KR20140015671A - 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지로서 양극과 음극을 따로 분리할 수 있다. 전지로 전기를 생산할 때(방전) 양극이 리튬 산화물로 덮여서 산소와 리튬 이온으로 리튬산화물을 제대로 만들지 못하면 리튬산화물과 결합하고 있지 않은 다른 양극으로 교체해서 전기를 계속 생산한다. 전기를 저장할 때(충전)도 양극에 붙어 있던 리튬산화물이 산소와 분리되어 리튬 이온이 리튬 금속 음극(anode)으로 이동하고 나면 리튬산화물과 결합하고 있는 다른 양극으로 교체해서 전기를 계속 저장한다. 양극의 교체는 리튬 금속 음극 파우치 위에 양극 파우치를 로봇이 자동으로 교체하거나 롤 필름처럼 양극 필름을 리튬 금속 음극 용기 위로 지나게 하여 수행한다. 금속 공기 전지 중에 에너지 밀도가 가장 높은 리튬 공기 전지의 양극과 음극을 분리하여 음극 위 양극을 계속 바꿔 주므로 전지 성능과 안정성이 높고 수명이 길다.

Description

양극 음극 분리형 리튬 공기 전지 {Lithium air battery with separable cathode and anode }
본 발명은 전지의 양극(cathode)과 음극(anode)을 분리할 수 있어 양극을 계속 바꿔주는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지에 관한 것이다.
IBM 전지 500 (http://www.youtube.com/watch?v=RAvcb_E5ZHk)
대표적인 금속 공기 전지인 리튬 공기 전지는 양극(cathode)에서 산소를 계속 이용할 수 있어야 한다. 양극에 리튬산화물(Li2O2, Li2O)이 달라붙어 공기와 접촉할 수 없게 되면 리튬 이온이 산소와 반응하여 리튬산화물을 만들 수 없게 되어 전지 기능이 멈추게 되는 것이 기존 리튬 공기 전지의 최대 문제 중 하나다. 양극에서 산소가 확산되도록 전지를 얇게 만들면 그만큼 많은 수를 만들어야 하고 촘촘히 쌓아야 하므로 그 사이로 공기가 흐르도록 에어 콤프레서나 블로워(air compressor and blower)를 설치해야 하는 문제가 있다. 물과 반응하면 리튬은 변성되거나 불이 붙거나 폭발할 수도 있는데 이것도 최대 난제 중 하나다.
본 발명은 리튬 공기 전지의 양극에 리튬산화물이 많이 달라붙어 기능이 떨어지면 다른 양극(cathode)으로 교체하여 전지가 계속 좋은 성능을 내게 한다. 전지 숫자가 많지 않아 전지 사이 공간이 충분해서 전지 사이로 공기가 흐르게 하는 데 큰 문제가 없다. 리튬 금속 음극(anode)을 물과 산소가 통과하지 않는 파우치에 넣는다. 양극을 물이 통과하지 않고 공기만 통과하는 파우치에 넣는다. 음극파우치와 접촉하는 양극파우치에는 소량의 물이 들어 있어 만약의 사태에도 큰 폭발의 위험이 줄어든다. 양극은 가벼워서 이동하기 쉽고 로봇팔로 교체하는 일은 많은 에너지가 들지 않는다.
양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 양극(cathode)에서 리튬 산화물 때문에 리튬 이온이 산소와 반응하지 못하면 새 양극으로 교체해서 계속 방전(discharge)이 일어날 수 있게 한다. 방전하거나 충전(charge)하지 않을 때는 양극과 음극을 분리해서 따로 보관하므로 자연방전이 일어나지 않고 양극의 수용성 전해질에 있는 수분이 리튬 금속 음극으로 가지 못한다. 리튬은 소량의 물과도 반응하여 변성하거나 폭발할 수 있는데 수용성 전해질과 같이 있는 양극과 유기 전해질과 같이 있는 리튬 금속 음극이 떨어져 있으니 안전하다. 자동차 사고가 나도 방전 반응 중인 양극 외에 나머지 양극들은 따로 보관되어 있으므로 양극에서 나온 물과 리튬 금속 음극이 만나 폭발할 가능성이 낮고, 폭발할지라도 폭발규모가 작아 덜 위험하다. 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 주로 양극을 이동해서 교체하지만 이는 양극에 대해 음극을 교체하는 것으로 볼 수도 있다. 충전과 방전 때 양극이 적당히 반응하면 교체하기 때문에 양극의 수명이 오래간다.
지금보다 나은 유기 전해질(organic electrolytes), 고체전해질(solid electrolytes), 수용성 전해질(aqueous electrolytes), 양극 촉매, 양극재질을 개발하여도 양극에서 리튬 이온이 산소와 반응해서 리튬산화물을 만들어야 하는 것은 변함이 없다. 가솔린 엔진에서는 연료가 이동하여 실린더에서 산소와 만나고 사람 몸에서는 피가 이동하여 피 속 산소가 세포 속 연료와 만나듯이 금속 공기 전지에서도 뭔가가 이동해야만 한다. 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 양극(cathode)을 계속 교체하여 리튬 이온과 산소가 활발히 반응할 수 있게 함으로써 성능이 우수하고, 안정성이 높고, 수명이 길다. 방전 때 사용하는 공기로 냉각도 되므로 리튬 이온 전지보다 온도 조절에 유리하다.
GM의 플러그인 하이브리드 자동차 볼트(Volt)의 배터리 팩은 무게가 198kg인데 리튬은 4.3kg이 들어 있다. 전지만 사용하면 61~83km를 갈 수 있다. 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지 자동차는 800km 이상을 갈 수 있어 따로 가솔린 엔진이 필요 없기 때문에 차가 더 가볍고 간단해진다. 전지 성능이 몇 배면 충전도 그만큼 덜 자주 하므로 수명도 몇 배 늘어난다.
제1도는 연결단자가 옆에 있는 양극 파우치와 연결단자가 아래 있는 음극 파우치
제2도는 파우치 구멍에 로봇손가락이 연결되는 한 방법과 연결단자에 전극이 연결되는 한 방법, 연결단자가 옆에 있는 양극 파우치와 음극 파우치
제3도는 연결단자를 로봇손가락이 쥐는 한 방법과 연결단자가 위에 있는 양극 파우치, 연결단자가 아래 있은 음극 파우치
제4도는 양극 파우치와 음극 파우치 사이를 임시로 떼어놓는 한 방법
제5도는 양극 파우치를 양극 파우치 보관함에 여러 장 쌓을 때 파우치끼리 닿지 않게 하는 구멍이 많이 난 판으로 된 스페이서와 양극 파우치
제6도는 스페이서가 있는 양극 파우치와 양극 파우치를 쌓은 모습
제7도는 음극 파우치 밸브와 음극 파우치의 유기 전해질을 넣고 빼는 파이프와 양극 파우치를 양극 보관함과 음극 보관함 겸 반응기 사이에 운반하는 양극 파우치 이송장치
제8도는 음극 파우치 밸브와 밸브의 위치를 보여주는 음극 파우치 측면도
제9도는 양극 필름과 이를 감는 릴, 음극 케이스, 양극 필름 단자
제10도는 릴에 감긴 양극 필름, 음극 케이스, 양극 필름 케이스
제11도는 휴머노이드 로봇과 양극 필름 형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지
제12도는 양극 필름형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 사용하는 손전등
제13도는 양극 파우치를 옮기는 로봇과 양극 파우치 보관함 속에 든 양극파우치, 음극 파우치 위에 놓인 양극 파우치가 보이는 긴 터널형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지
제14도는 양극 파우치를 아직 올려놓지 않은 음극 파우치, 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 셔터로 닫아서 외부와 차단한 모습
제15도는 양극 파우치 스틱을 옮기는 로봇과 음극 파우치 스틱을 사용하는 터널형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지, 음극 파우치 스틱함을 셔터로 외부와 차단한 모습
제16도는 양극 파우치가 여럿 붙은 양극 파우치 스틱과 음극 파우치가 여럿 붙은 음극 파우치 스틱, 양극 파우치 스틱을 옮기는 터널 양끝의 로봇
제17도는 긴 터널형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 자동차에 설치한 모습. 터널 앞에는 공기 필터가 여럿 있고 터널 뒤에는 이물질이 들어가지 못하게 하는 필터가 있다.
제18도는 긴 터널형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지의 자동차 내부 위치
제19도는 양극 파우치를 옮기는데 필요한 로봇들 몇 가지
제20도는 양극 파우치 보관함 빈 것과 로봇
제21도는 양극 파우치 보관함에 든 양극 파우치와 로봇. 앞 열에 있는 보관함은 좌우로 이동해서 뒤 보관함에 든 양극 파우치를 꺼낼 수 있다.
제22도는 연결단자가 위에 있는 양극 파우치와 앞에서 양극 파우치를 넣고 꺼내는 로봇
제23도는 연결단자가 옆에 있는 양극 파우치와 옆에서 양극 파우치를 넣고 꺼내는 로봇
제24도는 양극 파우치 보관함과 음극 파우치 보관함 겸 반응기 배치의 예를 블럭으로 간단히 나타낸 것
제25도는 양극 파우치 보관함과 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 멀리 떼어 놓고 양극 파우치 이송장치로 연결한 예
제26도는 양극 파우치 보관함와 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 자동차 앞에 둔 예와 음극 파우치 보관함 겸 반응기는 자동차 앞에, 양극 파우치 보관함은 자동차 뒤에 둔 예를 블럭으로 간단히 나타낸 것
제27도는 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 양극 파우치 보관함 위에 둔 예와 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 셔터로 외부와 차단한 모습
제28도는 제 27도 같은 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 자동차 뒤에 설치한 예
제29도는 제 27도 예보다 음극 파우치 보관함 겸 반응기 칸을 늘리고 양극 파우치 보관함 수도 늘린 예와 이를 차 폭에 맞게 약간 줄여 자동차에 설치한 예.
제30도는 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 자동차 앞에 두고 양극 파우치 보관함을 자동차 뒤에 둔 예.
제31도는 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 자동차 앞에 두고 양극 파우치 보관함 1층 짜리를 자동차 뒤에 둔 예, 반응기에 셔터를 내려 외부와 차단한 모습
제32도는 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 자동차 앞에 두고 양극 파우치 보관함 2층 짜리를 자동차 뒤에 둔 예, 반응기에 셔터를 내려 외부와 차단한 모습
제33도는 제 31도나 제 32도에 있는 예를 자동차 크기에 맞춰 수를 조정해서 배치한 모습
제34도는 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 양극 파우치 보관함과 멀리 둔 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 자동차에 설치한 예.
양극 보관함에 양극파우치(polymer laminated case)를 보관한다. 탄소섬유로 공기와 접촉면이 많은 구조로 만든 또는 다공성 탄소로 벌집구조(honeycomb) 따위로 만든 가볍고 유연한 양극판이 수용성 전해질에 젖어 있다. 양극 파우치 윗면은 공기가 잘 통하는 막으로 되어 있다. 유리섬유막, expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE=eTeflon=Gore Tex membrane), 중합체 섬유막 등을 수분이 침투하기 어렵고 공기가 잘 통하는 막으로 사용한다. 파우치 아랫면은 리튬 이온이 잘 통과하고 물은 통과하지 않는 고체전해질막(solid electrolyte membrane)으로 되어 있다. 얇고 질기고 유연한 유리섬유막이나 세라믹 전해질((ceramic electrolytes)인 Lisicon 등을 고체전해질막으로 사용한다. 양극(cathode) 단자는 연결 단자(cathode connector)와 붙어 있다.
양극파우치를 여러 장 쌓을 때 서로 들러붙거나 변형이 생기지 않게 큰 구멍이 많은 판을 윗면의 공기 투과막(air permeable membrane )에 스페이서로 추가하거나 교체 로봇이 양극 파우치를 잡는 부분에 큰 구멍이 많은 판의 다리를 연결한다.
양극 파우치 아랫면과 접촉하는 음극 파우치 윗면은 얇고 유연하고 질긴 유리섬유나 Lisicon 따위로 만든 고체전해질막이다. 리튬 파우치 안에는 유기 전해질이 들어있다. 리튬 음극은 음극 연결단자(anode connector)와 붙어 있다.
교체 로봇이 양극 보관함에 든 양극 파우치를 날라다 음극 파우치 위에 올려놓거나 음극 파우치 위에 놓여 있는 양극 파우치를 양극 보관함에 갖다 놓는다. 로봇에는 빠르게 달리며 진동하는 자동차에서도 양극 파우치를 정확하고 빠르게 운반하는데 필요한 집게, 센서 등이 있다.
음극 파우치가 있는 반응기(reactor) 칸은 뒤나 옆이 트여 있어 공기가 잘 통과할 수 있고 교체 로봇이 양극 파우치를 옮기기 쉽다. 방전 때는 반응기에서 음극 파우치 위에 양극 파우치를 올려놓아 음극 파우치에서 리튬 이온이 양극 파우치로 간다. 충전 때는 양극 파우치에서 리튬 이온이 음극 파우치로 간다. 연결단자가 유연하여 파우치 두께가 약간 변할 때도 연결이 잘 유지된다. 리튬 파우치나 양극 파우치나 얇고 유연하고 넓다.
AIST, PolyPlus, IBM 등이 계속 리튬 공기 전지 기술을 발전시키고 있다. 양극 파우치와 접촉하는 리튬 파우치 윗면의 고체전해질막(solid electrolyte membrane)은 앞으로도 여러 가지 물질이 나올 것이다. 리튬 파우치안의 유기전해질(organic electrolytes)도 EMC, PC, EC + LiPF6, TEGDME + LiCF3SO3 등 외에도 앞으로 계속 더 나은 것이 나올 것이다. 리튬 금속 음극에 습기가 가는 것을 최대한 막는 특성을 가진 유기용매도 나올 것이다. 양극도 앞으로 다양한 물질과 구조가 나올 것이다. 그래핀(graphene)으로 감싼 실리콘 전극도 그 후보인데 그래핀이 부식(oxidation of carbon, Li2CO3)되는 걸 막을 수 있어야 한다. 망간산화물(Mn3O4,MnO2), 코발트산화물(CoO2), 백금-금(Pt-Au) 나노입자 등 더 나은 촉매(catalysts)도 나올 것이다. 기체확산막(gas diffusion layer)에 탄소분말(Super P Carbon)을 코팅한 양극 등 다양한 양극도 나올 것이다. 그래도 아주 얇고 작은 수백~수천 개의 리튬 공기 전지를 사용하는 것보다 비교적 크고 넓은 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 사용하는 것이 더 효율적이고 경제적이고 안전하다. 작은 전지가 매우 많은 수가 필요하면 제조할 때나 사용할 때 문제 있는 전지가 생길 가능성이 높다.
음극 파우치는 이 중, 삼 중으로 만들 수도 있다.
음극 파우치 안에 다시 고체전해질인 유리섬유막으로 된 내부 파우치를 둘 수 있다.
유리섬유막은 ePTFE 막 같은 것으로 덧댈 수도 있다. 이 내부 파우치 안에 리튬 음극을 두면 물로부터 더 잘 보호할 수 있을 것이다.
리튬이든 음극 파우치 바깥의 유기 전해질에 미량의 수분도 흡수하는 물질을 두어 리튬과 반응하기 전에 이 물질에 수분이 흡착되게 할 수도 있을 것이다.
양극 음극 분리형 리튬 공기 전지이기 때문에 양극 파우치와 음극 파우치가 만나는 부분에 고체전해질막의 기능을 방해하지 않는 수분 흡수막을 두었다가 주기적으로 그 막을 새것으로 교체할 수도 있다.
음극 파우치 역시 반응기에서 들어내어 옮길 수 있으므로 주기적으로 음극 파우치를 따로 모아 수분을 제거하는 처리를 해 줄 수도 있고 반응기 자체를 분리하여 한꺼번에 그 안에 있는 음극 파우치들을 처리해 줄 수도 있다.
음극 파우치에 밸브를 두어 음극 파우치의 유기 전해질을 주기적으로 교체해주어서 음극 파우치 내부의 수분을 최소화할 수도 있다.
방전할 때는 방전이 계속되면서 리튬 파우치 속의 리튬 금속판이 얇아지는 만큼 리튬 파우치가 얇아진다. 충전할 때는 양극에 있는 리튬이 계속 음극인 리튬 금속판에 추가되므로 리튬 파우치가 두꺼워 진다. 리튬 파우치는 유연하여 금속 리튬이 소모되거나 복원되는 만큼 얇아졌다 두꺼워졌다 한다.
자동창고의 선반이나 도서관의 서가처럼 음극 파우치를 놓는 반응기와 양극 파우치가 든 보관함을 더 늘릴 수 있고 이동식 선반을 설치할 수 있다. 반응기에 공기를 공급할 수 있고 양극 파우치를 옮길 수 있게 만든다.
반응기 선반은 외부와 트여있어 공기가 드나들 수 있게 한다.
양극 파우치, 음극 파우치 모두 착탈식(removable)이라 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 오래 써서 음극이나 양극이 변성되어 성능이 떨어질 경우 자동차 정비하듯이 배터리 팩을 열어서 이런 것들을 교체할 수 있다. 정기 검진하듯 주기적으로 새것으로 교체할 수도 있다.
배터리 팩에 공급하는 공기는 필터들을 통과시켜서 먼지와 수분을 최대한 줄인다. 입자크기가 큰 것부터 작은 것으로 단계적으로 필터를 통과시킬 수도 있고 실리카 겔 같은 게 포함된 수분 제거 필터를 사용하고 충전할 때 필터를 가열해서 수분을 방출시킬 수도 있다. 열교환기를 이용해서 충전 방전 때의 발열을 이용하여 필터 하나는 여과 하는 동안 나머지 하나는 수분을 제거하고 이 둘을 주기적으로 교대시킬 수도 있을 것이다. 가스 원심분리기(gas centrifuge)처럼 연속 처리 가능한 장치로 수분과 먼지를 제거하고 깨끗한 공기를 공급하는 것도 시도해 볼 수 있다. 양극 보관함과 반응기 사이, 반응기를 다층절연(multi-layer insulation)막이나, 미닫이문, 셔터, 차단판, 지퍼, 밸브 따위를 동원해 반응기 외부와 차단하면 전지를 사용하지 않을 때 습기나 산소가 들어가는 것을 최소화 할 수 있다.
충전시 발생하는 산소는 외부 충전기에 배출관도 설치해서 방출시킨다.
음극 파우치 하나에 리튬 금속 음극을 따로 2개 이상 두고, 그에 맞춰 양극 파우치에도 탄소 양극을 따로 2개 이상 둘 수 있다. 리튬 이온 배터리 팩이나 일반 리튬 공기 배터리 팩처럼 배터리 관리 회로와 프로그램으로 적당한 방전과 충전을 하여 배터리 수명을 늘리고 로봇이 양극 파우치를 교체할 때도 그에 맞게 적당히 배터리 팩을 관리한다.
음극 파우치와 양극 파우치를 각자의 보관함에 따로 보관하기도 하고 임시로 두 파우치 사이를 띄워 놓을 수도 있다.
자동창고처럼 선반에 놓인 수많은 리튬 파우치에 양극 파우치를 분배 회수하거나 원통형 주차빌딩 가운데서 로봇이 오르내리며 자동차를 분배 회수하듯 양극 파우치를 분배 회수하고 공기는 아래서 위로 자동 순환하는 전력 저장 시설을 만들 수도 있다.
승용차, 트럭, 버스, 기차, 선박, 비행기, 헬기, 우주선 등 차량에서 각각의 공간에 적합한 서가(shelf)형이나 자동창고(automated warehouse)형이나 바닥(floor)형을 사용할 수 있다. 전기 버스는 지붕이나 바닥이 넓으므로 지붕이나 바닥에 바닥형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지를 설치하기 쉽다. 승용차는 자동차 디자인에 따라 여러 가지가 가능하다. 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 에너지 밀도가 높으므로 여러 종류의 차량에 사용할 수 있고 가정, 학교, 공장 등에서도 사용할 수 있다.
양극을 교체하는 방법에 따라 양극을 넣는 용기나 음극을 넣는 용기는 파우치가 아닌 다른 것이 될 수 있다. 예를 들어 롤 필름형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 두루마리 화장지처럼 양극 필름(막, 천, 띠, 리본)을 롤에 감는다. 워드프로세서 잉크 리본 카트리지(ink ribbon cartridge)나 롤 필름 통과 비슷하게 포장할 수 있고 음극도 양극 필름이 접촉하며 지나가기 좋은 용기에 담는다. 잉크리본 카트리지의 잉크 리본이나 롤 필름의 필름은 감는 통 밖에 노출이 되지만 양극 필름은 파나비전 영화 카메라 (Panavision movie camera)의 필름통 속 필름처럼 용기 밖으로 노출되지 않게 한다. 영화필름처럼 양쪽 가장자리에 구멍(perforation)이 있어서 정확히 양극 필름 진행을 제어할 수 있다. 양극 필름에서 나온 연결단자(cathode connector)는 진행시키는 톱니바퀴를 통해서 전류를 전달하거나 필름 위아래에 접촉해서 회전하는 롤 전극을 통해 전류를 전달한다. 양극 필름이 지나가는 윗면 공기투과 막으로는 공기가 드나들고 아랫면 고체전해질막과 이에 접촉한 음극용기의 고체전해질막을 통해서는 리튬 이온이 드나든다. 방전이나 충전하지 않을 때 두 고체전해질막 사이에 차단판을 끼워서 리튬 음극을 보호한다.
탄소섬유로 얇은 천을 만들거나 그물 막을 띠처럼 만들어 다공성 탄소를 흡착시키거나 구멍이 많이 난 필름에 다공성 탄소 따위를 코팅하여 얇고 긴 양극 필름을 만든다. 양극 필름은 얇고 유연하여 두루마리 화장지처럼 감을 수 있다. 양극이 수용성 전해질에 젖은 채 음극 파우치나 용기 위에 있는 고체전해질막 위를 필요에 따라 일정한 속도로 지나거나 일정한 길이씩 시간 간격을 두고 지나게 하여 전기를 생산(방전)하거나 저장(충전)할 수 있다. 양극에 리튬산화물이 붙더라도 유연성하여 감는 데 문제가 없다. 충전 때는 방전 때와 반대 방향으로 감는다.
양극이든 음극이든 외부에 그대로 노출되면 안되기 때문에 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지의 양극과 음극은 파우치나 용기로 보호한다.
양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 다른 전지들과 마찬가지로 여러 개의 단위를 합쳐서 배터리 팩을 구성하기도 하고 한 두 단위를 사용해서 휴대용으로 만들 수도 있다. 롤 필름형 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지는 리튬 금속 음극 용기 여러 개를 만들어 그 여러 음극의 고체전해질막 위를 양극 필름이 지나가게 하여 휴머노이드 로봇(humanoid robot)이나 입는 로봇(exoskeleton power Suit)의 동력으로도 사용할 수 있다.
1. 양극단자 (cathode connector)
2. 양극 파우치 (cathode pouch)
3. 공기투과막 (air permeable memebrane)
4. 양극판 (cathode plate)
5. 고체전해질막 (solid electrolyte membrane)
6. 수용성 전해질 (aqueous electrolyte)
8. 고체전해질막 (solid electrolyte membrane)
9. 유기 전해질 (organic electrolyte)
10. 리튬 금속 음극 (lithium metal anode)
11. 음극단자 (anode connector)
12. 양극 파우치 스페이서 (cathode pouch spacer)
13. 음극 파우치 밸브 (anode pouch valve)
14. 유기 전해질 교체 파이프 (organic electrolyte replace pipe)
15. 양극 파우치 이송장치 (cathode pouch transfer system)
16. 양극 필름 (cathode film)
17. 리튬 금속 음극 용기 (lithium metal anode vessel)
18. 양극 필름 이송 바퀴 (cathode film transfer wheel)
19. 양극 필름 릴 (cathode film reel)
20. 양극 필름 단자 (cathode film connector)
21. 양극 필름 케이스 (cathode film case)
22. 공기 통로 (air pathway)
23. 음극함 셔터 (anode case shutter)
24. 양극 파우치 이송로봇 A (cathode pouch transfer robot A)
25. 양극 파우치 스틱 (cathode pouch stick)
26. 음극 파우치 스틱 (anode pouch stick)
27. 양극 파우치 이송로봇 B (cathode pouch transfer robot B)
28. 양극 파우치 이송로봇 C (cathode pouch transfer robot C)
29. 양극 파우치 이송로봇 D (cathode pouch transfer robot D)
30. 양극 파우치 보관함 (cathode pouch case)
31. 음극 파우치 보관함 겸 반응기 (anode pouch shelf and reactor)
32. 반응기 셔터 (reactor shutter)
33. 양극 파우치 이송로봇 E (cathode pouch transfer robot E)
34. 공기 필터 (air filter)
35. 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지

Claims (7)

  1. 양극은 양극 파우치나 양극 케이스에 두고 리튬 금속 음극은 음극 파우치나 음극 케이스에 따로 두어서 방전이나 충전할 때 양극과 음극을 서로 만나게 하고 음극 숫자에 비해 양극 숫자가 많아서 양극을 계속 다른 것으로 교체해 주는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  2. 청구항 1에 있어서 양극이 욕실 세라믹 타일처럼 납작한 판일 수도 있지만 영화 필름처럼 긴 띠 모양을 취할 수도 있다. 두루마리 화장지 롤에 화장지를 감아 놓듯이 또는 파나비전 영화 카메라 필름 통 속에 영화 필름을 감아 놓듯이 양극 필름을 감아 두고 리튬 금속 음극은 음극 파우치나 음극 케이스에 따로 두어서 방전이나 충전할 때 양극과 음극을 서로 만나게 하고 음극 표면적에 비해 양극 표면적이 커서 양극 필름을 일정한 속도나 주기로 계속 진행시키는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  3. 청구항 1에 있어서 리튬 금속 음극이 든 음극 파우치나 케이스의 유기 전해질을 음극 파우치나 케이스에 밸브를 설치해서 주기적으로 또는 상태에 따라 필요할 때 새것으로 갈아주거나 새것처럼 재생시켜 다시 주입해줌으로써 리튬 금속 음극을 산소와 물로부터 보호해주는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  4. 청구항 1에 있어서 방전이나 충전 때 길게 늘어 놓은 양극 보관함 속의 양극 파우치나 케이스를 길게 늘어놓은 음극 파우치나 케이스 보관함 겸 반응기의 음극 파우치 위에 계속 교체해 주는 자동차 바닥에 설치하기 적당한 긴 터널식 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  5. 청구항 1에 있어서 양극 파우치나 케이스를 여러 개 연결하여 한 번에 여러 개를 옮길 수 있는 양극 스틱으로 만들고 로봇이 양극 스틱을 음극 파우치나 케이스가 여러 개 연결된 음극 스틱 위에 올려놓아 방전이나 충전을 하고 양극 스틱이 음극 스틱보다 많아 양극 스틱을 계속 교체해 주는 자동차 바닥에 설치하기 적당한 긴 터널식 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  6. 청구항 1에 있어서 양극 파우치 보관함에 여러 장의 양극 파우치를 보관하고 자동창고 선반이나 도서관 서가처럼 생긴 음극 파우치 보관함 겸 반응기에 음극 파우치를 보관하고 방전하거나 충전할 때 로봇으로 양극 파우치를 운반해서 양극과 음극이 만나게 하며 양극 파우치가 음극 파우치보다 많아 계속 양극 파우치를 교체해 주는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
  7. 청구항 1에 있어서 양극 파우치 보관함과 음극 파우치 보관함 겸 반응기를 자동차의 앞과 뒤처럼 서로 멀리 두어 이를 연결하는 양극 파우치 이송장치를 설치하고 양극 보관함에 있는 로봇과 음극 보관함 겸 반응기에 있는 로봇이 협력해서 방전하거나 충전할 때 양극 파우치를 운반해서 양극과 음극이 만나게 하며 양극 파우치가 음극 파우치보다 많아 계속 양극 파우치를 교체해 주는 양극 음극 분리형 리튬 공기 전지.
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