxide, titanium oxide, vanadium oxide, and mixtures thereof.

상기 양극을 포함하는 리튬-설퍼 전지에서 음극으로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 또는 디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 이온과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질, 리튬 금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 음극 활물질을 포함한다.In the lithium-sulfur battery including the positive electrode, as a negative electrode, a material capable of reversibly intercalating or deintercalating lithium ions, a material capable of reacting with lithium ions to reversibly form a lithium-containing compound, and lithium metal And a negative electrode active material selected from the group consisting of lithium alloys.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소 물질로서, 리튬 이온 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 또한, 상기 리튬 이온과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질의 대표적인 예로는 산화 주석(SnO2), 티타늄 나이트레이트, 실리콘(Si) 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 리튬 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating / deintercalating the lithium ions, any carbon-based negative electrode active material generally used in a lithium ion secondary battery may be used, and representative examples thereof include crystalline carbon. , Amorphous carbon or these can be used together. In addition, a representative example of a material capable of reacting with lithium ions to reversibly form a lithium-containing compound may include, but is not limited to, tin oxide (SnO 2 ), titanium nitrate, silicon (Si), and the like. As the lithium alloy, an alloy of a metal selected from the group consisting of lithium and Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, and Sn may be used.

리튬 금속 표면에 무기질 보호막(protective layer), 유기질 보호막 또는 이들이 적층된 물질도 음극으로 사용될 수 있다. 상기 무기질 보호막으로는 Mg, Al, B, C, Sn, Pb, Cd, Si, In, Ga, 리튬 실리케이트, 리튬 보레이트, 리튬 포스페이트, 리튬 포스포르나이트라이드, 리튬 실리코설파이드, 리튬 보로설파이드, 리튬 알루미노설파이드 및 리튬 포스포설파이드로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 이루어진다. 상기 유기질 보호막으로는 폴리(p-페닐렌), 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌 비닐렌), 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(2,5-에틸렌 비닐렌), 아세틸렌, 폴리(페리나프탈렌), 폴리아센, 및 폴리(나프탈렌-2,6-디일)로 이루어진 군에서 선택되는 도전성을 가지는 모노머, 올리고머 또는 고분자로 이루어진다. An inorganic protective layer, an organic protective layer, or a material in which these layers are stacked on a lithium metal surface may also be used as a cathode. As the inorganic protective film, Mg, Al, B, C, Sn, Pb, Cd, Si, In, Ga, lithium silicate, lithium borate, lithium phosphate, lithium phosphoride nitride, lithium silicosulfide, lithium borosulfide, lithium aluminium It consists of a material selected from the group consisting of nosulfide and lithium phosphosulfide. The organic protective film is poly (p-phenylene), polyacetylene, poly (p-phenylene vinylene), polyaniline, polypyrrole, polythiophene, poly (2,5-ethylene vinylene), acetylene, poly (ferry) Naphthalene), polyacene, and poly (naphthalene-2,6-diyl), and a monomer, oligomer or polymer having conductivity selected from the group consisting of.

또한, 리튬-설퍼 전지를 충방전하는 과정에서, 양극 활물질로 사용되는 황이 비활성 물질로 변화되어, 리튬 음극 표면에 부착될 수 있다. 이와 같이 비활성 황(inactive sulfur)은 황이 여러 가지 전기화학적 또는 화학적 반응을 거쳐 양극의 전기화학 반응에 더 이상 참여할 수 없는 상태의 황을 말하며, 리튬 음극 표면에 형성된 비활성 황은 리튬 음극의 보호막(protective layer)으로서 역할을 하는 장점도 있다. 따라서, 리튬 금속 위에 형성된 비활성 황, 예를 들어 리튬 설파이드를 보호막으로 포함하는 리튬 금속이 음극으로 사용될 수도 있다.In addition, in the process of charging and discharging the lithium-sulfur battery, sulfur used as the positive electrode active material may be changed into an inert material and adhered to the surface of the lithium negative electrode. As described above, inactive sulfur refers to sulfur in which sulfur is no longer able to participate in the electrochemical reaction of the anode through various electrochemical or chemical reactions, and the inactive sulfur formed on the surface of the lithium anode is a protective layer of the lithium cathode. It also has the advantage of acting as). Therefore, inert sulfur formed on the lithium metal, for example, lithium metal including lithium sulfide as a protective film may be used as the negative electrode.

본 발명의 리튬-설퍼 전지의 전해액으로는 전해염과 유기 용매를 포함하는 것을 사용할 수 있다.As electrolyte solution of the lithium-sulfur battery of this invention, the thing containing an electrolyte salt and an organic solvent can be used.

상기 유기 용매로는 단일 용매를 사용할 수도 있고 2이상의 혼합 유기용매를 사용할 수도 있다. 2이상의 혼합 유기 용매를 사용하는 경우 약한 극성 용매 그룹, 강한 극성 용매 그룹, 및 리튬 메탈 보호용매 그룹 중 두 개 이상의 그룹에서 하나 이상의 용매를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.As the organic solvent, a single solvent may be used, or two or more mixed organic solvents may be used. When using two or more mixed organic solvents, it is preferable to select one or more solvents from two or more groups among the weak polar solvent group, the strong polar solvent group, and the lithium metal protective solvent group.

약한 극성 용매는 아릴 화합물, 바이사이클릭 에테르, 비환형 카보네이트 중에서 황 원소를 용해시킬 수 있는 유전 상수가 15보다 작은 용매로 정의되고, 강한 극성 용매는 비사이클릭 카보네이트, 설폭사이드 화합물, 락톤 화합물, 케톤 화합물, 에스테르 화합물, 설페이트 화합물, 설파이트 화합물 중에서 리튬 폴리설파이드를 용해시킬 수 있는 유전 상수가 15보다 큰 용매로 정의되며, 리튬 보호 용매는 포화된 에테르 화합물, 불포화된 에테르 화합물, N, O, S 또는 이들의 조합이 포함된 헤테로 고리 화합물과 같은 리튬금속에 안정한 SEI(Solid Electrolyte Interface) 필름을 형성하는 충방전 사이클 효율(cycle efficiency)이 50% 이상인 용매로 정의된다. Weak polar solvents are defined as those having a dielectric constant of less than 15 that can dissolve elemental sulfur among aryl compounds, bicyclic ethers, and acyclic carbonates; strong polar solvents include acyclic carbonates, sulfoxide compounds, lactone compounds, Among ketone compounds, ester compounds, sulfate compounds, and sulfite compounds, a dielectric constant capable of dissolving lithium polysulfide is defined as greater than 15, and lithium protective solvents are saturated ether compounds, unsaturated ether compounds, N, O, It is defined as a solvent having a charge and discharge cycle efficiency (cycle efficiency) of 50% or more to form a SEI (Solid Electrolyte Interface) film stable on a lithium metal, such as a heterocyclic compound containing S or a combination thereof.

약한 극성 용매의 구체적인 예로는 자일렌(xylene), 디메톡시에탄, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 톨루엔, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디글라임, 테트라글라임 등이 있다.  Specific examples of weak polar solvents include xylene, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, toluene, dimethyl ether, diethyl ether, diglyme, tetraglyme and the like.

강한 극성 용매의 구체적인 예로는 헥사메틸 포스포릭 트리아마이드(hexamethyl phosphoric triamide), 감마-부티로락톤, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, N-메틸피롤리돈, 3-메틸-2-옥사졸리돈, 디메틸 포름아마이드, 설포란, 디메틸 아세트아마이드, 디메틸 설폭사이드, 디메틸 설페이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디메틸 설파이트, 또는 에틸렌 글리콜 설파이트 등을 들 수 있다. Specific examples of strong polar solvents include hexamethyl phosphoric triamide, gamma-butyrolactone, acetonitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, 3-methyl-2-oxazolidone , Dimethyl formamide, sulfolane, dimethyl acetamide, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfate, ethylene glycol diacetate, dimethyl sulfite, or ethylene glycol sulfite.

리튬 보호용매의 구체적인 예로는 테트라하이드로 퓨란, 에틸렌 옥사이드, 디옥솔란, 3,5-디메틸 이속사졸, 2,5-디메틸 퓨란, 퓨란, 2-메틸 퓨란, 1,4-옥산, 4-메틸디옥솔란 등이 있다.Specific examples of the lithium protective solvent include tetrahydrofuran, ethylene oxide, dioxolane, 3,5-dimethyl isoxazole, 2,5-dimethyl furan, furan, 2-methyl furan, 1,4-oxane, 4-methyldioxolane Etc.

상기 전해염인 리튬염으로는 리튬 트리플루오로메탄설폰이미드(lithium trifluoromethansulfonimide), 리튬 트리플레이트(lithium triflate), 리튬 퍼클로레이트(lithium perclorate), LiPF6, LiBF4 또는 테트라알킬암모늄, 예를 들어 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트, 또는 상온에서 액상인 염, 예를 들어 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스-(퍼플루오로에틸 설포닐) 이미드와 같은 이미다졸리움 염 등을 하나 이상 사용할 수 있다.The electrolytic salt lithium salt is lithium trifluoromethansulfonimide (lithium trifluoromethansulfonimide), lithium triflate (lithium triflate), lithium perchlorate (lithium perclorate), LiPF 6 , LiBF 4 or tetraalkylammonium, for example tetra One or more butylammonium tetrafluoroborate, or liquid salts at room temperature, such as imidazolium salts such as 1-ethyl-3-methylimidazolium bis- (perfluoroethyl sulfonyl) imide and the like Can be.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only one preferred embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

알루미늄 포일을 5% 황산용액에 2 분동안 침지하여 표면을 에칭한 다음 대기중에서 5분 동안 방치하여 10nm 두께의 자연 산화 알루미늄 피막이 형성된 전류 집전체를 제조하였다.The aluminum foil was immersed in 5% sulfuric acid solution for 2 minutes to etch the surface, and then left in the air for 5 minutes to prepare a current collector having a natural aluminum oxide film having a thickness of 10 nm.

황 원소(S8) 분말 60 중량%, 탄소 도전재 20 중량% 및 폴리비닐피롤리돈 바인더 20 중량%를 이소프로필알콜 용매에서 혼합하여 슬러리가 완전히 섞일 때까지 교반하였다.60% by weight of elemental sulfur (S 8 ) powder, 20% by weight of carbon conductive material and 20% by weight of polyvinylpyrrolidone binder were mixed in an isopropyl alcohol solvent and stirred until the slurry was thoroughly mixed.

잘 혼합된 슬러리를 상기 전류 집전체에 코팅하였다. 코팅된 집전체를 상온에서 2시간 이상 건조한 후, 다시 50℃에서 12시간 이상 건조하여 리튬-설퍼 전지용 양극을 제조하였다.The well mixed slurry was coated on the current collector. The coated current collector was dried at room temperature for at least 2 hours, and then dried at 50 ° C. for at least 12 hours to prepare a positive electrode for a lithium-sulfur battery.

규격에 맞게 절단된 파우치의 안쪽에 탭이 용접된 상기 양극을 놓고, 이 양극 위에 세퍼레이터를 덮은 다음, 상기 세퍼레이터 위에 탭이 부착된 리튬 포일을 덮고, 상기 파우치를 전해액 주입구만 남기고 실링하였다. 이 파우치에 1M LiN(SO2CF3)2 이 용해된 디메톡시에탄/1.3-디옥솔란(80/20) 전해액을 적당량 주입하였다. 남은 파우치의 한면을 진공 실링하여 리튬-설퍼 파우치 전지를 제조하였다.The tab-welded anode was placed inside the pouch cut to specifications, and the separator was covered on the anode, and then the lithium foil with the tab was covered on the separator, and the pouch was sealed, leaving only the electrolyte injection hole. An appropriate amount of dimethoxyethane / 1.3-dioxolane (80/20) electrolyte in which 1M LiN (SO 2 CF 3 ) 2 was dissolved was injected into the pouch. One side of the remaining pouch was vacuum sealed to prepare a lithium-sulfur pouch battery.

(실시예 2)(Example 2)

알루미늄 포일을 5% 황산용액에 2 분동안 침지하여 표면을 에칭한 다음 대기중에서 5분 동안 방치하여 10nm 두께의 자연 산화 알루미늄 피막이 형성하였다. 그런 다음 5% 황산 용액에서 교류 0.2A/cm2으로 5분간 화성처리하여 50nm 두께의 산화 알루미늄 피막이 형성된 전류 집전체를 제조하였다.The aluminum foil was immersed in 5% sulfuric acid solution for 2 minutes to etch the surface, and then left in the air for 5 minutes to form a 10 nm thick natural aluminum oxide film. Then, a current collector was formed by forming an aluminum oxide film having a thickness of 50 nm by chemical conversion treatment at 0.2% AC / cm 2 for 5 minutes in a 5% sulfuric acid solution.

상기 전류 집전체를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬-설퍼 파우치전지를 제조하였다 A lithium-sulfur pouch battery was manufactured in the same manner as in Example 1 using the current collector.

(실시예 3)(Example 3)

알루미늄 포일을 5% 황산용액에 2 분동안 침지하여 표면을 에칭한 다음 대기중에서 5분 동안 방치하여 10nm 두께의 자연 산화 알루미늄 피막이 형성하였다. 그런 다음 5% 황산 용액에서 교류 0.2A/cm2으로 5분간 화성처리하여 50nm 두께의 산화 알루미늄 피막을 형성하였다. 산화알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일을 Ni이 포함된 산성용액에 담지하였다. 알루미늄 포일을 음극으로 하여 0.2A/cm2의 전원을 인가하여 산화 알루미늄 피막의 기공으로 전이금속이 함침되도록 하여 전류 집전체를 제조하였다.The aluminum foil was immersed in 5% sulfuric acid solution for 2 minutes to etch the surface, and then left in the air for 5 minutes to form a 10 nm thick natural aluminum oxide film. Then, a 5 nm sulfuric acid solution was converted to 0.2 A / cm 2 for 5 minutes to form an aluminum oxide film having a thickness of 50 nm. The aluminum foil on which the aluminum oxide film was formed was supported on an acid solution containing Ni. A current collector was manufactured by applying a 0.2 A / cm 2 power source using the aluminum foil as a cathode to impregnate the transition metal with pores of the aluminum oxide film.

상기 전류 집전체를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬-설퍼 파우치전지를 제조하였다. A lithium-sulfur pouch battery was manufactured in the same manner as in Example 1 using the current collector.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

산화 알루미늄 피막이 형성되지 않은 알루미늄 포일을 양극의 전류 집전체로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬-설퍼 파우치 전지를 제조하였다.A lithium-sulfur pouch battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that an aluminum foil, on which an aluminum oxide film was not formed, was used as a current collector for the positive electrode.

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 전지를 0.4mA/cm2, 1.5V cut off 전압에서 방전하여 방전특성을 평가하여 도 2에 기재하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 실시예 1과 2의 전지가 비교예 1에 비하여 우수한 황이용률을 나타내었다.The batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were discharged at a voltage of 0.4 mA / cm 2 and 1.5 V cut off to evaluate discharge characteristics, and are described in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the batteries of Examples 1 and 2 showed excellent sulfur utilization as compared to Comparative Example 1.

리튬-설퍼 전지의 양극용 집전체로 사용되고 있는 알루미늄 포일에 산화 알루미늄 피막을 형성하여 리튬-설퍼 전지의 방전 성능을 크게 향상시킬 수 있다.The aluminum oxide film is formed on the aluminum foil used as the positive electrode current collector of the lithium-sulfur battery, and the discharge performance of the lithium-sulfur battery can be greatly improved.

도 1은 리튬-설퍼 전지의 사시도이다.1 is a perspective view of a lithium-sulfur battery.

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 전지의 방전특성을 보인 도면이다.2 is a view showing the discharge characteristics of the battery according to Examples 1, 2 and Comparative Example 1 according to the present invention.

Claims (21)

알루미늄 포일 및 상기 알루미늄 포일의 표면에 형성된 산화 알루미늄 피막을 포함하는 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체.A current collector for a lithium-sulfur battery, comprising an aluminum foil and an aluminum oxide film formed on a surface of the aluminum foil. 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 화학적 또는 전기화학적 에칭하여 알루미늄을 자연 산화시킴으로써 형성되는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체.The current collector of claim 1, wherein the aluminum oxide film is formed by natural oxidation of aluminum by chemical or electrochemical etching. 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 화성처리를 통하여 형성되는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체.The current collector of claim 1, wherein the aluminum oxide film is formed through a chemical conversion treatment. 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일은 10μF/cm2 이상의 용량을 가지도록 표면거칠기를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체.The current collector of claim 1, wherein the aluminum foil on which the aluminum oxide film is formed has a surface roughness to have a capacity of 10 µF / cm 2 or more. 제4항에 있어서, 상기 표면거칠기가 형성된 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일은 기공에 전이금속, 금속 산화물, 또는 금속 설파이드가 첨가되어 있는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체.The current collector for a lithium-sulfur battery according to claim 4, wherein the aluminum foil having the surface roughness formed aluminum oxide film has a transition metal, metal oxide, or metal sulfide added to pores. 제5항에 있어서, 상기 전이금속은 Ti, Ni, Sn. Zn. Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, 및 Ag로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, 상기 금속 산화물은 TiO2, MoOx(2<x<8), MnO2, 및 Al2O3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, 상기 금속 설파이드는 Cu2S, FeS, NiS, Ag2S, 및 MoS2 으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 리튬-설퍼 전지용 집전체.The method of claim 5, wherein the transition metal is Ti, Ni, Sn. Zn. At least one selected from the group consisting of Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, and Ag, the metal oxide is TiO 2 , MoO x (2 <x <8), MnO 2 , And at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , and the metal sulfide is at least one selected from the group consisting of Cu 2 S, FeS, NiS, Ag 2 S, and MoS 2 . 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 1nm 내지 5㎛의 두께를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체. The current collector of claim 1, wherein the aluminum oxide film has a thickness of 1 nm to 5 μm. 제7항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 20nm 내지 100nm의 두께를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체. 8. The current collector of claim 7, wherein the aluminum oxide film has a thickness of 20 nm to 100 nm. 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막의 break down 전압이 1V 이상인 리튬-설퍼 전지용 전류 집전체. The current collector for a lithium-sulfur battery according to claim 1, wherein the breakdown voltage of the aluminum oxide film is 1 V or more. 황 원소, 고체 Li2Sn(n≥1), Li2Sn(n≥1)가 용해된 캐쏘라이트, 유기-황 화합물 및 탄소-황 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 황 계열 물질을 포함하는 양극(여기서 양극은 알루미늄 포일 및 상기 알루미늄 포일의 표면에 형성된 산화 알루미늄 피막을 포함하는 전류 집전체를 포함함);At least one sulfur-based material selected from the group consisting of elemental sulfur, solid Li 2 S n (n ≧ 1), catholyte in which Li 2 S n (n ≧ 1) is dissolved, an organo-sulfur compound and a carbon-sulfur polymer An anode comprising a current collector comprising an aluminum foil and an aluminum oxide film formed on a surface of the aluminum foil; 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 이온과 반응하여 가역적으로 리튬 함유 화합물을 형성할 수 있는 물질, 리튬 금속 및 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및A negative electrode including a negative electrode active material selected from the group consisting of a material capable of reversibly intercalating lithium ions, a material capable of reacting with lithium ions to form a lithium-containing compound reversibly, and a lithium metal and a lithium alloy; And 전해액Electrolyte 을 포함하는 리튬-설퍼 전지.Lithium-sulfur battery comprising a. 제10항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 화학 또는 전기화학적 에칭하여 알루미늄을 자연 산화시킴으로써 형성되는 것인 리튬-설퍼 전지.The lithium-sulfur battery of claim 10, wherein the aluminum oxide film is formed by natural oxidation of aluminum by chemical or electrochemical etching. 제10항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 화성처리를 통하여 형성되는 것인 리튬-설퍼 전지.The lithium-sulfur battery of claim 10, wherein the aluminum oxide film is formed through a chemical conversion treatment. 제10항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일은 10μF/cm2 이상의 용량을 가지도록 표면거칠기를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지.The lithium-sulfur battery of claim 10, wherein the aluminum foil on which the aluminum oxide film is formed has a surface roughness to have a capacity of 10 μF / cm 2 or more. 제13항에 있어서, 상기 표면거칠기가 형성된 산화 알루미늄 피막이 형성된 알루미늄 포일은 기공에 전이금속, 전이금속 산화물, 또는 금속 설파이드가 첨가되어 있는 것인 리튬-설퍼 전지.The lithium-sulfur battery of claim 13, wherein the aluminum foil having the surface roughness-formed aluminum oxide film is formed by adding transition metal, transition metal oxide, or metal sulfide to pores. 제14항에 있어서, 상기 전이금속은 Ti, Ni, Sn. Zn. Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, 및 Ag로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, 상기 금속 산화물은 TiO2, MoOx(2<x<8), MnO2, 및 Al2O3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, 상기 금속 설파이드는 Cu2S, FeS, NiS, Ag2S, 및 MoS2 으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 리튬-설퍼 전지.The method of claim 14, wherein the transition metal is Ti, Ni, Sn. Zn. At least one selected from the group consisting of Cu, Mo, Mn, Fe, V, Co, W, Cd, Au, and Ag, the metal oxide is TiO 2 , MoO x (2 <x <8), MnO 2 , And at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , and the metal sulfide is at least one selected from the group consisting of Cu 2 S, FeS, NiS, Ag 2 S, and MoS 2 . 제10항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 1nm 내지 5㎛의 두께를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지. The lithium-sulfur battery of claim 10, wherein the aluminum oxide film has a thickness of 1 nm to 5 μm. 제16항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막은 20nm 내지 100nm의 두께를 가지는 것인 리튬-설퍼 전지. The lithium-sulfur battery of claim 16, wherein the aluminum oxide film has a thickness of 20 nm to 100 nm. 제10항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 피막의 break down 전압이 1V 이상인 리튬-설퍼 전지. The lithium-sulfur battery according to claim 10, wherein the breakdown voltage of the aluminum oxide film is 1 V or more. 제10항에 있어서, 상기 양극은 고분자, 무기물 또는 그 혼합물로 이루어진 코팅층을 더욱 포함하는 것인 리튬-설퍼 전지.The lithium-sulfur battery of claim 10, wherein the positive electrode further comprises a coating layer made of a polymer, an inorganic material, or a mixture thereof. 제19항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알콜-코-비닐 아세테이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-코-에틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리 비닐 클로라이드-코-비닐 아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 에테르, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 스티렌, 설포네이티드 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 트리블록 코폴리머, 폴리에틸렌 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬-설퍼 전지.The method of claim 19, wherein the polymer is polyvinylidene fluoride, copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, poly (vinyl acetate), poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate ), Poly (methylmethacrylate-co-ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl chloride-co-vinyl acetate, polyvinyl alcohol, poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), cellulose Acetate, polyvinylpyrrolidone, polyacrylate, polymethacrylate, polyolefin, polyurethane, polyvinyl ether, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene styrene, sulfonated styrene / Lithium-sulfur former selected from the group consisting of ethylene-butylene / styrene triblock copolymers, polyethylene oxides and mixtures thereof . 제19항에 있어서, 상기 무기물은 콜로이달 실리카, 비정질 실리카, 표면 처리된 실리카, 콜로이달 알루미나, 비정질 알루미나, 도전성 카본, 틴 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 바나듐 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬-설퍼 전지.The method of claim 19, wherein the inorganic material is selected from the group consisting of colloidal silica, amorphous silica, surface treated silica, colloidal alumina, amorphous alumina, conductive carbon, tin oxide, titanium oxide, vanadium oxide, and mixtures thereof. Phosphorus lithium-sulfur battery.
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