KR20140076473A - Electrochemical device - Google Patents

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KR20140076473A KR1020130098135A KR20130098135A KR20140076473A KR 20140076473 A KR20140076473 A KR 20140076473A KR 1020130098135 A KR1020130098135 A KR 1020130098135A KR 20130098135 A KR20130098135 A KR 20130098135A KR 20140076473 A KR20140076473 A KR 20140076473A
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Abstract

Provided is an electrochemical device which includes an anode where an anode active material is oxygen, a cathode where a cathode active material is a material of absorbing and discharging lithium ions, and an electrolyte which contains an oxygen absorption and desorption material whose oxygen combination rate is within 60-95% under pure oxygen. The electrochemical device can effectively supply oxygen into an electrolyte.

Description

전기화학 디바이스{Electrochemical device}      [0001] Electrochemical device [0002]

산소를 양극 활물질로 하는 양극, 리튬 이온을 흡장 방출할 수 있는 재료를 음극 활물질로 하는 음극, 및 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스에 관한 것이다.A cathode having oxygen as a cathode active material, a cathode having a material capable of intercalating and deintercalating lithium ions as a negative electrode active material, and an electrolytic solution.

산소를 양극 활물질로 하는 양극, 리튬 이온을 흡장 방출할 수 있는 재료를 음극 활물질로 하는 음극, 및 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스는 차세대 전기화학 디바이스로서 자동차 용도 등을 비롯하여 최근 수요가 높아지고 있다. BACKGROUND ART An electrochemical device including a positive electrode containing oxygen as a positive electrode active material, a negative electrode comprising a material capable of absorbing and desorbing lithium ions as a negative electrode active material, and an electrolyte is a next generation electrochemical device.

이러한 전기화학 디바이스에 있어서는, 상기 전기화학 디바이스의 성능을 향상시키기 위해 전해액에 많은 양의 산소를 공급하여 전극에서의 산화환원반응을 원활히 진행하도록 하는 것이 필요하다.In order to improve the performance of the electrochemical device, it is necessary to supply a large amount of oxygen to the electrolytic solution to facilitate the redox reaction in the electrode.

일반적으로 상기 전기화학 디바이스의 양극 활물질로 사용되는 산소는 가스통(gas canister) 또는 주변 공기로부터 공급될 수 있다. 그러나 가스통으로부터 산소를 공급하는 경우, 상기 전기화학 디바이스의 부피가 커지거나 무게가 늘어날 수 있으며, 주변 공기로부터 산소를 공급하는 경우, 공기로부터 산소 이외의 불순물을 제거하여야 할 필요가 있으며 오히려 필요한 산소의 양이 부족할 수 있다.Generally, the oxygen used as the cathode active material of the electrochemical device can be supplied from a gas canister or ambient air. However, when oxygen is supplied from the gas cylinder, the volume of the electrochemical device may increase or the weight may increase. In the case of supplying oxygen from the ambient air, it is necessary to remove impurities other than oxygen from the air. The amount may be insufficient.

따라서 이러한 전기화학 디바이스의 성능을 향상시키기 위해 전해액 내 산소를 효율적으로 공급할 수 있는 신규 물질을 첨가하는 것이 필요하다.Therefore, in order to improve the performance of such an electrochemical device, it is necessary to add a new substance capable of efficiently supplying oxygen in the electrolytic solution.

일 측면은 산소 착체가 형성되기 쉽고, 산소 흡탈착능이 우수한 산소 흡탈착 물질을 전해액에 함유시켜 전해질에의 산소 공급량을 향상시킬 수 있는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스를 제공하는 것이다.  An aspect of the present invention is to provide an electrochemical device including an electrolyte capable of easily forming an oxygen complex and containing an oxygen absorbing / desorbing material excellent in oxygen adsorption / desorption capability in an electrolyte to improve the amount of oxygen supplied to the electrolyte.

일 측면에 따라,  According to one aspect,

산소를 양극 활물질로 하는 양극;A cathode having oxygen as a cathode active material;

리튬 이온을 흡장 방출할 수 있는 재료를 음극 활물질로 하는 음극; 및A negative electrode comprising a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; And

순산소 하에 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질 및 용매를 함유하는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스가 제공된다.There is provided an electrochemical device comprising an oxygen adsorption / desorption material having an oxygen bonding rate of 60 to 95% under pure oxygen and an electrolyte containing a solvent.

상기 산소 흡탈착 물질이 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 배위되고, 제6 위치 방향에 피바로일기가 결합된 구조를 갖는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다.The oxygen absorbing / desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative having a structure in which the axial ligand of the high electron donor is coordinated to the fifth position and the pivalent group is bonded to the sixth positional direction.

상기 산소 흡탈착 물질은 제6 위치에 산소 분자가 배위결합될 수 있는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다.The oxygen absorbing / desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative in which oxygen molecules are coordinately bonded to the sixth position.

상기 산소 흡탈착 물질은 테트라페닐포르피린-금속 착체를 포함할 수 있다.The oxygen absorbing / desorbing material may include a tetraphenylporphyrin-metal complex.

상기 고전자 공여성의 축배위자가 아민류, 이민류, 이미다졸류, 또는 에테르류를 포함할 수 있다.The axial ligand of the high electron donor may include amines, imines, imidazoles, or ethers.

상기 고전자 공여성의 축배위자가 함질소 유기 배위자를 포함할 수 있다.The axial ligand of the high electron donor may comprise a nitrogen-containing organic ligand.

상기 산소 흡탈착 물질의 함량은 용매 100 중량부에 대해서 0.1 내지 3 중량부일 수 있다.The content of the oxygen absorbing / desorbing material may be 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.

상기 전해액은 지지염을 더 포함할 수 있다.The electrolytic solution may further include a support salt.

상기 지지염은 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imide; LiTFSI) 및 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(lithiumbis(pentafluoroethanesulfony)imide; LiBETI) 중 적어도 1종일 수 있다.The support salt may be at least one of lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) and lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI) It can be all day.

상기 전기화학 디바이스는 리튬 공기 전지일 수 있다.The electrochemical device may be a lithium air battery.

산소를 양극 활물질로 하는 양극, 금속을 음극 활물질로 하는 음극, 및 순산소 하에 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질 및 용매를 함유하는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스는 전해액 내 산소를 효율적으로 공급할 수 있다.An electrochemical device comprising an anode comprising oxygen as a cathode active material, a cathode comprising a metal as a negative electrode active material, and an electrolyte containing oxygen adsorbing / desorbing material and solvent having oxygen bond rate of 60 to 95% under pure oxygen, It can supply efficiently.

도 1은 전기화학 디바이스의 전해질 내 산소 흡탈착 물질이 산소와 배위 결합하여 산소 착체를 형성함을 나타내는 모식도이다.
도 2는 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 일 예이다.
도 3은 일 구현예에 따른 리튬 공기전지를 나타내는 개략도이다.
1 is a schematic diagram showing that an oxygen adsorptive and desorbing material in an electrolyte of an electrochemical device forms an oxygen complex by coordinating with oxygen.
2 is an example of a tetrapyropallyophenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP).
3 is a schematic diagram illustrating a lithium air cell according to one embodiment.

이하, 일 구현예에 따른 전기화학 디바이스에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the electrochemical device according to one embodiment will be described in detail. The present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

일 측면으로, 산소를 양극 활물질로 하는 양극; 리튬 이온을 흡장 방출할 수 있는 재료를 음극 활물질로 하는 음극; 및 순산소 하에 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질 및 용매를 함유하는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스가 제공된다.In one aspect, a cathode comprising oxygen as a cathode active material; A negative electrode comprising a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; And an electrolytic solution containing an oxygen absorbing / desorbing material and a solvent having an oxygen bonding ratio of 60 to 95% under pure oxygen.

상기 전기화학 디바이스에 사용되는 전해액은, 순산소 하에서 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질을 함유한다.The electrolytic solution used in the electrochemical device contains an oxygen absorbing / desorbing material having an oxygen binding rate of 60 to 95% under pure oxygen.

상기 산소 흡탈착 물질은, 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 배위되고, 제6 위치 방향에 피바로일기가 결합된 구조를 갖는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다.The oxygen adsorbing and desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative having a structure in which an axial ligand of a high electron donor is coordinated to a fifth position and a pivaloyl group is bonded to a sixth positional direction.

상기 산소 흡탈착 물질은 제6 위치에 산소 분자가 배위 결합될 수 있는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다. The oxygen absorbing / desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative in which oxygen molecules are coordinately bonded to the sixth position.

도 1은 전기화학 디바이스의 전해질 내 산소 흡탈착 물질이 산소와 배위 결합하여 산소 착체를 형성함을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing that an oxygen adsorptive and desorbing material in an electrolyte of an electrochemical device forms an oxygen complex by coordinating with oxygen.

도 1을 참조하면, 전기화학 디바이스의 전해질 내에 위치하는 상기 테트라페닐포르피린 유도체는 제6 위치 방향에 피바로일기가 결합되어 있고, 상기 피바로일기의 입체적 효과(steric effect)에 의해 산소 분자가 피바로일기의 내부에 포위될 수 있는 구조로 되어 있다. 따라서 산소 분자가 상기 테트라페닐포르피린 유도체의 제6 위치에 높은 결합력으로 배위 결합되어 산소 착체가 용이하게 형성될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, the tetraphenylporphyrin derivative positioned in the electrolyte of the electrochemical device has a pivaloyl group in the 6-position, and oxygen molecules are bound to the pivaloyl group by the steric effect of the pivotal group. It is structured to be surrounded by the diary. Thus, it can be seen that oxygen molecules are coordinated to the sixth position of the tetraphenylporphyrin derivative with a high binding force to easily form an oxygen complex.

상기 산소 흡탈착 물질은 테트라페닐포르피린-금속 착체를 포함할 수 있다.The oxygen absorbing / desorbing material may include a tetraphenylporphyrin-metal complex.

상기 테트라페닐포르피린-금속 착체는 소정의 위치에 피바로일기를 결합시킨 상기 구조를 포함하는 산소 흡탈착 물질을 전해액에 용해시키는 것에 의해, 전해액 내의 산소 흡탈착능이 향상될 수 있다. 그 결과, 고전류의 방전 시에, 전해액 내의 산소 부족을 산소 흡탈착 물질로부터 산소 방출에 의해 전해액 내에 산소를 보충하여 공급할 수 있게 된다.The tetraphenylporphyrin-metal complex can dissolve an oxygen absorbing and desorbing material containing the structure in which a pivaloyl group is bonded at a predetermined position in an electrolyte to improve the oxygen desorbing ability in the electrolyte. As a result, at the time of discharging at a high current, oxygen deficiency in the electrolyte can be supplemented by supplying oxygen in the electrolyte solution by releasing oxygen from the oxygen absorbing / desorbing material.

상기 산소 흡탈착 물질은, 예를 들면, 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP), 또는 디이소프탈이미드테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTohthPP)를 포함할 수 있다.The oxygen adsorbing and desorbing material may include, for example, tetrapyropallyophenylporphyrine-cobalt complex (CoTpivPP), or diisophthalimide tetraphenylporphyrine-cobalt complex (CoThthPP).

도 2는 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 일 예이다. 상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)는 제6 위치 방향에 피바로일기를 결합시킨 것이다.2 is an example of a tetrapyropallyophenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP). The tetrapivaloylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) is obtained by bonding a pivaloyl group in the sixth positional direction.

산소 흡탈착 물질은 상기 테트라페닐포르피린-금속 착체에 피바로일기를 결합시킨 구조에 더하여, 금속의 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 배위된 테트라페닐포르피린 유도체이다. 이에 의해, 테트라피바로일페닐포르피린 유도체의 금속의 반대측에 있는 제6 위치에의 산소 분자의 배위가 촉진될 수 있다.The oxygen adsorbing / desorbing material is a tetraphenylporphyrin derivative having a structure in which a pivotal group is bonded to the tetraphenylporphyrin-metal complex, and an axial ligand of a high electron donor is coordinated at the fifth position of the metal. Thereby, coordination of oxygen molecules to the sixth position on the opposite side of the metal of the tetrapyobalylphenylporphyrin derivative can be promoted.

상기 고전자 공여성의 축배위자는 메틸아민, 트리메틸아민, 에테르아민, 피리딘, 헥사메틸렌디아민, 몰포린, 아닐린 등의 아민류, 에틸렌아민, 시프 염기(Schiff base) 등의 이민류, 메틸이미다졸, 벤질이미다졸, 트리메틸이미다졸 등의 이미다졸류, 또는 에테르류를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메틸이미다졸, 벤질이미다졸, 트리메틸이미다졸 등의 이미다졸류는 포르피린 유도체의 산소 친화성을 높이기 위해 바람직하다. The axial ligand of the highly electron donor may be an amine such as methylamine, trimethylamine, etheramine, pyridine, hexamethylenediamine, morpholine or aniline, an amine such as ethyleneamine or Schiff base, , Imidazoles such as benzylimidazole and trimethylimidazole, and ethers. For example, imidazoles such as methylimidazole, benzylimidazole, and trimethylimidazole are preferable for increasing the oxygen affinity of porphyrin derivatives.

상기 고전자 공여성의 축배위자는 아미노기, 포스피노기, 카르복시기, 티올기 등을 갖는 함질소 유기배위자를 포함할 수 있으며, 트리페닐포스핀, 아세틸아세토네이트 등을 포함할 수 있다.The axial ligand of the high electron donor may include a nitrogen-containing organic ligand having an amino group, a phosphino group, a carboxyl group, a thiol group, etc., and may include triphenylphosphine, acetylacetonate, and the like.

한편, 상기 산소 흡탈착 물질은 테트라페닐포르피린-금속 착체 1mol에 대해 고전자 공여성의 축배위자 1mol을 흡착시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면 분자량 1068의 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)에 분자량 158의 벤질이미다졸을 반응시키는 경우, 100 중량부의 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)에 대해 벤질이미다졸을 최대 15 중량부 흡착시킬 수 있다.On the other hand, the oxygen adsorbing / desorbing material can adsorb 1 mol of the high-electron donor coordinator to 1 mol of the tetraphenylporphyrin-metal complex. Thus, for example, when benzylimidazole having a molecular weight of 158 is reacted with a tetrapyropallylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) having a molecular weight of 1068, 100 parts by weight of tetrapivaloylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) Up to 15 parts by weight of benzylimidazole can be adsorbed.

상기 산소 흡탈착 물질은, 순산소 하 산소 결합율이 60~95%일 수 있고, 예를 들면 65~95%일 수 있다.The oxygen absorbing / desorbing material may have an oxygen binding rate under a pure oxygen of 60 to 95%, for example, 65 to 95%.

상기 산소 결합율은, UV-vis 스펙트럼 측정에 의해 얻어지는 상기 산소 흡탈착 물질의 흡광도를 하기 [수학식 1]로 표시되는 Drago식으로부터 해석하여 얻어질 수 있다:The oxygen binding rate can be obtained by analyzing the absorbance of the oxygen absorbing / desorbing material obtained by the UV-vis spectrum measurement from the Drago equation represented by the following formula (1): < EMI ID =

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

제5 위치에 1-메틸이미다졸을 배위시킨 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 유도체(CoTpivPP-MeIm)를 예로서, 산소 결합율에 대해서 이하 설명한다.The oxygen binding rate will be described below taking as an example a tetraphenylpolypyrin-cobalt derivative (CoTpivPP-MeIm) in which 1-methylimidazole is coordinated at the fifth position.

산소 결합율의 산출에 있어서, 우선, 온도조건 25?, 순질소 및 임의의 분압 산소를 공급하여, 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 유도체(CoTpivPP-MeIm)의 UV-vis 스펙트럼 측정을 실시한다. 산소 공급에 의해 새롭게 생긴 551nm의 흡수 피크에 있어서 순질소하에서의 흡광도를 A1, 임의의 분압 산소 하에서의 흡광도를 A2로 하고, A1과 A2와의 차이가 있는 것(A2 - A1)을 ㅿA로 한다. 상기 [수학식 1]에서 [Co]bㅿε는 정수이기 때문에 PO2 vs. (PO2/ㅿA)를 도시함으로써 비례관계를 나타내고, p50 = K-1에 의해 산소 친화성 파라미터 p50을 얻는다.In the calculation of the oxygen binding rate, UV-vis spectrum measurement of tetrapyropallyophenylporphyrin-cobalt derivative (CoTpivPP-MeIm) is carried out by first supplying a temperature condition of 25 占 폚, pure nitrogen and optional oxygen partial pressure. A-net absorbance under nitrogen and absorbance under A 1, any partial pressure of oxygen by A 2 and, A, there is a difference between the 1 and A 2 (A 1, A 2) in the absorption band of a handsome 551nm updated by the oxygen supply ㅿA. Since the Equation 1 in [Co] DELTA ε b is an integer P O2 vs. (P O2 / ㅿ A), and an oxygen affinity parameter p 50 is obtained by p 50 = K -1 .

산소 친화성 파라미터 p50 값이 낮을수록 산소 친화성이 높은 것을 의미한다. 이미다졸류를 고전자 공여성의 축배위자로서 배위시킨 테트라페닐포르피린 유도체의 산소 친화성 파라미터 p50 값의 예로서는, 고전자 공여성의 축배위자가 벤질이미다졸의 경우는 20㎝Hg, 트리틸이미다졸의 경우는 23㎝Hg, 1-메틸이미다졸의 경우는 31㎝Hg, 이미다졸의 경우는 43㎝Hg이다.The lower the value of the oxygen affinity parameter p 50 , the higher the oxygen affinity. An example of the oxygen affinity parameter p 50 value of the tetraphenylporphyrin derivative coordinated with imidazoles as the axial ligand of a highly electron donor is 20 cmHg for the benzylimidazole, Imidazole is 23 cmHg, 1-methylimidazole is 31 cmHg, and imidazole is 43 cmHg.

ㅿA는 산소 결합율에 비례하여 증가하기 때문에, p50는 ㅿA에 의해 각 산소 분압에 있어서 포르피린 유도체의 산소 결합율이 산출될 수 있다.DELTA A is due to increase in proportion to the oxygen binding ratio, p 50 may be oxygen binding ratio of the porphyrin derivatives is calculated at each of the oxygen partial pressure by DELTA A.

온도 조건 25℃, 순산소 하의 본 발명에 사용하는 산소 흡탈착 물질의 산소 결합율의 예로서, 고전자 공여성의 축배위자로서 벤질이미다졸을 배위시킨 산소 흡탈착 물질의 산소 결합율은 91%, 트리틸이미다졸의 경우는 79%, 1-메틸이미다졸의 경우는 67%, 및 이미다졸의 경우는 64%이다.As an example of the oxygen binding rate of the oxygen absorbing / desorbing material used in the present invention under the temperature condition of 25 ° C and pure oxygen, the oxygen binding rate of the oxygen absorbing / desorbing material coordinated with benzylimidazole as the axial ligand of the highly electron donating material is 91 , 79% for tritylimidazole, 67% for 1-methylimidazole, and 64% for imidazole.

상기 산소 흡탈착 물질은 전해액 내에 소량 용해시킨 것만으로도 산소 흡탈착능을 향상시킬 수 있다. 상기 산소 흡탈착 물질의 함량은 예를 들면, 용매 100 중량부에 대해서 0.1~3중량부일 수 있다. 전해질 내에 상기 범위 내의 함량을 갖는 산소 흡탈착 물질이 함유될 경우, 전해질 내의 산소 농도를 산소 흡탈착 물질을 함유시키지 않은 전해액과 비교하여 5~10배 정도 높게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 산소 흡탈착 물질을 함유하는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스는 양극 및 음극과 같은 전극에의 산소 공급량을 향상시킬 수 있고, 방전시에 고전류에서의 작동을 가능하도록 한다.The oxygen absorbing / desorbing material can improve the oxygen absorbing / desorbing ability by merely dissolving a small amount of the oxygen absorbing / desorbing material in the electrolyte solution. The content of the oxygen absorbing / desorbing material may be, for example, 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. When the oxygen absorbing / desorbing material having the content within the above range is contained in the electrolyte, the oxygen concentration in the electrolyte can be increased by about 5 to 10 times as compared with the electrolyte containing no oxygen absorbing / desorbing material. Thus, the electrochemical device including the electrolytic solution containing the oxygen absorbing / desorbing material can improve the oxygen supply amount to the electrodes such as the anode and the cathode, and enables the operation at the high current at the time of discharging.

다만, 필요에 따라 상기 산소 흡탈착 물질은 본 발명의 전기화학 디바이스의 전기특성을 손상하지 않는 범위 내에서 포화 용해량에 달성하기까지 전해액 내에 함유시킬 수도 있다.However, if necessary, the oxygen absorbing / desorbing material may be contained in the electrolytic solution until the saturation dissolution amount is attained within a range that does not impair the electrical characteristics of the electrochemical device of the present invention.

상기 전기화학 디바이스에 대해서 리튬 공기전지를 예로서 설명한다. A lithium air battery will be described as an example of the above electrochemical device.

도 3은 일 구현예에 따른 리튬 공기전지(100)를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a lithium air battery 100 according to one embodiment.

도 3을 참조하면, 리튬 공기전지(100)는 양극(110), 음극(120), 및 상기 양극(110) 및 음극(120) 사이에 전해액(130)이 배치되어 있다. 3, the lithium air battery 100 includes an anode 110, a cathode 120, and an electrolyte 130 disposed between the anode 110 and the cathode 120.

양극(110)은 집전체(111) 및 촉매층(112)을 포함하며, 산소를 양극 활물질로 한다. 집전체(111)는 다공성으로서 공기의 확산이 가능한 가스 확산층(Gas diffusion layer)의 역할도 수행할 수 있으며, 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 스테인레스, 니켈, 알루미늄, 철, 티탄, 카본 등을 들 수 있다. 집전체(111)의 형상으로는 예를 들면, 박상, 판상, 메시 및 그리드(grid) 등을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 메시일 수 있다. 상기 메시 형상은 집전 효율이 우수하여 적합하다.The anode 110 includes a current collector 111 and a catalyst layer 112, and oxygen is used as a cathode active material. The current collector 111 is porous and can serve as a gas diffusion layer capable of diffusing air, and is not particularly limited as long as it has conductivity. Examples thereof include stainless steel, nickel, aluminum, iron, titanium, and carbon. As the shape of the current collector 111, for example, a thin film, a plate, a mesh, and a grid may be used, and more specifically, a mesh may be used. The mesh shape is suitable because of its excellent current collection efficiency.

촉매층(112)은 백금, 금, 은, 망간 산화물, 철산화물 등을 사용할 수 있고, 예를 들어, 환원촉매로서 포르피린환을 갖는 전자 공여성의 도너(donor)와 플러렌 유도체와 같은 전자 수용성의 억셉터(acceptor)를 전기 전도성의 스페이서를 개입시켜 연결한 분자를 포함할 수 있다. 상기 도너로서는, 예를 들면 치환 또는 무치환의 포르피린환을 갖는 화합물일 수 있고, 예를 들면 Mg 또는 Ni로 치환된 포르피린-금속 착체일 수 있다. 이 때, 치환기로는 예를 들면, C1-C10의 알킬기, C1-C10의 알키닐기 또는 C6-C10의 아릴기일 수 있다. 상기 엑셉터로서는, 예를 들면 C60, C70, C74, C76 등과 같은 플러렌 골격을 갖는 유도체일 수 있고, 스페이서로서는, 예를 들면 축환한 함질소 복소환 또는 탄화수소환일 수 있다. 그러나, 상기 촉매 이외에 산소를 양극 활물질로 하는 양극의 촉매층으로서 사용될 수 있는 모든 촉매의 사용이 가능하다.The catalyst layer 112 may be made of platinum, gold, silver, manganese oxide, iron oxide, and the like. For example, donor and fullerene derivatives such as electron donors having a porphyrin ring as a reducing catalyst, And may include molecules joined by an electrically conductive spacer through an acceptor. The donor may be, for example, a compound having a substituted or unsubstituted porphyrin ring, for example, a porphyrin-metal complex substituted with Mg or Ni. Here, the substituent may be, for example, a C1-C10 alkyl group, a C1-C10 alkynyl group or a C6-C10 aryl group. The above-mentioned acceptor may be, for example, a derivative having a fullerene skeleton such as C60, C70, C74, C76 or the like, and the spacer may be, for example, a condensed nitrogen-containing heterocycle or a hydrocarbon ring. However, in addition to the above catalyst, it is possible to use all the catalysts that can be used as the catalyst layer of the anode having oxygen as the cathode active material.

양극(110)은 도전재, 결착제, 분산제, 및 증점제 등을 적절하게 첨가할 수 있다. 도전재로서는, 본 발명의 전기화학 디바이스의 전기화학적 성능을 손상하지 않고 전자 전도성 재료라면 한정되지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로는, 천연흑연, 카본블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등을 열거할 수 있다. 이들 도전재를 단독으로 사용하여도 좋고, 병용하여도 좋다. 결착제로서는, 활물질과 도전재를 결착할 수 있는 재료라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등의 불소계 수지, 폴리프로필렌 등의 열가소성 수지 등이 열거될 수 있다. 상기 결착제의 함량은 특별히 한정된 것은 아니며, 예를 들어 30중량% 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로는 1 내지 10중량%일 수 있다.The anode 110 may be appropriately added with a conductive material, a binder, a dispersant, a thickener, and the like. The conductive material is not limited as long as the electrochemical performance of the electrochemical device of the present invention is not impaired, and the material is not limited as long as it is an electron conductive material. Specifically, natural graphite, carbon black, ketjen black, carbon fiber and the like can be exemplified. These conductive materials may be used alone or in combination. As the binder, any material capable of bonding the active material and the conductive material can be used without limitation. Specifically, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, thermoplastic resins such as polypropylene, and the like can be listed. The content of the binder is not particularly limited and can be, for example, 30 wt% or less, and more specifically, 1 to 10 wt%.

음극(120)은 집전체(미도시) 및 음극 활물질을 포함한다. The cathode 120 includes a current collector (not shown) and a negative electrode active material.

상기 음극의 집전체는 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 동, 스테인레스, 니켈 등을 들 수 있다. 상기 음극의 집전체의 형상으로는 예를 들면, 박상, 판상, 메시, 및 그리드(grid) 등을 들 수 있다.The current collector of the negative electrode is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, copper, stainless steel, nickel, and the like. Examples of the shape of the current collector of the negative electrode include a thin film, a plate, a mesh, and a grid.

상기 음극 활물질은 리튬, 리튬 산화물, 리튬 합금 등의 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 리튬 금속을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may be any material capable of intercalating and deintercalating lithium ions such as lithium, lithium oxide, and lithium alloy. For example, lithium metal can be used.

음극(120)은 도전재, 결착제, 분산제, 및 증점제 등을 적절하게 첨가할 수 있다. 이 때, 사용되는 도전재, 결착제, 분산제, 및 증점제는 양극(110)과 동일한 종류 및 함량이 사용될 수 있다.The cathode 120 may appropriately contain a conductive material, a binder, a dispersant, a thickener, and the like. At this time, the conductive material, the binder, the dispersing agent, and the thickening agent to be used may be the same kind and content as those of the anode 110.

양극(110) 및 음극(120)은 적절한 용제에 혼합 분산하여 페이스트상의 양극재 및 음극재를 형성하여도 좋다. 이러한 양극재 및 음극재에는, 상기 양극 활물질 및 음극 활물질 이외에 도전재와 결착제 등을 적절하게 첨가하여도 좋다. 얻어지는 양극재 및 음극재를 집전체 표면에 도포하고, 음극층을 형성할 수 있다.The positive electrode 110 and the negative electrode 120 may be mixed and dispersed in an appropriate solvent to form a paste-like cathode material and an anode material. In addition to the positive electrode active material and the negative electrode active material, a conductive material and a binder may be appropriately added to the positive electrode material and the negative electrode material. The obtained positive electrode material and negative electrode material can be applied to the surface of the collector to form a negative electrode layer.

전해액(130)은 음극 활물질의 금속이온을 전도시킬 수 있고, 또한 상기 산소 흡탈착 물질을 용해할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되는 일없이 수계 전해액, 비수계 전해액, 또는 고분자 겔전해액 등을 사용할 수 있다. The electrolytic solution 130 may be an aqueous electrolytic solution, a non-aqueous electrolytic solution, or a polymer gel electrolytic solution, etc., as long as it can conduct metal ions of the negative electrode active material and dissolve the oxygen absorbing / desorbing material .

전해액(130)은 전술한 바와 같이 순산소 하에 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질을 함유한다. 상기 산소 흡탈착 물질이 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 배위되고, 제6 위치 방향에 피바로일기가 결합된 구조를 갖는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다. 상기 산소 흡탈착 물질은 제6 위치에 산소 분자가 배위결합될 수 있는 테트라페닐포르피린 유도체일 수 있다. 상기 산소 흡탈착 물질을 전해액(130)에 함유시킴으로써 전해액(130)은 산소의 흡탈착을 부반응 없이 가역적으로 행할 수 있다.The electrolyte 130 contains an oxygen absorbing / desorbing material having an oxygen binding rate of 60 to 95% under pure oxygen as described above. The oxygen absorbing / desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative having a structure in which the axial ligand of the high electron donor is coordinated to the fifth position and the pivalent group is bonded to the sixth positional direction. The oxygen absorbing / desorbing material may be a tetraphenylporphyrin derivative in which oxygen molecules are coordinately bonded to the sixth position. By containing the oxygen absorbing / desorbing material in the electrolyte solution 130, the electrolyte 130 can reversibly absorb and desorb oxygen by side reaction.

전해액(130)은 예를 들어, 비수계 전해액이 사용될 수 있다.As the electrolyte 130, for example, a non-aqueous electrolyte can be used.

상기 비수계 전해액의 용매로서는, 예를 들어 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등의 환상 카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트 등의 쇄상 카보네이트, 감마부티로락톤, 감마발레로락톤 등의 환상 에스테르 카보네이트, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 환상 에테르, 디메톡시에탄, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 쇄상 에테르 등 외에, 클로로에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 3-메톡시프로피오니트릴, 인산트리메틸, 인산트리페닐, 술포란, 디메틸술폭시드 등의 공지의 유기 용매를 사용할 수 있다.Examples of the solvent for the non-aqueous liquid electrolyte include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, gamma butyrolactone, gamma Cyclic ethers such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like, chain ethers such as dimethoxyethane and ethylene glycol dimethyl ether, and the like, as well as chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, 3- A known organic solvent such as methoxypropionitrile, trimethyl phosphate, triphenyl phosphate, sulfolane, and dimethylsulfoxide may be used.

또한, N, N-디에틸-N-에틸-N-(2-메톡시에틸)암모늄비스(트리플루오로술포닐)이미드, N-메틸-N-프로필피페리듐비스(트리플루오로술포닐)이미드, 1-메틸-3-프로필이미다졸륨미스(트리플루오로술포닐)이미드, 1-에틸-3-부틸이미다졸륨테트라플루오로보레이트, 등의 이온성 액체를 사용하여도 좋다. 상기 용매는 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.Further, it is also possible to use N, N-diethyl-N-ethyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluorosulfonyl) imide, N-methyl-N-propylpiperidium bis Ionic liquids such as imide, 1-methyl-3-propylimidazolium imide (trifluorosulfonyl) imide, and 1-ethyl-3-butyl imidazolium tetrafluoroborate . These solvents may be used alone or in combination of two or more.

상기 전해액은 지지염을 더 포함할 수 있다. 상기 지지염은 상기 용매에 용해되어, 전지 내에서의 리튬 이온의 공급원으로 작용할 수 있다. 상기 지지염으로서는, 예를 들면 헥사플루오로포스페논염(LiPF6), 퍼클로레이트염(LiClO4), 테트라플루오로보레이트염(LiBF4), 펜타플루오로아르신염(LiAsF5), 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드염(Li(CF3SO2)2N), 비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드염(LiN(C2F5SO2)2), 트리플루오로메탄술폰산염(Li(CF3SO3)), 노나플루오로부탄술폰산염(Li(C4F9SO3)) 등이 열거될 수 있다. 상기 지지염은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.The electrolytic solution may further include a support salt. The support salt may be dissolved in the solvent and act as a source of lithium ions in the cell. As the supporting salt, for example, there may be mentioned hexafluorophosphone salt (LiPF 6 ), perchlorate salt (LiClO 4 ), tetrafluoroborate salt (LiBF 4 ), pentafluoroarginine salt (LiAsF 5 ) (Li (CF 3 SO 2 ) 2 N), bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide salt (LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ), trifluoromethanesulfonic acid salt Li (CF 3 SO 3 )), nonafluorobutane sulfonic acid salt (Li (C 4 F 9 SO 3 )), and the like. The support salt may be used alone or in combination of two or more.

그러나 전해액 내에 함유된 산소 흡탈착 물질인 테트라페닐 포르피린 유도체, 예를 들면 테트라페닐포르피린-금속 착체를 사용하는 경우에는 적절하게 산소 착체를 형성시킨 관점에서 배위되는 고전자 공여성의 축배위자의 종류 및 지지염의 종류를 매우 적절하게 조합시켜 선택하는 것이 바람직하다. However, when a tetraphenylporphyrin derivative such as a tetraphenylporphyrin-metal complex, which is an oxygen desorbing material contained in an electrolytic solution, is used, the type of the high-electron donor axis ligand coordinated from the viewpoint of appropriately forming an oxygen complex and It is preferable to select the kind of the support salt in a very suitable combination.

예를 들면, 전해액 내에 지지염로서 LiBF4 등을 포함하고, 축배위자 성분으로서 벤질이미다졸을 공존시키는 경우, 상기 테트라페닐포르피린 유도체에서 산소가 배위할만한 제 6 위치에 상기 LiBF4 등의 지지 전해질이 배위하여 산소의 배위 결합이 저해되는 경우가 있을 수 있다. For example, when LiBF 4 or the like is contained as a supporting salt in the electrolytic solution and benzylimidazole is coexisted as a component of the axial ligand, a supporting electrolyte such as LiBF 4 at the sixth position where oxygen is coordinated in the tetraphenylporphyrin derivative There may be occasions where the coordination bonding of oxygen is inhibited.

따라서 산소 분자가 상기 테트라페닐포르피린 유도체의 제6 위치에 높은 결합력으로 배위 결합될 수 있는 산소 착체를 형성시킨다는 관점에서, 첨가된 고전자 공여성의 축배위자의 종류를 고려하여 지지염이 선택되는 것이 바람직하다. 상기에 예시한 벤질이미다졸을 고전자 공여성의 축배위자로 하는 경우에, 바람직한 지지염으로서는, 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imide; LiTFSI) 및 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(lithiumbis(pentafluoroethanesulfony)imide; LiBETI) 중 적어도 1종을 사용할 수 있다.Therefore, from the viewpoint of forming an oxygen complex in which oxygen molecules can be coordinately bonded to the sixth position of the tetraphenylporphyrin derivative at a high binding force, the support salt is selected in consideration of the kind of the high-electron donor axis ligand desirable. When the benzylimidazole exemplified above is used as an axial ligand for a highly electron donor, preferable examples of the supporting salt include lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) and lithium bis (Pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI) may be used.

이것은 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imide; LiTFSI) 및 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(lithiumbis(pentafluoroethanesulfony)imide; LiBETI)는 반데르발스 부피가 큰 부피의 분자이기 때문에, 이들 성분의 적어도 1종을 전해액에 함유시킨 경우, 상기에 설명한 지지염에 의한 테트라페닐포르피린 유도체의 제6 위치에의 산소의 배위 저해를 억제할 수 있게 되기 때문이다.This is because lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) and lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI) have van der Waals volume It is possible to suppress inhibition of coordination of oxygen at the sixth position of the tetraphenylporphyrin derivative by the above-mentioned support salt when at least one of these components is contained in the electrolytic solution.

상기 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imide; LiTFSI) 또는/및 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(lithiumbis(pentafluoroethanesulfony)imide; LiBETI)는 이미다졸, 메틸이미다졸, 트리틸이미다졸을 축배위자 성분으로 하는 테트라페닐포르피린 유도체와, 이미다졸을 측쇄로 갖는 고분자를 배위시킨 테트라페닐포르피린 유도체를 사용하는 경우에도 바람직한 지지염일 수 있다.The above lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) or lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI) A tetraphenylporphyrin derivative having methylimidazole or tritylimidazole as an axial ligand component, and a tetraphenylporphyrin derivative in which a polymer having imidazole as a side chain is coordinated, may be used.

상기 지지염은, 본 발명의 전기 특성을 발휘시킬 수 있는 범위에서 과잉으로 첨가될 수 있다. 지지염의 함유량은, 예를 들어 용매 100 중량부에 대해 2~70중량부일 수 있고, 예를 들어 20~50중량부일 수 있다. The support salt may be added in excess to the extent that the electrical properties of the present invention can be exhibited. The content of the supporting salt may be, for example, 2 to 70 parts by weight, for example, 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.

상기 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imide; LiTFSI)를 함유시킨 경우에는, 20~35중량부가 바람직하고, 25~35중량부가 보다 바람직하다. 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(lithiumbis(pentafluoroethanesulfony)imide; LiBeTI를 함유시킨 경우에는, 25~40중량부가 바람직하고, 30~40중량부가 보다 바람직하다. 상기 전해액 내에는, 전기 지지성을 손상하지 않는 범위에서, 다른 금속염을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, AlCl3, MgCl2, NaCl, KCl, NaBr, KBr, CaCl2 등일 수 있다.When lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) is contained, the amount is preferably 20 to 35 parts by weight, and more preferably 25 to 35 parts by weight. In the case where lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide and LiBeTI are contained, the amount of the lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide is preferably 25 to 40 parts by weight, more preferably 30 to 40 parts by weight. And may further include other metal salts, for example, AlCl 3 , MgCl 2 , NaCl, KCl, NaBr, KBr, CaCl 2 and the like.

상기 전해액은 상기에 예시한 고전자 공여성의 축배위자가 미배위의 테트라페닐포르피린 유도체와 지지염을 용매에 용해시키거나 또한 축배위자를 첨가하여 혼합한 것에 의해 얻을 수 있다. 용매 중에 축배위자를 첨가한 것에 의해, 상기 테트라페닐포르피린 유도체의 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 자연히 배위하고, 상기 산소 흡탈착 물질을 형성할 수 있다.The electrolytic solution can be obtained by dissolving the tetraphenylporphyrin derivative and the supporting salt of the microporous coordinator in the above-mentioned high electron donor compound in a solvent or by adding an axial ligand. Addition of an axial ligand in the solvent allows the axial ligand of the electron donor to naturally coordinate at the fifth position of the tetraphenylporphyrin derivative to form the oxygen absorbing / desorbing material.

또한, 필요에 따라, 양극(110) 및 음극(120) 사이에 리튬 이온 전도성 고체 전해질막(미도시)이 배치될 수 있다. 이와 같은 리튬 이온 전도성 고체 전해질막으로서는 리튬 이온 전도성 글래스, 리튬 이온 전도성 결정(세라믹 또는 글래스-세라믹) 또는 이들의 혼합물을 함유하는 무기 물질을 예시할 수 있다. 화학적 안정성을 고려할 때, 상기 리튬 이온 전도성 고체 전해질막(16)은 산화물을 예로 들 수 있다. Further, a lithium ion conductive solid electrolyte membrane (not shown) may be disposed between the anode 110 and the cathode 120, if necessary. Examples of the lithium ion conductive solid electrolyte film include inorganic materials containing lithium ion conductive glass, lithium ion conductive crystals (ceramic or glass-ceramic), or mixtures thereof. In consideration of chemical stability, the lithium ion conductive solid electrolyte film 16 may be an oxide.

또한, 필요에 따라, 상기 리튬 이온 전도성 고체 전해질막과 양극(110) 사이에는 세퍼레이터(미도시)가 배치될 수 있다. 이와 같은 세퍼레이터로서는 리튬 공기 전지의 사용 범위에 견딜 수 있는 조성이라면 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리프로필렌 소재의 부직포나 폴리페닐렌 설파이드 소재의 부직포 등의 고분자 부직포, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지의 다공성 필름을 예시할 수 있으며, 이들을 2종 이상 병용하는 것도 가능하다.Further, if necessary, a separator (not shown) may be disposed between the lithium ion conductive solid electrolyte membrane and the anode 110. The separator is not limited as long as it can withstand the range of use of the lithium air battery. For example, a polymer nonwoven fabric such as a nonwoven fabric of polypropylene material or a nonwoven fabric of polyphenylene sulfide material, an olefin resin such as polyethylene or polypropylene And a combination of two or more of them may be used.

본 명세서에서 사용되는 용어인 "공기(air)"는 대기 공기로 제한되는 것은 아니며, 산소를 포함하는 기체의 조합, 또는 순수 산소 기체를 포함할 수 있다. 이러한 용어 "공기"에 대한 넓은 정의가 모든 용도, 예를 들어 공기 전지 등에 적용될 수 있다.As used herein, the term "air" is not meant to be limited to atmospheric air, but may include a combination of gases containing oxygen, or pure oxygen gas. This broad definition of the term "air" can be applied to all applications, for example, air cells and the like.

상기 전기화학 디바이스로서는 상기 예시된 리튬 공기 전지 외에, 수소와 알코올을 연료로 하는 연료전지 등을 사용할 수 있다.As the electrochemical device, in addition to the lithium air cell exemplified above, a fuel cell using hydrogen and alcohol as fuel can be used.

이하 본 발명의 산소 흡탈착 물질의 실시예로서, 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 제5 위치에 벤조이미다졸을 배위시킨 실시예를 먼저 기재한다. 단, 본 발명은 이하에 설명한 내용에 한정되는 것은 아니다
As an example of the oxygen absorbing / desorbing material of the present invention, an example in which benzoimidazole is coordinated at the fifth position of tetrapyropallylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) will be described first. However, the present invention is not limited to the following description

<실시예> <Examples>

[실시예 1]      [Example 1]

[테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 합성][Synthesis of tetrapivaloylphenylporphyrine-cobalt complex (CoTpivPP)]

테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 합성은, 공지의 방법에 의해 행할 수 있다. 일 예로서, H2TamPP의 합성, H2TpivPP의 합성, 및 CoTpivPP 합성의 3단계로 수행하였다.The synthesis of tetrapyropallylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) can be carried out by a known method. As an example, three steps of synthesis of H 2 TamPP, synthesis of H 2 TpivPP, and synthesis of CoTpivPP were carried out.

1. 아미노체 H2TamPP의 합성1. Synthesis of amino acid H 2 TamPP

500mL 가지 플라스크에 2-니트로벤즈알데히드 20.0g(132.4mmol), 피롤 9.2ml(132.4mmol)을 초산 400mL에 용해하고, 120℃에서 30분 비점 환류했다. 반응 후, 실온까지 냉각하여 클로로포름을 50mL 첨가한 후에 여과, 클로로포름으로 세정하였다. 건조 후, 니트로체로서 3.53g(수율 13%)을 얻었다. 니트로체 5.0g(6.3mmol)을 염산 250mL에 용해시킨 후, 염화주석 이수화물 19.2g(84.9mmol)을 첨가하여 70℃에서 30분간 교반, 환원하였다. 반응 종료 후 충분히 냉각하면서 암모니아수로 중화 후 클로로포름으로 추출하였다. 용매 제거 후, 에탄올/헥산 혼합 용액으로 재결정 후, 여과, 메탄올 세정 및 건조를 거쳐 4종의 아트로프이성질체(atropisomer, α,α, α, α-, α,α, β, β-, α, β, α, β-, α,α, α, β-)로 이루어지는 아미노체 H2TamPP를 3.36g(수율 79%) 얻었다.20.0 g (132.4 mmol) of 2-nitrobenzaldehyde and 9.2 ml (132.4 mmol) of pyrrole were dissolved in 400 ml of acetic acid, and the mixture was boiling-point-refluxed at 120 ° C for 30 minutes. After the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 50 mL of chloroform was added thereto, followed by filtration and washing with chloroform. After drying, 3.53 g (yield 13%) of the nitrosome was obtained. After 5.0 g (6.3 mmol) of nitrosome was dissolved in 250 ml of hydrochloric acid, 19.2 g (84.9 mmol) of tin chloride dihydrate was added and the mixture was stirred at 70 캜 for 30 minutes for reduction. After completion of the reaction, the reaction mixture was sufficiently cooled, neutralized with aqueous ammonia and extracted with chloroform. After the solvent was removed, the product was recrystallized from a mixed solution of ethanol and hexane, filtered, washed with methanol and dried to obtain four kinds of atropisomers (α, α, α, α-, α, (yield: 79%) of an amino acid H 2 TamPP consisting of?,?,? -,?,?,?,? -

2. 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP의 합성2. Synthesis of free base S 2 H 2 TpivPP

상기 아트로프이성질체는 광·열적으로 평형 상태에 있고, α,α, α, α-체는 실리카겔에 대해서 특히 강한 흡착성을 나타낸다(클로로포름/디에틸에테르(v/v=4/1), Rf값: α,α, α, α-, 0.04; α,α, β, β-, 0.43;, α, β, α, β-, 0.64;, α,α, α, β-, 0.77). 이하, 피바로일기 형성까지의 실험 조작은 전부 차광 조건하에서 수행하였다.The above-mentioned atropic isomer is in optically and thermally equilibrium state, and the α, α, α, α-isomer exhibits particularly strong adsorption to silica gel (chloroform / diethyl ether (v / v = 4/1) : α, α, α, α-, 0.04; α, α, β, β-, 0.43 ;, α, β, α, β-, 0.64 ;, α, α, α, β-, 0.77). Hereinafter, the experimental operation until the formation of the Pb free period was carried out under all light shielding conditions.

아미노체 3.0g(4.45mmol)을 벤젠 150mL에 용해시키고, 실리카겔 72g과 함께 80?에서 24시간 비점 환류했다. 포르피린의 흡착한 실리카겔을 여과, 클로로포름에서 세정한 것으로 α, β, α, β-, α,α, β, β-체를 용출, 및 연속하여 클로로포름/디에틸에테르(v/v=4/1)을 용매로 한 칼럼 크로마토그래피에 의해 α,α, α, β-체 0.46g(수율 15%)을, 용매를 클로로포름/아세톤(v/v=1/1)으로 변경하고 α,α, α, α-체 2.34g(수율78%)을 각각 분획하였다. 상기 α,α, α, α-체 2.34g(수율78%)과 피리딘 10.8mL(40 등량, 138.8mmol)을 클로로포름 100mL에 용해시켜, 얼음욕을 하면서 피발산클로라이드 17.1mL(40등량, 138.8mmol)을 적하하고, 0℃에서 1시간, 실온에서 12시간 반응시켰다. 염기성이 희박한 암모늄 수용액 세정에 의해 피리딘, 및 피리딘 염산염을 제거하고, 중성을 나타내기까지 순수로 세정 후 클로로포름 추출을 거쳐 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP 2.75g(수율 78%)을 얻었다.3.0 g (4.45 mmol) of the amino compound was dissolved in 150 mL of benzene, and the mixture was refluxed for 24 hours at 80 DEG C with 72 g of silica gel. The porphyrin-adsorbed silica gel was filtered and washed with chloroform to elute the α, β, α, β-, α, α, β and β-isomers and successively elute the chloroform / diethyl ether (v / v = 0.46 g (yield: 15%) of the α, α, α, β-isomer was obtained by changing the solvent to chloroform / acetone (v / v = 1/1) , and 2.34 g (yield: 78%) of the? -form were fractionated, respectively. 2.34 g (yield 78%) of the above α, α, α, α-isomer and 10.8 mL (40 equivalents, 138.8 mmol) of pyridine were dissolved in 100 mL of chloroform, and while cooling with ice, 17.1 mL (40 equivalents, 138.8 mmol ), And the mixture was reacted at 0 ° C for 1 hour and at room temperature for 12 hours. Pyridine and pyridine hydrochloride were removed by washing with a basic aqueous solution of ammonium. After washing with pure water until neutral, chloroform extraction was conducted to obtain 2.75 g (yield 78%) of free base form H 2 TpivPP.

3. 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 합성3. Synthesis of tetrapivaloylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP)

물, 산소에 의한 코발트(II)의 불가역 산화를 방지하기 위해, 미리 30분간 이상 질소 치환하고, 질소 분위기 하에서 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP 0.50(0.5mmol)과 트리에틸아민 3.0mL을 클로로포름 60mL에 용해시켜, 메탄올 30mL에 용해시킨 무수 산소 코발트(II) 3.50g(40등량, 20.0mmol)을 적하하고, 70?에서 24시간 비점 환류시켰다. 반응 종료 후, 미반응의 초산 코발트(II)를 여과하여 구별하고, 농축한 여액을 클로로포름을 용매로 한 염기성 알루미나 컬럼에 의해 정제 및 용해한 초산 코발트(II)를 완전하게 제거하였다. 계속하여, 디에틸에테르/헥산(v/v = 95/5)을 용매로 한 플래쉬 칼럼크로마토그래피(flash column chromatography, Rf값: CoTpivPP, 0.35; H2TpivPP 0.25)에 의해 분획하여 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)를 0.35g 얻었다(수율 65%).In order to prevent irreversible oxidation of cobalt (II) by water and oxygen, the atmosphere was purged with nitrogen for 30 minutes or more in advance, and 3.01 mL of free base material H 2 TpivPP 0.50 (0.5 mmol) and triethylamine And dissolved in 60 mL of chloroform. 3.50 g (40 equivalents, 20.0 mmol) of anhydrous cobalt (II) dissolved in 30 mL of methanol was added dropwise and the mixture was refluxed at 70 DEG C for 24 hours. After completion of the reaction, the unreacted cobalt (II) acetate was separated by filtration, and the concentrated filtrate was completely removed from the cobalt (II) acetate, which was purified and dissolved by a basic alumina column using chloroform as a solvent. Subsequently, the residue was fractionated by flash column chromatography (Rf value: CoTpivPP, 0.35; H 2 TpivPP 0.25) using diethyl ether / hexane (v / v = 95/5) as a solvent to obtain tetrapyral 0.35 g of phenyl porphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) was obtained (yield: 65%).

상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 합성은 J. Am. Soc. Chem., 97, 1427(1974)에 개시된 내용을 참고로 하여 행할 수도 있다.The synthesis of the tetrapivaloylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) is described in J. Am. Soc. Chem., 97, 1427 (1974).

[산소 흡탈착 물질의 제조][Production of oxygen absorbing / desorbing material]

상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)를 γ-부티로락톤 중에 용해시켜 5μM의 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP) 용액을 제조하였다. 상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP) 용액에 고전자 공여성의 축배위자로서 벤질이미다졸을 소정량 첨가함으로써 상기 벤질이미다졸이 자연히 상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 제5 위치에 배위된 산소 흡탈착 물질을 얻었다.The tetrapyropallylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) was dissolved in? -Butyrolactone to prepare a 5 占 테 solution of tetrapivaloylphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP). The benzylimidazole is naturally added to the tetraphenylpolypyrin-cobalt complex (CoTpivPP) solution by adding a predetermined amount of benzylimidazole as the axial ligand of the highly electron donated compound to form the tetraphenylpolypyrin-cobalt complex CoTpivPP) was obtained.

[실시예 2~4] [Examples 2 to 4]

상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP) 용액에 고전자 공여성의 축배위자로서 벤질이미다졸을 소정량 첨가한 대신, 이미다졸, 1-메틸이미다졸 및 트리틸이미다졸을 각각 소정량 첨가하여 이미다졸, 1-메틸이미다졸 및 트리틸이미다졸이 각각 자연히 상기 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 제5 위치에 배위된 실시예 2~4의 산소 흡탈착 물질을 얻은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 산소 흡탈착 물질을 얻었다. Instead of adding a certain amount of benzylimidazole as a coordinator ligand of a highly electron donor to the tetrapyropallyphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) solution, imidazole, 1-methylimidazole and tritylimidazole The imidazole, 1-methylimidazole, and tritylimidazole were naturally added to the oxygen of Examples 2 to 4, which were coordinated to the fifth position of the tetraphenylpolypyrin-cobalt complex (CoTpivPP) An oxygen absorbing / desorbing material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the absorbing / desorbing material was obtained.

[비교예 1][Comparative Example 1]

1. 아미노체 H2TamPP의 합성1. Synthesis of amino acid H 2 TamPP

500mL 가지 플라스크에 2-니트로벤즈알데히드 20.0g(132.4mmol), 피롤 9.2ml(132.4mmol)을 초산 400mL에 용해하고, 120?에서 30분 비점 환류했다. 반응 후, 실온까지 냉각하여 클로로포름을 50mL 첨가한 후에 여과, 클로로포름으로 세정하였다. 건조 후, 니트로체로서 3.53g(수율 13%)을 얻었다. 니트로체 5.0g(6.3mmol)을 염산 250mL에 용해시킨 후, 염화주석 이수화물 19.2g(84.9mmol)을 첨가하여 70℃에서 30분간 교반, 환원하였다. 반응 종료 후 충분히 냉각하면서 암모니아수로 중화 후 클로로포름으로 추출하였다. 용매 제거 후, 에탄올/헥산 혼합 용액으로 재결정 후, 여과, 메탄올 세정 및 건조를 거쳐 4종의 아트로프이성질체(atropisomer, α,α,α,α-, α,α, β, β-, α, β, α, β-, α,α, α, β-)로 이루어지는 아미노체 H2TamPP를 3.36g(수율 79%) 얻었다.20.0 g (132.4 mmol) of 2-nitrobenzaldehyde and 9.2 ml (132.4 mmol) of pyrrole were dissolved in 400 ml of acetic acid, and the mixture was boiling-point-refluxed at 120 ° C for 30 minutes. After the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 50 mL of chloroform was added thereto, followed by filtration and washing with chloroform. After drying, 3.53 g (yield 13%) of the nitrosome was obtained. After 5.0 g (6.3 mmol) of nitrosome was dissolved in 250 ml of hydrochloric acid, 19.2 g (84.9 mmol) of tin chloride dihydrate was added and the mixture was stirred at 70 캜 for 30 minutes for reduction. After completion of the reaction, the reaction mixture was sufficiently cooled, neutralized with aqueous ammonia and extracted with chloroform. After the solvent was removed, the product was recrystallized from a mixed solution of ethanol and hexane, filtered, washed with methanol and dried to obtain four kinds of atropisomers (α, α, α, α-, α, (yield: 79%) of an amino acid H 2 TamPP consisting of?,?,? -,?,?,?,? -

2. 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP의 합성2. Synthesis of free base S 2 H 2 TpivPP

상기 아트로프이성질체는 광·열적으로 평형 상태에 있고, α,α,α,α-체는 실리카겔에 대해서 특히 강한 흡착성을 나타낸다(클로로포름/디에틸에테르(v/v=4/1), Rf값: α,α,α,α-, 0.04;, α,α, β, β-, 0.43;, α, β, α, β-, 0.64;, α,α,α, β-, 0.77). 이하, 실험 조작은 전부 차광 조건하에서 수행하였다.The above-mentioned atropic isomer is in optically and thermally equilibrium state, and the α, α, α, α-isomer exhibits particularly strong adsorption to silica gel (chloroform / diethyl ether (v / v = 4/1) : α, α, α-, 0.04 ;, α, α, β, β-, 0.43 ;, α, β, α, β-, 0.64 ;, α, α, α, β-, 0.77). Hereinafter, the experimental operation was carried out under all light shielding conditions.

아미노체 3.0g(4.45mmol)을 벤젠 150mL에 용해시키고, 실리카겔 72g과 함께 80℃에서 24시간 비점 환류했다. 포르피린의 흡착한 실리카겔을 여과, 클로로포름에서 세정한 것으로 α, β, α, β-, α,α, β, β-체를 용출, 및 연속하여 클로로포름/디에틸에테르(v/v=4/1)을 용매로 한 칼럼 크로마토그래피에 의해 α,α,α, β-체 0.46g(수율 15%)을, 용매를 클로로포름/아세톤(v/v=1/1)으로 변경하고 α,α,α,α-체 2.34g(수율78%)을 각각 분획하였다. 상기 α,α,α,α-체 2.34g(수율78%)과 피리딘 10.8mL(40 등량, 138.8mmol)을 클로로포름 100mL에 용해시켰다. 염기성이 희박한 암모늄 수용액 세정에 의해 피리딘 및 피리딘 염산염을 제거하고, 중성을 나타내기까지 순수로 세정 후 클로로포름 추출을 거쳐 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP 2.75g(수율 78%)을 얻었다.3.0 g (4.45 mmol) of the amino compound was dissolved in 150 mL of benzene, and the mixture was refluxed for 24 hours at 80 캜 with 72 g of silica gel. The porphyrin-adsorbed silica gel was filtered and washed with chloroform to elute the α, β, α, β-, α, α, β and β-isomers and successively elute the chloroform / diethyl ether (v / v = 0.46 g (yield: 15%) of the α, α, α, β-isomer was obtained by changing the solvent to chloroform / acetone (v / v = 1/1) , and 2.34 g (yield: 78%) of the? -form were fractionated, respectively. 2.34 g (yield 78%) of the α, α, α, α-isomer and 10.8 mL (40 equivalents, 138.8 mmol) of pyridine were dissolved in 100 mL of chloroform. The pyridine and pyridine hydrochloride were removed by washing with a basic aqueous solution of ammonium. After washing with pure water until neutral, chloroform extraction was performed to obtain 2.75 g (yield 78%) of free base form H 2 TpivPP.

3. 피바로일기가 미배위된 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 합성3. Synthesis of tetraphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) in which the pseudorabies are not coordinated

물, 산소에 의한 코발트(II)의 불가역 산화를 방지하기 위해, 미리 30분간 이상 질소 치환하고, 질소 분위기 하에서 프리 베이스(free base)체 H2TpivPP 0.50(0.5mmol)과 트리에틸아민 3.0mL을 클로로포름 60mL에 용해시켜, 메탄올 30mL에 용해시킨 무수 산소 코발트(II) 3.50g(40등량, 20.0mmol)을 적하하고, 70℃에서 24시간 비점 환류시켰다. 반응 종료 후, 미반응의 초산 코발트(II)를 여과하여 구별하고, 농축한 여액을 클로로포름을 용매로 한 염기성 알루미나 컬럼에 의해 정제 및 용해한 초산 코발트(II)를 완전하게 제거하였다. 계속하여, 디에틸에테르/헥산(v/v = 95/5)을 용매로 한 플래쉬 칼럼크로마토그래피(flash column chromatography, Rf값: CoTpivPP, 0.35; H2TpivPP 0.25)에 의해 분획하여 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)를 0.35g 얻었다(수율 65%).In order to prevent irreversible oxidation of cobalt (II) by water and oxygen, the atmosphere was purged with nitrogen for 30 minutes or more in advance, and 3.01 mL of free base material H 2 TpivPP 0.50 (0.5 mmol) and triethylamine Dissolved in 60 mL of chloroform, and 3.50 g (40 equivalents, 20.0 mmol) of anhydrous cobalt (II) dissolved in 30 mL of methanol was added dropwise and the mixture was refluxed at 70 ° C for 24 hours. After completion of the reaction, the unreacted cobalt (II) acetate was separated by filtration, and the concentrated filtrate was completely removed from the cobalt (II) acetate, which was purified and dissolved by a basic alumina column using chloroform as a solvent. Subsequently, the residue was fractionated by flash column chromatography (Rf value: CoTpivPP, 0.35; H 2 TpivPP 0.25) using diethyl ether / hexane (v / v = 95/5) as a solvent to obtain tetraphenylporphyrin- To obtain 0.35 g of a cobalt complex (CoTpivPP) (yield: 65%).

[산소 흡탈착능 평가][Evaluation of Oxygen Adsorption / desorption Ability]

실시예 1~4의 산소 흡탈착 물질 및 비교예 1의 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 산소 흡탈착능을 하기의 산소 친화성의 평가방법에 의해 평가하였다.The oxygen adsorbing / desorbing materials of Examples 1 to 4 and the oxygen adsorption / desorption ability of the tetraphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) of Comparative Example 1 were evaluated by the following evaluation method of oxygen affinity.

즉, 우선, 실시예 1~4의 산소 흡탈착 물질이 γ-부티로락톤 중에 용해된 1.0M 용액을 조제하였다. 상기 용액에 온도 조건 25℃에서 순질소를 공급하였고, 551nm 흡수 피크에 있어서 UV-vis 스펙트럼을 각각 측정하였고, 흡광도 A1을 얻었다. 계속하여 순산소로 되기까지 산소를 공급한 후, 새로 생겨난 551nm 흡수 피크에 있어서 각 UV-vis 스펙트럼을 측정하였고, 흡광도 A2를 얻었다. 흡광도의 차 ㅿA(A2-A1)을 이용하여 상술한 [수학식 1]로 표시되는 Drago식을 이용하여 계산하였고, 실시예 1~4의 산소 친화성 파라미터 p50를 얻음과 함께 산소 결합율을 산출하였다.That is, first, a 1.0 M solution in which the oxygen absorbing / desorbing materials of Examples 1 to 4 were dissolved in? -Butyrolactone was prepared. Nitrogen was supplied to the solution at 25 ° C under a temperature condition, and the UV-vis spectrum at 551 nm absorption peak was measured, and the absorbance A 1 was obtained. Subsequently, oxygen was supplied until it became pure oxygen. Then, each UV-vis spectrum was measured at a newly generated absorption peak at 551 nm, and absorbance A 2 was obtained. (A 2 -A 1 ) was used to calculate the oxygen affinity parameter p 50 of Examples 1 to 4 and the oxygen affinity parameter p 50 of oxygen And the binding rate was calculated.

실시예 1~4의 산소 흡탈착 물질 및 비교예 1의 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)의 산소 친화성 파라미터 p50 및 산소 결합율을 하기 표 1에 나타내었다.Examples 1 to 4 oxygen adsorption-desorption material and tetraphenyl porphyrin of Comparative Example 1-an oxygen affinity parameter p 50 and the oxygen-binding rate of the cobalt complex (CoTpivPP) shown in Table 1 below.

고전자 공여성의 축배위자The axonist of high-electron ball women 산소 친화성 파라미터
(p50/㎝Hg)
Oxygen affinity parameter
(p 50 / cmHg)
산소 결합율
(%)
Oxygen binding rate
(%)
실시예 1Example 1 벤질이미다졸Benzylimidazole 2020 9191 실시예 2Example 2 이미다졸Imidazole 4343 6464 실시예 3Example 3 1-메틸이미다졸1-methylimidazole 3131 6767 실시예 4Example 4 트리틸이미다졸Tritylimidazole 2323 7979 비교예 1Comparative Example 1 -- 측정할 수 없음Can not measure 10 미만Less than 10

실시예 1~4의 산소 흡탈착 물질은 비교예 1의 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)에 비해 산소 결합율이 높았다. 또한 실시예 1~4의 산소 흡탈착 물질의 산소 결합율이 모두 60% 이상이었고, 비교예 1의 테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP)는 용매 중에서 산소 친화성 파라미터 p50 실질적으로 측정할 수 없었다. The oxygen adsorbing / desorbing materials of Examples 1 to 4 had higher oxygen binding ratio than the tetraphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) of Comparative Example 1. In addition, the oxygen adsorption / desorption materials of Examples 1 to 4 had an oxygen bonding ratio of 60% or more, and the tetraphenylporphyrin-cobalt complex (CoTpivPP) of Comparative Example 1 had an oxygen affinity parameter p 50 It could not be measured substantially.

100: 리튬 공기전지 10, 110: 양극
111: 집전체 112: 촉매층
11, 120: 음극 12, 130: 전해액
13: 고전자 공여성의 축배위자 14: 산소(O2)
100: lithium air cell 10, 110: positive electrode
111: collector 112: catalyst layer
11, 120: cathode 12, 130: electrolyte
13: Axisymmetric ligand of high electron donor 14: Oxygen (O 2 )

Claims (13)

산소를 양극 활물질로 하는 양극;
리튬 이온을 흡장 방출할 수 있는 재료를 음극 활물질로 하는 음극; 및
순산소 하에 산소 결합율이 60~95%인 산소 흡탈착 물질 및 용매를 함유하는 전해액을 포함하는 전기화학 디바이스.
A cathode having oxygen as a cathode active material;
A negative electrode comprising a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; And
An oxygen adsorption / desorption material having an oxygen bonding rate of 60 to 95% under pure oxygen, and an electrolytic solution containing a solvent.
제1항에 있어서, 상기 산소 흡탈착 물질이 제5 위치에 고전자 공여성의 축배위자가 배위되고, 제6 위치 방향에 피바로일기가 결합된 구조를 갖는 테트라페닐포르피린 유도체인 전기화학 디바이스.The electrochemical device according to claim 1, wherein the oxygen absorbing / desorbing material is a tetraphenylporphyrine derivative having a structure in which an axial ligand of a high electron donor is coordinated to a fifth position and a pivaloyl group is bonded to a sixth positional direction. 제1항에 있어서, 상기 산소 흡탈착 물질이 제6 위치에 산소 분자가 배위결합될 수 있는 테트라페닐포르피린 유도체인 전기화학 디바이스.The electrochemical device according to claim 1, wherein the oxygen absorbing / desorbing material is a tetraphenylporphyrine derivative capable of coordinating oxygen molecules at a sixth position. 제1항에 있어서, 상기 산소 흡탈착 물질이 테트라페닐포르피린-금속 착체를 포함하는 전기화학 디바이스.  The electrochemical device according to claim 1, wherein the oxygen adsorption / desorption material comprises a tetraphenylporphyrin-metal complex. 제1항에 있어서, 상기 산소 흡탈착 물질이 테트라피바로일페닐포르피린-코발트 착체(CoTpivPP) 또는 디이소프탈이미드테트라페닐포르피린-코발트 착체(CoTohthPP)를 포함하는 전기화학 디바이스.The electrochemical device according to claim 1, wherein the oxygen adsorbing / desorbing material comprises tetrapyropallyophenylporphyrine-cobalt complex (CoTpivPP) or diisophthalimide tetraphenylporphyrine-cobalt complex (CoThthPP). 제2항에 있어서, 상기 고전자 공여성의 축배위자가 아민류, 이민류, 이미다졸류, 또는 에테르류를 포함하는 전기화학 디바이스.The electrochemical device according to claim 2, wherein the axial ligand of the high electron donor comprises amines, imines, imidazoles, or ethers. 제2항에 있어서, 상기 고전자 공여성의 축배위자가 함질소 유기 배위자를 포함하는 전기화학 디바이스.The electrochemical device according to claim 2, wherein the axial ligand of the high electron donor comprises a nitrogen-containing organic ligand. 제1항에 있어서, 상기 산소 흡탈착 물질의 함량은 용매 100 중량부에 대해서 0.1 내지 3 중량부인 전기화학 디바이스.  The electrochemical device according to claim 1, wherein the content of the oxygen absorbing / desorbing material is 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. 제1항에 있어서, 상기 용매는 비수계 유기 용매인 전기화학 디바이스.  The electrochemical device according to claim 1, wherein the solvent is a non-aqueous organic solvent. 제1항에 있어서, 상기 전해액은 지지염을 더 포함하는 전기화학 디바이스.  2. The electrochemical device of claim 1, wherein the electrolyte further comprises a support salt. 제10항에 있어서, 상기 지지염은 리튬비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(LiTFSI) 및 리튬비스(펜타플루오로에탄술포닐)이미드(LiBETI) 중 적어도 1종인 전기화학 디바이스. The electrochemical device according to claim 10, wherein the support salt is at least one of lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) and lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (LiBETI). 제1항에 있어서, 상기 전기화학 디바이스는 리튬 공기 전지인 전기화학 디바이스.  The electrochemical device according to claim 1, wherein the electrochemical device is a lithium air battery. 제1항에 있어서, 상기 음극 활물질은 리튬 금속인 전기화학 디바이스.   The electrochemical device according to claim 1, wherein the negative electrode active material is lithium metal.
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