KR20140142038A - Cathode Active Material For Lithium-Sulfur Battery and Lithium-Sulfur Battery Comprising The Same - Google Patents

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이승호
박홍규
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Abstract

The present invention relates to a cathode active material for a lithium-sulfur battery and a lithium-sulfur battery including the same and, more specifically, to a sulfur-containing compound substituted with metal or transition metal having potential higher than sulfur, and to a lithium-sulfur battery including the same.

Description

리튬-유황 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬-유황 전지 {Cathode Active Material For Lithium-Sulfur Battery and Lithium-Sulfur Battery Comprising The Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode active material for a lithium-sulfur battery, and a lithium-sulfur battery including the cathode active material,

본 발명은, 리튬-유황 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬-유황 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속으로 치환된 유황-함유 화합물 및 이를 포함하는 리튬-유황 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium-sulfur battery and a lithium-sulfur battery including the same. More particularly, the present invention relates to a sulfur-containing compound substituted with a metal or a transition metal having a high reduction potential value Lt; RTI ID = 0.0 > lithium-sulfur < / RTI >

휴대용 전자기기의 소형화, 고집적화와 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)와 전기자동차의 개발에 따라 높은 에너지 밀도를 나타내는 이차전지가 요구된다. 2. Description of the Related Art [0002] A secondary battery exhibiting a high energy density is required due to miniaturization and high integration of portable electronic devices and development of hybrid electric vehicles (HEV) and electric vehicles.

리튬 유황 전지는, 양극 활물질로서 유황을 음극 활물질로서 리튬 금속을 이용하는 전지 시스템을 의미한다. 방전 중 양극의 유황은 전자를 받아들여 환원되며, 음극의 리튬은 이온화되면서 산화된다. The lithium sulfur battery means a battery system using lithium metal as a positive electrode active material and sulfur as a negative electrode active material. During the discharge, the sulfur in the anode is reduced by accepting electrons, and lithium in the cathode is ionized while being ionized.

유황의 환원반응은 유황-유황(S-S) 결합이 전자 2개를 받아들이며 유황 음이온 형태로 변환하는 과정이다. 한편, 리튬의 산화반응은, 리튬 금속이 전자를 내놓으면서 리튬 이온으로 변환하고, 리튬 이온은 전해질을 통해 양극으로 전달되어 유황음이온과 염을 형성한다. Sulfur reduction is a process in which the sulfur-sulfur (S-S) bond accepts two electrons and converts to sulfur anion form. On the other hand, in the oxidation reaction of lithium, lithium metal converts electrons into lithium ions while releasing electrons, and lithium ions are transferred to the anode through an electrolyte to form salts with sulfur anions.

방전 전의 유황은 환형의 S8구조를 가지고 있으며, 환원반응에 의해 리튬 폴리설파이드로 변환된다. 리튬 폴리설파이드가 완전히 환원되는 경우 리튬 설파이드(Li2S)가 생성되게 된다. The sulfur before discharge has a cyclic S 8 structure and is converted to lithium polysulfide by a reduction reaction. When the lithium polysulfide is completely reduced, lithium sulfide (Li 2 S) is produced.

양극과 음극 사이에 위치한 전해질은 리튬 이온의 이동 매개체 역할을 한다.The electrolyte located between the anode and cathode serves as a migration medium for lithium ions.

반대로 충전 중에는 양극의 유황은 전지를 내어주며 산화되고, 음극에서는 리튬 이온이 전자를 받아들여 리튬 금속으로 환원되는 반응이 일어난다. On the contrary, during charging, the sulfur of the anode gives off the battery and is oxidized. At the cathode, a reaction occurs in which lithium ions accept electrons and are reduced to lithium metal.

충전과정에서는 유황이 전자를 내어주며 유황 간의 결합이 형성되는 반응과 리튬 이온이 리튬 음극 표면에서 전자를 받아들여 리튬 금속으로 환원되는 반응이 일어난다. In the charging process, the sulfur gives off electrons, the reaction in which sulfur bonds are formed, and the reaction in which lithium ions receive electrons from the surface of the lithium anode and are reduced to lithium metal.

환형의 유황이 환원반응에 의해 깨어지는 경우에는 Sn2- 의 폴리설파이드 이온이 형성되며, n값은 유황사슬의 길이다. n값이 8 이상일 수 있고, 환형의 유황과 폴리설파이드는 아래의 화학적 반응에 의해 보다 긴 사슬을 가지는 폴리설파이드 이온으로 변환되기도 한다. When the cyclic sulfur is broken by the reduction reaction, polysulfide ions of Sn 2 - are formed, and the value n is the length of the sulfur chain. The value of n may be greater than or equal to 8, and cyclic sulfur and polysulfide may be converted to polysulfide ions having longer chains by the following chemical reaction.

S8 + Sn2- → Sn+8 2- S 8 + Sn 2 - > S n + 8 2-

이러한 리튬 유황 전지시스템의 가장 큰 특징은 다른 전지 시스템에 비해 이론 에너지 밀도가 월등히 높다는 것이다. 높은 에너지 밀도는 유황 및 리튬의 높은 비용량에 기인한다. 그러나 이를 달성하기 위해서는 유황 및 리튬의 높은 활용률이 확보되어야 한다. The most significant feature of this lithium sulfur battery system is that the theoretical energy density is much higher than other battery systems. The high energy density is due to the high specific capacity of sulfur and lithium. However, in order to achieve this, a high utilization rate of sulfur and lithium should be secured.

리튬 유황전지의 다른 하나의 특징은, 제조단가를 절감할 수 있다는 것이다.구체적으로, 가격이 저렴하고 풍부한 유황을 양극 활물질로 이용함으로써 전지의 제조단가를 절감할 수 있다. 또한, 리튬 이온전지의 음극 제조 공정은 슬러리 제조, 코팅, 건조 및 압연 공정을 포함하지만, 리튬 유황전지는 음극으로 리튬 금속을 전처리 없이 그대로 사용하므로 제조 공정을 간소화할 수 있는 결과, 제조단가를 절감할 수 있다. 또한, 리튬 이온전지는 활성화 공정을 통해 음극 활물질인 탄소재료에 리튬이 삽입되는 반응 시 발생하는 가스를 제거하지만, 리튬 유황전지는 리튬 이온이 리튬 금속의 표면에 퇴적(depositon)되는 반응으로 가스가 발생하지 않아 활성화 공정이 필요하지 않다. 이런 공정의 생략은 전지의 생산비용 절감에 큰 효과가 있다.Another feature of the lithium sulfur battery is that the manufacturing cost can be reduced. Specifically, the manufacturing cost of the battery can be reduced by using sulfur as a cathode active material at a low cost and inexpensive. In addition, although the negative electrode manufacturing process of a lithium ion battery includes a slurry production, coating, drying and rolling process, the lithium sulfur battery uses the lithium metal as the negative electrode without pretreatment, thereby simplifying the manufacturing process. can do. The lithium ion battery removes gas generated during the reaction in which lithium is inserted into the carbon material, which is an anode active material through the activation process. However, the lithium sulfur battery is a reaction in which lithium ions are deposited on the surface of the lithium metal, And no activation process is required. The omission of such a process has a great effect on the production cost reduction of the battery.

종래의 리튬 유황전지의 양극 활물질로 이용되는 유황은 부도체이므로, 유황양극은, 10 내지 40 중량%의 도전재가 첨가되는 것이 일반적이었다. 다량의 도전재의 첨가로 인해, 종래의 리튬 유황전지는 중량당 에너지 밀도가 저하되는 문제가 있었다. 또한, 다량의 도전재를 첨가함에도 불구하고, 종래의 리튬 유황전지는 출력 밀도 특성이 개선되지 않는 문제가 있었다. Since the sulfur used as the cathode active material of the conventional lithium sulfur battery is an insulator, it has been common that 10 to 40% by weight of the conductive material is added to the sulfur anode. Due to the addition of a large amount of conductive material, the conventional lithium sulfur battery has a problem that the energy density per weight is lowered. In addition, despite the addition of a large amount of conductive material, the conventional lithium sulfur battery has a problem that the output density characteristics are not improved.

더욱이, 종래의 리튬 유황전지는, 리튬 금속에 대한 안전성 문제를 여전히 포함하고 있고, 방전 시 양극에 생성되는 리튬 폴리설파이드가, 충전 시 리튬 금속 표면에 환원되어 리튬 금속 표면에 불안정한 막을 형성함으로써, 활성 유황의 양을 지속적으로 감소시키게 되는 결과, 싸이클 특성이 저하되는 등의 문제가 있었다.Moreover, the conventional lithium sulfur battery still contains a problem of safety against lithium metal, and lithium polysulfide produced on the anode at the time of discharging is reduced to the lithium metal surface upon charging to form an unstable film on the lithium metal surface, As a result, the amount of sulfur is continuously reduced, and as a result, the cycle characteristics are degraded.

상기한 문제를 해결하고자, 본 발명은, 유황의 환원반응을 억제하여 리튬 폴리설파이드의 생성을 최소화하고, 도전성을 갖는 유황-함유 화합물 및 이를 포함하는 리튬-황 전지를 제공하고자 한다. DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention aims to provide a sulfur-containing compound having conductivity by minimizing the production of lithium polysulfide by suppressing the reduction reaction of sulfur and a lithium-sulfur battery including the same.

하기 화학식 1로 표현되는 본 발명에 따른 유황-함유 화합물은, 유황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속으로 치환된 것을 특징으로 한다.
The sulfur-containing compound represented by the following formula (1) is characterized in that it is substituted with a metal or a transition metal having a higher reduction potential value than sulfur.

MXS (1)M X S (1)

상기 식에서, 0<X<1; M은 유황에 비해 높은 환원 포텐셜(potential) 값을 가지는 금속 또는 전이금속이다.Wherein 0 < X <1; M is a metal or transition metal having a higher reduction potential than sulfur.

상기 M은 유황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속으로서, 방전 시 유황에 비해 먼저 환원되어, 유황-유황 결합의 깨짐을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유황-함유 화합물은, 유황 음이온의 생성량을 감소시킬 수 있다. 이는, 결국, 리튬 폴리설파이드의 생성량이 최소화될 수 있음을 의미한다. The M is a metal or a transition metal having a higher reduction potential value than that of sulfur, and can be reduced prior to the discharge at the time of discharge, so that cracking of the sulfur-sulfur bond can be suppressed. Therefore, the sulfur-containing compound according to the present invention can reduce the amount of sulfur anion produced. This means that, finally, the amount of lithium polysulfide produced can be minimized.

또한, 상기 M은 도전성을 가진 금속 또는 전이금속이므로, 함량이 증가할 수록 금속 도전재로서의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유황-함유 화합물은 종래의 유황 양극에 비해 도전재의 함량을 줄일 수 있고, 이는 본 발명에 따른 유황-함유 화합물을 포함하는 리튬-유황 전지의 중량당 에너지 밀도를 높이는 효과를 가져올 수 있다. Further, since M is a conductive metal or a transition metal, the function as a metal conductive material can be performed as the content increases. Therefore, the sulfur-containing compound according to the present invention can reduce the content of the conductive material as compared with the conventional sulfur anode, and this has the effect of increasing the energy density per weight of the lithium-sulfur battery including the sulfur- Can be imported.

구체적으로, 상기 M은, 상기한 X 값의 범위 내에서, 유황의 일부를 치환할 수 있다. 상기 X 값에 따라 전기전도도 및 전극의 이론용량이 변할 수 있다. 다만, X 값이 1 이상인 경우에는, 중량당 에너지 밀도가 감소되므로 바람직하지 않다. Specifically, the M may substitute a part of sulfur within the range of the above X value. The electric conductivity and the theoretical capacity of the electrode can be changed according to the X value. However, when the X value is 1 or more, the energy density per weight is reduced, which is not preferable.

더욱 구체적으로, 상기 X는, 상기 유황의 환원 포텐셜인 -0.5VSHE 에 비해 환원 포텐셜이 높은 금속 또는 전이금속으로서, 주기율표 상의 3족 내지 14족에 해당하는 금속 또는 전이금속으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 구체적인 예로서, 상기 금속 또는 전이금속은, 크롬(Cr), 철(Fe), 카드뮴(Cd), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb), 및 구리(Cu) 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.More specifically, X may be a metal or transition metal having a reduction potential higher than -0.5 V SHE , which is the reduction potential of the sulfur, and may be one or more selected from metals or transition metals corresponding to Groups 3 to 14 on the periodic table As a specific example, the metal or transition metal may be at least one selected from the group consisting of Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, (Cu), and the like.

본 발명은, 또한, 상기한 유황-함유 화합물을 양극 활물질로 포함하는 양극; 리튬 금속 또는 리튬 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막; 을 포함하는 전극 조립체를 제공한다. The present invention also provides a positive electrode comprising a sulfur-containing compound as a positive electrode active material; A negative electrode selected from the group consisting of lithium metal and lithium alloy; And a separator interposed between the anode and the cathode; And an electrode assembly.

상기 리튬 합금은, 예를 들어, 리튬/알루미늄 합금 또는 리튬/주석 합금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The lithium alloy may be, for example, a lithium / aluminum alloy or a lithium / tin alloy, but is not limited thereto.

상기 양극은 도전재 및 바인더를 더 포함하고 있을 수 있다. The anode may further include a conductive material and a binder.

상기 양극은, 하기의 과정들을 포함하는 제조방법으로 제조할 수 있다. 상기 양극의 제조방법은, The anode may be manufactured by a manufacturing method including the following processes. The method of manufacturing the positive electrode includes:

바인더를 용매에 분산 또는 용해시켜 바인더 용액을 제조하는 과정; Dispersing or dissolving the binder in a solvent to prepare a binder solution;

상기 바인더 용액과 양극 활물질 및 도전재를 혼합하여 양극 슬러리를 제조하는 과정;Preparing a positive electrode slurry by mixing the binder solution, the positive electrode active material, and the conductive material;

상기 양극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 과정; Coating the positive electrode slurry on a current collector;

양극을 건조하는 과정; 및Drying the anode; And

양극을 일정한 두께로 압축하는 과정을 포함한다. 경우에 따라서는, 압연한 양극을 건조하는 과정을 더 포함할 수 있다. And compressing the anode to a constant thickness. In some cases, it may further include a step of drying the rolled positive electrode.

상기 바인더 용액 제조 과정은, 바인더를 용매에 분산 또는 용해시켜 바인더 용액을 제조하는 과정이다. The binder solution preparation process is a process of dispersing or dissolving the binder in a solvent to prepare a binder solution.

양극 활물질 및 도전재를 상기 바인더 용액에 혼합/분산시켜서 양극 슬러리를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 양극 슬러리는, 저장 탱크로 이송하여 코팅 과정 이전까지 보관할 수 있다. The positive electrode active material and the conductive material may be mixed / dispersed in the binder solution to prepare a positive electrode slurry. The cathode slurry thus prepared can be transferred to a storage tank and stored until the coating process.

상기 저장 탱크 내에서는, 양극 슬러리가 굳는 것을 방지하기 위하여, 계속하여 전극 슬러리를 교반할 수 있다. In the storage tank, the electrode slurry can be agitated continuously to prevent the positive electrode slurry from hardening.

상기 양극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 과정은, 양극 슬러리를 코터(coater) 헤드를 통과시켜 정해진 패턴 및 일정한 두께로 집전체 상에 코팅하는 과정이다.The process of coating the positive electrode slurry on the current collector is a process of coating the positive electrode slurry on the current collector with a predetermined pattern and a constant thickness by passing through a coater head.

상기 양극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 방법은, 양극 슬리러를 집전체 위에 분배시킨 후 닥터 블레이드(doctor blade) 등을 사용하여 균일하게 분산시키는 방법, 다이 캐스팅(die casting), 콤마 코팅(comma coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법 등을 들 수 있다. 또한, 별도의 기재(substrate) 위에 성형한 후 프레싱 또는 라미네이션 방법에 의해 양극 슬러리를 집전체와 접합시킬 수도 있다. The method of coating the positive electrode slurry on the current collector may include a method of uniformly dispersing the positive electrode slurry on a current collector and then using a doctor blade or the like, a die casting method, a comma coating method coating, screen printing, and the like. Alternatively, the positive electrode slurry may be bonded to the current collector by molding on a separate substrate, followed by pressing or lamination.

상기 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체는, 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. The current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the current collector may be made of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. The positive electrode current collector may be formed into various shapes such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface to enhance the bonding force of the positive electrode active material.

상기 건조 공정은, 금속 집전체에 코팅된 슬러리를 건조하기 위하여 슬러리 내의 용매 및 수분을 제거하는 과정으로, 구체적인 실시예에서, 50 내지 80℃의 진공 오븐에서 1 일 이내로 건조한다. The drying step is a step of removing the solvent and moisture in the slurry to dry the slurry coated on the metal current collector. In a specific embodiment, the drying step is performed within one day in a vacuum oven at 50 to 80 ° C.

상기 건조 과정 이후에는, 냉각 과정을 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 과정은 실온까지 서냉(slow cooling)하는 것일 수 있다. The drying process may further include a cooling process, and the cooling process may be a slow cooling process to a room temperature.

코팅 과정이 끝난 전극의 용량 밀도를 높이고 집전체와 활물질들 간의 접착성을 증가시키기 위해서, 고온 가열된 2개의 롤 사이로 전극을 통과시켜 원하는 두께로 압축할 수 있다. 이 과정을 압연과정이라 한다. In order to increase the capacity density of the coated electrode and increase the adhesion between the current collector and the active materials, an electrode can be passed between two rolls heated at a high temperature and compressed to a desired thickness. This process is called the rolling process.

상기 양극을 고온 가열된 2개의 롤 사이로 통과시키기 전에, 상기 양극은 예열될 수 있다. 상기 예열 과정은, 전극의 압축 효과를 높이기 위해서 롤로 투입되기 전에 전극을 예열하는 과정이다. The anode can be preheated before passing the anode between two hot, heated rolls. The preheating process is a process of preheating the electrode before it is introduced into the roll to increase the compression effect of the electrode.

압연된 전극은, 50 내지 80℃의 진공 오븐에서 1일 이내로 건조할 수 있다. 압연된 전극은 일정한 길이로 절단된 후 건조될 수도 있다.The rolled electrode can be dried within one day in a vacuum oven at 50-80 占 폚. The rolled electrode may be cut to a certain length and then dried.

상기 건조 과정 이후에는, 냉각 과정을 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 과정은 실온까지 서냉(slow cooling)하는 것일 수 있다. The drying process may further include a cooling process, and the cooling process may be a slow cooling process to a room temperature.

상기 분리막은 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(CelgardR 2400, 2300(Hoechest Celanese Corp. 제품), 폴리프로필렌 분리막(Ube Industries Ltd. 제품 또는 Pall RAI사 제품), 폴리에틸렌 계열(Tonen 또는 Entek) 등이 있다. The separator is made of an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like; Kraft paper and the like are used. Representative examples currently on the market include the Celgard R 2400, 2300 (from Hoechest Celanese Corp.), polypropylene separator (from Ube Industries Ltd. or Pall RAI), and polyethylene series (from Tonen or Entek).

경우에 따라서, 상기 분리막 위에는 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머의 대표적인 예로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separation membrane to increase the stability of the cell. Representative examples of such a gel polymer include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile.

전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 도전재는, 도전성이 우수하고 넓은 표면적을 제공할 수 있는 것이면 특별한 제한이 없으나, 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. The conductive material is not particularly limited as long as it is excellent in conductivity and can provide a large surface area. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는, 당해 업계에서 공지된 모든 바인더들일 수 있고, 구체적으로는, 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride, PVdF) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)을 포함하는 불소 수지계 바인더, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부티디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무를 포함하는 고무계 바인더, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈를 포함하는 셀룰로오스계 바인더, 폴리 알코올계 바인더, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌를 포함하는 폴리 올레핀계 바인더, 폴리 이미드계 바인더, 폴리 에스테르계 바인더 홍합 접착제, 실란계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 2 종 이상의 바인더들의 혼합물이거나 공중합체일 수 있다. The binder may be any binder known in the art and specifically includes a fluororesin binder including polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE), a binder such as styrene-butadiene But are not limited to, cellulose-based binders including carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, poly Or a mixture or copolymer of one or more binders selected from the group consisting of polyolefin binders, polyolefin binders, polyimide binders, polyester-based binder mussel adhesives, and silane-based binders.

상기 용매는, 바인더의 종류에 따라 선택적으로 사용될 수 있고, 예를 들어, 이소프로필 알코올, N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 등의 유기 용매와 물 등이 사용될 수 있다.The solvent can be selectively used depending on the type of the binder. For example, organic solvents such as isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone (NMP), and acetone and water can be used.

본 발명의 하나의 구체적인 실시예로서, PVdF를 NMP(N-methyl pyrrolidone)에 분산, 용해시키거나 SBR(Styrene-Butadiene Rubber)/CMC(Carboxy Methyl Cellulose)를 물에 분산, 용해시킴으로써, 바인더 용액을 제조할 수도 있다.As a specific example of the present invention, PVDF is dispersed and dissolved in NMP (N-methyl pyrrolidone) or SBR (Styrene-Butadiene Rubber) / CMC (Carboxy Methyl Cellulose) .

본 발명은, 또한, 상기 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 전지케이스에 내장하고, 전해질로 함침시킨 후, 전지 케이스를 밀봉한 구조의 리튬-유황 전지를 제공한다.The present invention also relates to the electrode assembly; And a lithium-sulfur battery having a structure in which the electrode assembly is embedded in a battery case, impregnated with an electrolyte, and then the battery case is sealed.

상기 전해질은, 리튬염을 함유하는 비수계 전해질이고, 비수계 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The electrolyte is a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like is used.

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. The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenylborate, imide, and the like can be used.

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 용매는 하나 또는 둘 이상의 유기 용매들의 혼합물일 수 있다.Examples of the nonaqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate , Gamma -butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, Diethyl ether, formamide, dimethyl formamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane A non-protonic organic solvent such as an ether, a methyl pyrophosphate, or an ethyl propionate is used as the solvent, a sulfone, a methyl sulfolane, a 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a propylene carbonate derivative, a tetrahydrofuran derivative, . The organic solvent may be a mixture of one or more organic solvents.

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.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

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.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

또한, 전해액에는 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 있으며, FEC(fluoro-ethylene carbonate), PRS(propene sultone), FPC(fluoro-propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (fluoro-ethylene carbonate, PRS (propene sultone), FPC (fluoro-propylene carbonate), and the like.

상기한 리튬-유황 전지를 포함하는 전지팩은 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전력 저장장치의 전원으로 사용될 수 있다. The battery pack including the lithium-sulfur battery includes an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) And can be used as a power source of a storage device.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 유황-함유 화합물은, 유황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속으로 유황의 일부를 치환하고 있으므로, 다량의 도전재가 포함되어 있지 않아도 된다. 따라서 이를 포함하는 리튬-유황 전지는, 중량당 에너지 밀도, 출력 특성 및 싸이클 특성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다. As described above, since the sulfur-containing compound according to the present invention substitutes a part of sulfur with a metal or a transition metal having a higher reduction potential value than sulfur, a large amount of conductive material may not be contained. Therefore, the lithium-sulfur battery including the lithium-sulfur battery can exhibit the effect of improving the energy density per unit weight, the output characteristic, and the cycle characteristic.

이하에서는 실시예 및 도면을 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 하기 실시예 및 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the following examples and drawings are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

니켈 파우더와 황을 1 : 2 원자%로 혼합하고, 이를 습식 분쇄(wet ball milling) 공정을 통하여 니켈, 황의 복합체를 얻었다. 상기 니켈, 황의 복합체 80.0 wt%, Super-P(도전재) 10.0 wt% 및 PVdF(바인더) 10.0 wt% 조성의 양극 합제를 용제인 N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 집전체 상에 코팅하여 로딩량이 3.2 mAh/cm2 인 양극을 제조하였다. Nickel powder and sulfur were mixed at 1: 2 atomic%, and a nickel / sulfur composite was obtained through a wet ball milling process. A positive electrode mixture of 80.0 wt% of the composite of nickel and sulfur, 10.0 wt% of Super-P (conductive material) and 10.0 wt% of PVdF (binder) was added to the solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) And then coated on an aluminum current collector to prepare a positive electrode having a loading amount of 3.2 mAh / cm 2 .

음극으로 약 150 마이크로미터 두께의 리튬 호일을, 전해액으로 1M LiN(CF3SO2)2가 용해된 디메톡시에탄과 디옥솔란의 혼합 전해액(부피비 5 : 4) 을 사용하고, 분리막으로 16 마이크로미터 두께의 폴리올레핀을 사용하여 리튬-황 전지를 제작하였다.
A lithium foil having a thickness of about 150 micrometers was used as a negative electrode and a mixed electrolyte (volume ratio of 5: 4) of dimethoxyethane and dioxolane in which 1 M LiN (CF 3 SO 2 ) 2 was dissolved as an electrolyte was used, Thick polyolefin was used to fabricate a lithium-sulfur battery.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

니켈, 황 복합체 대신에 황을 양극 활물질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬-황 전지를 제작하였다.
A lithium-sulfur battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that sulfur was used as a cathode active material instead of the nickel-sulfur composite.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1에서 제조된 리튬-황 전지에 대해, 충방전 측정장치를 사용하여 섭씨 25도에서 충방전 특성 변화를 시험하였다. 얻어진 전지는 0.1C/0.1C 충전/방전, 0.5C/0.5C 충전/방전하여 100 싸이클의 충방전을 반복하여, 초기 용량 대비 100 싸이클일 때의 용량 유지율(%)을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The lithium-sulfur battery manufactured in Example 1 was tested for charge-discharge characteristics at 25 degrees Celsius using a charge-discharge measuring apparatus. The obtained battery was subjected to charging and discharging at 0.1 C / 0.1 C charge / discharge and 0.5 C / 0.5 C charge / discharge, and the charge / discharge of 100 cycles was repeated to measure the capacity retention rate (%) at 100 cycles relative to the initial capacity. The results are shown in Table 1 below.

C-rateC-rate 0.1C0.1 C 0.5C0.5 C 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 100 싸이클 후 용량 유지율(%)Capacity retention after 100 cycles (%) 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 100 싸이클 후 용량 유지율(%)Capacity retention after 100 cycles (%) 실시예 1Example 1 850850 9090 800800 8585 비교예 1Comparative Example 1 10001000 4040 900900 3030

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 전지는 100 싸이클 이후에도 초기 용량과 비교하여 적어도 85% 이상의 높은 용량 싸이클 특성(용량 유지율)을 나타낸다. As shown in Table 1, the battery of Example 1 according to the present invention shows a high capacity cyclic characteristic (capacity retention rate) of at least 85% or more as compared with the initial capacity even after 100 cycles.

Claims (17)

하기 화학식 1로 표현되고, 유황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속으로 치환된 유황-함유 화합물:


MXS (1)
상기 식에서,
0<X<1;
M은 황에 비해 높은 환원 포텐셜 값을 가지는 금속 또는 전이금속이다.
A sulfur-containing compound represented by the following general formula (1) and substituted with a metal or a transition metal having a higher reduction potential value than sulfur:


M X S (1)
In this formula,
0 &lt; X &lt;1;
M is a metal or transition metal having a higher reduction potential value than sulfur.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 또는 전이금속은, 주기율표 상의 3족 내지 14족에 해당하는 금속 또는 전이금속으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유황-함유 화합물.The sulfur-containing compound according to claim 1, wherein the metal or transition metal is at least one selected from metals or transition metals corresponding to Group 3 to Group 14 on the periodic table. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 또는 전이금속은, 크롬(Cr), 철(Fe), 카드뮴(Cd), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 유황-함유 화합물.The method of claim 2, wherein the metal or transition metal is at least one selected from the group consisting of Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, 0.0 &gt; (Cu). &Lt; / RTI &gt; 제 2 항에 있어서, 상기 전이금속은 크롬(Cr)인 것을 특징으로 하는 유황-함유 화합물.The sulfur-containing compound according to claim 2, wherein the transition metal is chromium (Cr). 제 1 항에 있어서, 상기 유황의 레독스 포텐셜은 -0.5VSHE 인 것을 특징으로 하는 유황-함유 화합물.The sulfur-containing compound according to claim 1, wherein the redox potential of the sulfur is -0.5 V SHE . 제 1 항에 따른 유황-함유 화합물을 양극 활물질로 포함하는 양극;
음극; 및
상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
A cathode comprising the sulfur-containing compound according to claim 1 as a cathode active material;
cathode; And
A separator interposed between the anode and the cathode;
Wherein the electrode assembly comprises:
제 6 항에 있어서, 상기 음극은, 리튬 금속 또는 리튬 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The electrode assembly according to claim 6, wherein the negative electrode is made of lithium metal or a lithium alloy. 제 7 항에 있어서, 상기 리튬 합금은 리튬/알루미늄 합금 또는 리튬/주석 합금인 것을 특징으로 하는 전극 조립체. 8. The electrode assembly of claim 7, wherein the lithium alloy is a lithium / aluminum alloy or a lithium / tin alloy. 제 7 항에 따른 전극 조립체; 전해질; 및 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.An electrode assembly according to claim 7; Electrolyte; And a battery case. 제 9 항에 있어서, 상기 전해질은 리튬 염과 유기 용매를 포함하는 비수 전해액, 유기 고체 전해질 또는 무기 고체 전해질인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.The lithium-sulfur battery according to claim 9, wherein the electrolyte is a non-aqueous electrolyte, an organic solid electrolyte or an inorganic solid electrolyte including a lithium salt and an organic solvent. 제 10 항에 있어서, 상기 리튬염은,
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, 이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.
The lithium secondary battery according to claim 10,
LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li , LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate, there are lithium, characterized in that at least one selected from the group consisting of draw - Sulfur battery.
제 10 항에 있어서, 상기 유기 용매는, 비 양성자성 유기용매인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.11. The lithium-sulfur battery according to claim 10, wherein the organic solvent is an aprotic organic solvent. 제 12 항에 있어서, 상기 비 양성자성 유기용매는,
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 에틸으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.
13. The method of claim 12, wherein the aprotic organic solvent comprises
N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, gamma-butylolactone, -Dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, 4-methyl- , Diethyl ether, formamide, dimethyl formamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1 , 3-dimethyl-2-imidazolidinone, a propylene carbonate derivative, a tetrahydrofuran derivative, an ether, methyl pyrophosphate, and ethyl propionate.
제 10 항에 있어서, 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 중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.The organic solid electrolyte according to claim 10, wherein the organic solid electrolyte is selected from the group consisting of a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol , Polyvinylidene fluoride, and an ionic dissociation group. The lithium-sulfur battery according to claim 1, 제 10 항에 있어서, 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, 황산염으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.The method of claim 10, wherein the inorganic solid electrolyte is, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2, Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4, LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , A nitride, a halide and a sulfate of Li such as Li 4 SiO 4 , Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 and the like. - Sulfur battery. 제 9 항에 있어서, 0.5C의 전류로 섭씨 25도에서 충방전을 100 회 반복한 후, 최초 용량 대비 100 싸이클 때의 용량 유지율(%)이 85% 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.The lithium-sulfur battery according to claim 9, wherein the capacity retention ratio (%) at 100 cycles relative to the initial capacity is 85% or more after charge and discharge are repeated 100 times at 25 degrees Celsius with a current of 0.5C. 제 9 항에 있어서, 0.1C의 전류로 섭씨 25도에서 충방전을 100 회 반복한 후, 최초 용량 대비 100 싸이클 때의 용량 유지율(%)이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 리튬-유황 전지.The lithium-sulfur battery according to claim 9, wherein the capacity maintenance ratio (%) at 100 cycles with respect to the initial capacity is 90% or more after charging and discharging are repeated 100 times at a temperature of 25 ° C with a current of 0.1C.
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