KR20100032059A - 전지용 전극 집전체 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 물질층을 포함하는 전지용 전극 집전체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공한다.

본 발명에서는 음극 또는 양극의 집전체 상에 반도체 물질층을 도포시킨 다음, 그 위에 전극활물질을 도포시킨 전극을 이차전지에 사용함으로써 리튬 이차전지의 과충전에 관한 전류를 제어함으로써 안전성을 향상시킬 수 있으며, 충전 전류를 줄임으로써 과충전을 막는 데 효과적이다.

반도체물질층*이차전지*집전체*안전성

Description

전지용 전극 집전체 및 이를 포함하는 이차전지{Current collectors for Batteries and Secondary Batteries comprising the same}

본 발명은 음극 또는 양극의 집전체에 반도체 물질층을 포함시켜 과충전에 따른 전류를 제어함으로써 안전성을 향상시킬 수 있는 전지용 전극 집전체, 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이차전지 등을 들 수 있다. 이 중에서, 리튬이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용 되거나, 또는 수 개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.

이러한 리튬 이차전지에 있어서 가장 큰 문제점 중의 하나는 낮은 안전성이다. 기존의 리튬 이차전지에서 안전성은 상용화가 이루어진 이후 지속적으로 제기되는 가장 중요한 이슈 중의 하나인데, 이 중 하나의 문제는 전지가 외부로부터의 가열로 인한 열충격에 노출되거나, 물리적 변형 등 다양한 환경하에 놓였을 때 전지 내부의 전해액이 분해되거나 심하게는 발화되어 폭발이 일어나서 전지의 안전성에 치명적인 문제를 일으킨다는 것이다.

이러한 발화 위험성의 원인인 과충전을 예방하고, 물리적 변형에 따른 내부 쇼트 등을 예방하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다. 그러나, 이러한 예방 수단에도 불구하고 발화를 예방하거나, 적어도 발화가 개시되었을 때 그것의 진행을 억제할 수 있는 수단이 요구된다. 발화에 따른 위험성은 특히 대용량 전지에서 더욱 심각하게 대두된다.

리튬 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. 상기 형상 중 어떤 형상을 취하더라도 이차전지는 전기를 발생시키는 전극조립체를 구성요소로 하는데, 이 전극조립체는 서로 다른 두 극판과 이들 두 극판 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진다.

상기 두 극판은 양극판과 음극판을 의미하고, 양극판 및 음극판은 각각 알루 미늄과 구리 집전체에 각 전극 활물질을 코팅하여 제조된다.

그런데, 종래의 전극 집전체는 상기한 바와 같이 알루미늄 또는 구리 같은 금속 내지 금속 합금으로만 이루어져 있어 열용량이 작다. 이에 따라, 전지를 장시간 사용하게 되거나 혹은 전지가 이상 충전될 때 전지의 급격한 온도 상승을 초래하여 전지에 악영향을 끼치게 된다. 더욱이 최근의 DMB 폰 등에서 전지의 열 발생 문제는 제품의 신뢰도에 큰 영향을 미친다.

또한, 전지의 온도 변화에 따른 팽창 및 수축이 심하여, 집전체 표면에 코팅되는 전극 활물질층이 집전체에서 박리될 위험도 내재하고 있다.

따라서, 전해액, 양극 또는 음극 활물질 등에 직접 첨가되지 않으면서 난연제의 사용에 의해 우수한 난연 효과를 발휘할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 리튬이차전지의 안전성과 관련된 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 안출된 것이다.

본 발명에서는 종래 배터리 생산공정 중 양극의 집전체에는 P형 반도체 물질층을, 음극의 집전체에는 N형 반도체 물질층을 도포함으로써 상기와 같은 이차전지의 과충전에 관한 전류를 제어함으로써 안전성을 도모하고자 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 외부의 여러 가지 환경으로 인한 리튬이차전지의 열충격을 막아 안전성을 향상시킨 리튬이차전지용 집전체를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 전극 집전체에 전극 활물질을 도포시킨 전극을 포함하는 리튬이차전지를 제공하는 데도 있다.

　　　본 발명과 같이 음극 또는 양극의 집전체 상에 반도체 물질층을 도포시킨 다음, 그 위에 전극활물질을 도포시킨 전극을 이차전지에 사용함으로써 리튬 이차전지의 과충전에 관한 전류를 제어함으로써 안전성을 향상시킬 수 있으며, 충전 전류를 줄임으로써 과충전을 막는 데 효과적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지용 전극 집전체는 반도체 물질층을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 이차전지는 상기 전극 집전체에 전극활물질을 도포시킨 전극을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 음극 또는 양극의 전극 집전체 상에 반도체 물질층을 포함하는 구조를 가진다.

즉, 상기 양극의 집전체 상에는 P형 반도체 물질을 도포시키고, 상기 음극의 집전체 상에는 N형 반도체 물질을 도포시키게 된다.

상기 양극 또는 음극의 집전체는 활물질의 전기화학적 반응을 통한 전자의 이동이 일어나는 부위로서, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 구리, 알루미늄 또는 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등일 수 있다.　

상기 양극의 집전체 상에 도포되는 P형 반도체 물질로는 규소(Si)나 게르마늄(Ge)과 같은 순수 반도체에 알루미늄(Al), 붕소(B), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불순물을 첨가하여 제조된 것이다. 또 한, 본 발명에서는 상기 반도체 물질 이외에도 카본 나노 튜브, 카본 나노 섬유 등의 탄소계 물질로 도포시키는 것도 가능하다.

또한, 상기 음극 집전체 상에 도포되는 N형 반도체 물질로는 규소(Si)나 게르마늄(Ge)과 같은 순수 반도체에 인, 비소, 및 안티몬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불순물을 첨가하여 제조된 것이다.

상기 음극 또는 양극 집전체 상에 반도체 물질층을 도포시킬 경우에는 상기 열거한 반도체 물질들을 단독으로 사용할 수도 있고, 여러가지 도전재와 혼합하여 도포시킬 수도 있다. 이때 첨가될 수 있는 도전재의 구체적인 예를 들면, 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 소재가 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 반도체 물질층의 도포는 통상적으로 알려진 도포방법이나, 증착을 이용하지만, 이는 당업자들에게 공지된 기술로서 본 발명에서 구체 설명은 생략한다.

상기와 같이 음극 또는 양극의 집전체 상에 반도체 물질층을 도포시킬 경우, 리튬 이차전지의 과충전에 따른 전류를 제어할 수 있어 안전성이 향상된다.

상기와 같은 전극의 집전체 상에 도포되는 반도체 물질층의 두께는 0.1내지 20㎛인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 양극 또는 음극 집전체 상에 반도체 물질층을 형성시킨 다음, 상기 반도체 물질층 위에 전극 활물질을 도포시켜 이차전지의 전극으로 사용한다.

상기 P형 반도체 물질층이 형성된 양극 집전체 상에는 양극 활물질, 도전재, 및 바인더를 포함하는 양극 합제를 도포시켜 사용하며, 선택적으로 점도 조절제, 충진제, 가교 촉진제, 커플링제, 접착 촉진제 등의 기타 성분들이 더 포함될 수 있다.

상기 본 발명의 양극 활물질의 구체적인 예를 들면, 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-xO₄(여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO₃, LiMn₂O₃, LiMnO₂ 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li₂CuO₂); LiV₃O₈, LiFe₃O₄, V₂O₅, Cu₂V₂O₇ 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi_1-xMxO₂(여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x =0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn_2-xM_xO₂(여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li₂Mn₃MO₈(여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된LiMn₂O₄; 디설파이드 화합물; Fe₂(MoO₄)₃ 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.　 바람직하게 상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간-코발트-니켈 산화물, 또는 이들 둘 이상의 복 합물일 수 있다.

상기 바인더는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 전극 합제 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다.　이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 도전재는 전극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 전극 합제 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다.　 이러한 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.

상기 점도 조절제는 양극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 양극 합제 전체 중량을 기준으로 0 내지 30 중량%로 첨가될 수 있다.　 이러한 점도 조절제의 예로 는, 카르복시메틸셀룰로우즈, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐알콜 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.　 경우에 따라서는, 점도 조절을 위해 N-메틸피리돈(N-methyl pyrrolidon, NMP) 등의 용매를 전극 합제 전체 중량을 기준으로 0 내지 30 중량%로 사용할 수도 있으나, 이는 중합 또는 경화의 전후에 건조시켜 음극을 제조하게 된다.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.

상기 가교 촉진제는 바인더의 가교를 촉진시키는 물질로서 바인더 중량을 기준으로 0 내지 50 중량%로 첨가할 수 있다.　이러한 가교 촉진제로서 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸아미노 프로필아민, 자일렌 디아민 및 이소포론 디아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민류; 도데실 섞시닉 안하이드리드, 및 프탈릭 안하이드리드(phthalic anhydride)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산무수물 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 폴리아미드 수지, 폴리셀파이트 수지, 페놀 수지 등이 사용될 수 있다.

상기 커플링제는 활물질과 바인더 사이의 접착력을 증가시키기 위한 물질로서, 두 개 이상의 기능성기를 가지고 있는 것을 특징으로 하며, 바인더 중량을 기준으로 0 내지 30 중량%로 첨가할 수 있다.　 하나의 기능성기는 실리콘, 주석, 또는 흑연계 활물질 표면의 히드록실기나 카르복실기와 반응하여 화학적인 결합을 형 성하고, 다른 기능성기는 본 발명에 따른 나노 복합체와의 반응을 통하여 화학결합을 형성하는 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 트리에톡시시릴프로필 테트라셀파이드(triethoxysilylpropyl tetrasulfide), 메르캡토프로필 트리에톡시실란(mercaptopropyl triethoxysilane), 아미노프로필 트리에톡시실란(aminopropyl triethoxysilane), 클로로프로필 트리에톡시실란(chloropropyl triethoxysilane), 비닐 트리에톡시실란(vinyl triethoxysilane), 메타아크릴옥시프로필 트리에톡시실란(methacryloxypropyl triethoxysilane), 글리시독시프로필 트리에톡시실란(glycidoxypropyl triethoxysilane), 이소시안아토프로필(isocyanatopropyl triethoxysilane), 시안아토프로필 트리에톡시실란(cyanatopropyl triethoxysilane) 등의 실란계 커플링제가 사용될 수 있다.

상기 접착 촉진제는 바인더 대비 10 중량% 이하로 첨가할 수 있고, 집전체에 대한 전극 활물질의 접착력을 향상시키는 재료라면 특별히 제한을 두는 것은 아니며, 예를 들어, 옥살산(oxalic acid), 아디프산(adipic acid), 포름산(formic acid), 아크릴산(acrylic acid) 유도체, 이타콘산(itaconic acid) 유도체 등을 들 수 있다.

또한, 상기 N형 반도체 물질층이 형성된 음극 집전체 상에는 음극 합제를 도포시켜 사용한다.

본 발명의 음극은 음극 활물질로서, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니고, 바람직하게는, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 실리콘계 활물질, 주석계 활물질, 및 실리콘-탄소계 활물질로 이루어진 군에서 선택되어 단독 또는 둘 이상의 조합일 수 있으며, 이외에도 음극에 포함되는 통상의 바인더, 도전재, 및 기타 첨가제를 포함할 수 있으며, 이들의 구체 예나 함량 등은 통상 첨가되는 수준이면 충분하다.

본 발명의 상기 리튬 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.　 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다.　 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포; 크라프트지 등이 사용된다.　 현재 시판중인 대표적인 예로는 셀가드 계열(Celgard^TM 2400, 2300(Hoechest Celanese Corp. 제품), 폴리프로필렌 분리막(Ube Industries Ltd. 제품 또는 Pall RAI사 제품), 폴리에틸렌 계열(Tonen 또는 Entek) 등이 있다.

경우에 따라서는, 전지의 안정성을 높이기 위하여 상기 분리막 상에 겔 폴리 머 전해질이 코팅될 수도 있다.　 이러한 겔 폴리머 중 대표적인 예로는, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.　 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.

상기 리튬염 함유 비수계 전해질은 비수 전해질과 리튬염으로 이루어져 있다.　 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 4-메틸-1,3-디옥센, 디에틸에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li₃N, LiI, Li₅NI₂, Li₃N-LiI-LiOH, LiSiO₄, LiSiO₄-LiI-LiOH, Li₂SiS₃, Li₄SiO₄, Li₄SiO₄-LiI-LiOH, Li₃PO₄-Li₂S-SiS₂ 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO₄, LiBF₄, LiB₁₀Cl₁₀, LiPF₆, LiCF₃SO₃, LiCF₃CO₂, LiAsF₆, LiSbF₆, LiAlCl₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, LiSCN, LiC(CF₃SO₂)₃, (CF₃SO₂) ₂NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.

또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다.　 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.

Claims (11)

1. 반도체 물질층을 포함하는 전지용 전극 집전체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 집전체는 음극 집전체인 것을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 집전체는 양극 집전체인 것을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 음극 집전체는 N형 반도체 물질층이 코팅됨을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
5. 제 3항에 있어서, 상기 양극 집전체는 P형 반도체 물질층이 코팅됨을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
6. 제 4항에 있어서, 상기 N형 반도체 물질은 규소(Si)나 게르마늄(Ge)과 같은 순수 반도체에 인, 비소, 및 안티몬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불순물을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
7. 제 5항에 있어서, 상기 P형 반도체 물질은 카본 나노 튜브, 및 규소(Si)나 게르마늄(Ge)과 같은 순수 반도체에 알루미늄(Al), 붕소(B), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불순물을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
8. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 물질층의 두께는 0.1 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
9. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 반도체 물질층은 도전재를 더 포함함을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
10. 제 9항에 있어서, 상기 도전재는 흑연, 카본블랙, 도전성 섬유, 금속 분말, 도전성 위스키, 도전성 금속 산화물, 및 도전성 유기 소재로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 전지용 전극 집전체.
11. 제 1항에 따른 전극집전체에 전극활물질을 도포시킨 전극을 포함하는 리튬 이차 전지.