KR20160145091A - 리튬-황 배터리(Li-S)의 전기 화학 충전/방전을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

리튬-황 배터리(Li-S)의 전기 화학 충전/방전을 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전 방법에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 Li-S 배터리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 방법은 본 발명에 따른 충전/방전 방법을 구체화한다.

Description

리튬-황 배터리(Li-S)의 전기 화학 충전/방전을 위한 방법 및 디바이스{METHOD FOR THE ELECTROCHEMICAL CHARGING/DISCHARGING OF A LITHIUM-SULPHUR (LI-S) BATTERY AND DEVICE USING SAID METHOD}
본 발명은 일반적으로 음극이 황-기반 재료를 포함하며 양극이 리튬-기반 재료(Li-S)를 포함하는 전기 화학 전지들 및 배터리들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 방법을 실행하기 위한 Li-S 배터리 및 디바이스의 충전/방전 방법에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 본 발명에 따른 충전/방전 방법을 구체화하는, Li-S 배터리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
Li-S 배터리들과 같은 고 에너지 밀도 배터리들은 휴대용 전자 디바이스들의 사용이 증가함에 따라 수요가 점점 많아지고 있다. Li-S 배터리들에서의 화학 반응들은 고체 상들 및 가용성 중간체들 사이에서의 상 변화들과 함께 발생하는 변환 반응들에 기초하는 반면, 종래의 배터리들에서, 화학 반응들은 잘-정의된 고체 배지 내에서 발생한 인터칼레이션 반응들(intercalation reactions)에 기초한다. Li-S 배터리들에서의 음극들은 그에 따라 중요한 형태 및 체적 변화들을 겪는다. 이것은 긴 수명 사이클을 갖고 Li-S 배터리를 제조하는 것이 요구될 때 기본 도전들 중 하나를 구성한다. Li-S 배터리에서 간소화된 반응 기법은 다음과 같다:
Figure pct00001
각각의 단계에서의 화학 반응들은 다음과 같다:
(Ⅰ) S8(고체) + 2Li+ + 2e- → Li2S8(가용성); 0.25 전자/S (209 mAh/g)
(Ⅱ) Li2S8(가용성) + 2Li+ + 2e- → 2Li2S4 (가용성); 0.25 전자/S (209 mAh/g)
(Ⅲ) Li2S4 (고체) + 2Li+ + 2e- → 2Li2S2(고체); 0.5 전자/S (418 mAh/g)
(Ⅳ) Li2S2(고체) + 2Li+ + 2e- → 2Li2S (고체); 1 전자/S (836 mAh/g)
상기 개괄된 화학 반응들에서 고체 생성물들은 전자 전도도 및 리튬-이온 전도도 양자 모두에서 높은 저항률을 보여준다. 따라서, 이들 고체 생성물들의 형태의 제어는 Li-S 배터리의 가역성의 결정 시 중요한 인자이다(Jianming Zheng 외, 전기화학 회의 저널 2013, 160(11), A1992-A1996, "리튬-황 배터리들에서 Li2S2/Li2S의 제어된 핵 형성 및 성장 방법"). 다양한 제어 전략들이 이 기술분야에서 알려져 있다.
Li-S 배터리에서 고체 생성물들의 형태 제어를 위해 개발된 하나의 전략은 전도성 매트릭스(일반적으로 카본-계 재료) 안에 활성 황을 가두는 것으로 이루어진다. 이러한 전도성 매트릭스는 예를 들면 메조포러스 탄소(X. Ji, L.F. Nazar, J. Mat. Chem . 20 (2010) 9821-9826), 탄소 나노튜브(CNT) (G. Zheng, Q. Zhang, J.J. Cha, Y. Yang, W. Li, Z.W. Seh, Y. Cui, Nano Lett . (2013) 13, 1265-1270) 또는 그라핀 층들(L. Ji, M. Rao, H. Zheng, L. Zhang, Y. Li, W. Duan, J. Guo, E.J. Cairns, Y. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 133 (2011) 18522-18525)일 수 있다.
전도성 매트릭스 안에 의 황의 가둬넣기에 기초한 상기 다양한 접근법들은 흥미로운 결과들을 내왔으며, 이것은 고 에너지 배터리들(Li-S)이 유망하다는 것을 확인해 준다. 그러나, 이들 배터리들에 연관된 많은 결점들이 여전히 있다. 첫 번째로, 황 가둬넣기가 항상 완벽하거나 또는 영구적인 것은 아니다. 특정한 수의 사이클들 후, 가용성 황들은 매트릭스 밖으로 및 전해질로 확산된다. 두 번째로, 상기 전지의 체적 에너지 밀도는 합성 탄소의 매우 낮은 밀도로 인해, 종래의 Li-이온 배터리의 체적 에너지 밀도보다 양호하지 않다. 세 번째로, 가둬넣기 방법은 경제적으로 대규모로 실행 가능하지 않으며, 이것은 상업화를 어렵게 한다.
Li-S 배터리에서의 고체 생성물들의 형태 제어를 위한 다른 전략들은 전지에서 사용된 전해질의 특징에 기초한다. 이러한 접근법들은 예를 들면, 미국 제7,019,494호, 미국 제7,646,171호, 미국 제2006-0208701호 및 미국 제2005-0156575호에서 개시된다.
게다가, 다른 전략들은 Li-S 배터리의 충전 및/또는 방전에 기초하여 시도되어 왔다. 이러한 방법들은 예를 들면, Yu-Sheng Su 외, 2013년 12월 18일에 공개된, 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications), "긴 사이클 수명 동안 리튬-황 배터리들을 재충전하기 위한 전략적 접근법"; 및 미국 제8,647,769호에서 개시된다.
Li-S 배터리들의 성능 및 특성들을 개선하기 위한 전략들을 개발하기 위한 요구가 여전히 있다.
본 설명은 다수의 문서들을 인용하며, 그 내용은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된다.
발명자들은 Li-S 배터리에서 활성 재료의 형태 제어를 허용하는 충전/방전 방법을 개발하여 왔으며; 배터리의 용량 및 수명 사이클은 그에 따라 개선된다. 본 발명에 따른 방법은 제어 방법에서 툴로서 사용된다.
보다 구체적으로, 본 발명자들은 충전/방전 방법 동안, 사용된 전류의 프로필의 변화들이 배터리의 용량 및 수명 사이클의 개선을 허용한다는 것을 발견하여 왔다.
본 발명에 따른 방법은 Li-S 배터리 충전/방전 디바이스를 사용하여 실행될 수 있다. 본 발명은 이러한 디바이스에 관한 것이다.
게다가, 본 발명에 따른 방법은 Li-S 배터리에 대한 제조 방법에서, 특히 배터리의 형성 및/또는 노후화 스테이지에서 구체화될 수 있다. 본 발명은 이러한 제조 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 그것의 양상에 따라 다음을 제공한다:
(1) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 펄스 전류의 사용을 포함한다.
(2) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 충전 단계에서, 방전 단계에서, 또는 충전 및 방전 단계들 양자 모두에서 펄스 전류의 사용을 포함한다.
(3) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 단지 충전 단계에서만 펄스 전류의 사용을 포함한다.
(4) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 단지 방전 단계에서만 펄스 전류의 사용을 포함한다.
(5) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함한다.
(6) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 충전 단계에서, 방전 단계에서, 또는 충전 및 방전 단계들 양자 모두에서, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함한다.
(7) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 단지 충전 단계에서만, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함한다.
(8) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법으로서, 방전 단계에서만, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함한다.
(9) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는 펄스 전류를 제공하기 위해 적응된다.
(10) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는 펄스 전류, 정전류 또는 펄스 전류 및 정전류의 조합을 제공하기 위해 적응된다.
(11) Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는 펄스 전류 및 정전류를, 간헐적으로 제공하기 위해 적응된다.
(12) Li-S 배터리의 제조를 위한 방법으로서, 배터리의 형성 및/또는 노후화 단계를 포함하며, 상기 단계는 펄스 전류를 사용한다.
(13) Li-S 배터리의 제조를 위한 방법으로서, 배터리의 형성 및/또는 노후화 단계를 포함하며, 상기 단계는 펄스 전류 및 정전류의 조합을 사용한다.
(14) 항목 (1) 내지 항목 (8) 중 어느 하나에 따른 방법, 또는 항목 (10) 또는 항목 (11)에 따른 디바이스, 또는 항목 (12) 또는 항목 (13)에 따른 방법으로서, 상기 펄스 전류는 제2 시간 기간 동안 전류 방향의 역전에 앞서 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득된다.
(15) 항목 (1) 내지 항목 (8) 중 어느 하나에 따른 방법, 또는 항목 (10) 또는 항목 (11)에 따른 디바이스, 또는 항목 (12) 또는 항목 (13)에 따른 방법으로서, 상기 펄스 전류는 시간 기간 동안 휴지에 앞서 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득된다.
(16) 항목 (1) 내지 항목 (8) 중 어느 하나에 따른 방법, 또는 항목 (10) 또는 항목 (11)에 따른 디바이스, 또는 항목 (12) 또는 항목 (13)에 따른 방법으로서, 상기 펄스 전류는 약 0.1 시간 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제2 시간 기간 동안 전류 방향의 역전에 앞서 약 0.1 초 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득된다.
(17) 항목 (1) 내지 항목 (8) 중 어느 하나에 따른 방법, 또는 항목 (10) 또는 항목 (11)에 따른 디바이스, 또는 항목 (12) 또는 항목 (13)에 따른 방법으로서, 상기 펄스 전류는 약 0.1 시간 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 시간 기간 동안 휴지에 앞서 약 0.1 초 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득된다.
본 발명의 다른 목적들, 이점들 및 특징들은 단지 수반되는 도면들을 참조하여 예로서 제공된, 그것의 특정한 실시예들의 다음의 비-제한적인 설명의 판독 시 보다 명백해질 것이다.
도 1은 예 2의 배터리 대 비교 예 1의 배터리의 방전을 예시한다.
도 2는 예 3의 배터리 대 비교 예 1의 배터리의 방전을 예시한다.
도 3은 예 4의 배터리 대 비교 예 1의 배터리의 방전을 예시한다.
도 4는 예 5의 배터리 대 비교 예 1의 배터리의 방전을 예시한다.
도 5는 예 6의 배터리 대 비교 예 1의 배터리의 방전을 예시한다.
도 6a는 예 8(비교 예 2)의 배터리의 방전을 예시한다.
도 6b는 예 9의 배터리 대 비교 예 2의 배터리의 방전을 예시한다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("펄스 전류(pulsed current)")는 제한된 시간 기간 동안 전류 방향의 역전 또는 제한된 시간 기간 동안의 휴지에 앞서, 제한된 시간 기간 동안 전류의 인가를 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("정전류(constant current")는 중첩하는 시간에 대한 제한 없이, 제한된 전압 또는 에너지의 누적에 의해 제어되는 전류의 인가를 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("하이브리드 전류(hybrid current)")는 동일한 충전 또는 방전 단계 동안 펄스 전류 및 정전류의 조합의 사용을 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("충전")는 양의 전극이 산화되며 음의 전극이 환원되어, 양의 전극에서 음의 전극(양의 전류)로 전류의 플럭스를 발생시키는 전기 화학 반응들을 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("방전")는 양의 전극이 환원되며 음의 전극이 산화되어, 음에서 양의 전극(음의 전류)으로 전류의 플럭스를 발생시키는 전기 화학 반응들을 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("충전/방전")는 배터리의 충전 및/또는 방전을 나타낸다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어("충전 디바이스")는 배터리의 충전을 위해 전류를 발생시키는 전자 디바이스를 나타낸다.
본 발명자들은 Li-S 배터리에서 활성 재료의 형태 제어를 허용하는 충전/방전 방법을 개발하여 왔다. 본 발명에 따른 방법은 배터리의 용량 및 수명 사이클의 개선을 가능하게 한다. 방법은 Li-S 배터리에서 활성 재료의 형태 제어를 위한 툴로서 사용된다. 보다 구체적으로, 충전/방전 방법 동안, 사용된 전류 프로필의 변화들이 배터리의 용량 및 수명 사이클의 개선을 가능하게 한다는 것을 발견하여 왔다.
실제로, 전류가 전기 화학 전지들에서 반응(산화 또는 환원)의 속도를 나타낸다는 것을 고려해볼 때, 반응 속도론은 전류의 프로필을 프로그램함으로써 직접 제어될 수 있다.
종래의 재충전 가능한 리튬 배터리들에서, 전류는 일반적으로, 반응들이 일정한 레이트로 발생하도록 하는 방식으로, 배터리를 충전하기 위해 인가된다. 본 발명은 펄스 전류를 사용하는 방법을 제공한다. 방법은 Li-S 배터리에서 활성 황의 사용을 용이하게 한다. 펄스 전류는 Li-S 배터리에서의 반응들이 발생함에 따라 점진적으로 완화 및 재-평형을 제공하며, 형성된 고체 생성물들의 형태(S8, Li2S2, Li2S)는 덜 저항적이다. 실제로, 완화 또는 재-평형은 전해질에서 가용성 종들 및 고체 생성물들 사이에서의 상호 작용의 시간의 증가를 가능하게 한다.
본 발명은 충전 시간이 충전의 상태(SOC)의 영역들에 의존하여 맥동의 다양한 진폭들을 조합함으로써 감소될 수 있다는 점에서 또 다른 이점을 제공한다. 일반적으로, 높은 전류 조건들 하에서 발생하는 원치 않는 비가역성 반응들을 방지하기 위해 충전 속도를 제한하는 것이 필요하다. 펄스 전류의 인가는 충전 전류의 보다 용인 가능한 한계를 야기한다.
본 발명의 실시예에서, 방법은 황-기반 음극 재료를 사용하는 임의의 유형의 배터리에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 황은 원소 황, 유기-황, 탄소-황 조성들 또는 임의의 다른 유사한 조성일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 방법은 또한 고 중량 음극들(> 1 mg_황/cm2) 및/또는 점성 전해질(> 10 mPa·s)을 가진 전지들에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 Li-S 배터리의 충전/방전을 위해 사용된 충전 디바이스에서 실행될 수 있다. 본 발명들은 이러한 디바이스들에 관한 것이다.
게다가, 본 발명에 따른 방법은 Li-S 배터리를 위한 제조 방법에서 구체화될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 형성 및/또는 노후화 단계에서 구체화될 수 있다.
예들
본 발명은 이하에서의 예들에 의해 추가로 예시된다. 본 발명은 이들 예들에 의해 제한되지 않는다.
예 1: (비교 예 1)
a) 양의 전극 필름의 준비
폴리에틸렌 산화물 동종 중합체(PEO)(MM: 5.000.000)는 10% 분자량 농도에서, 아세토나이트릴 및 톨루엔의 혼합물(체적 비: 8:2)에서 용해된다. 황 분말(3 g), 도전성 카본 블랙(Ketjen black)(1 g), PEO 용액(4.49 g)이 현탁액을 획득하기 위해 유성 원심 혼합기(Thinky Mixer ARE-250)를 사용하여 함께 혼합된다. 부가적인 용제가 약 10000 cP의, 코팅에 적합한 점성에 도달하기 위해서와 같은, 혼합물(아세토나이트릴 + 톨루엔, 체적비: 8:2)에 부가된다. 그렇게 획득된 현탁액은 탄소로 커버된 알루미늄 포일 상에 코팅을 형성하기 위해 사용된다. 코팅의 형성은 200 ㎛ 갭을 가진 "닥터 블레이드(doctor blade)"를 사용하여 수행된다. 황의 중량은 용제의 증발에 따라 약 2 mg/cm2이다.
b) 전지 조립체
동전의 크기를 가진 CR2032 전지들은 양극으로서 분리기 Celgard 3501 및 리튬 포일(Hoshen, 200 ㎛)을 사용하여 헬륨 가스로 채워진 글러브 박스 안에서 조립된다. 그 후, 디메톡시에탄(DME) 및 1,3-디옥솔란(DOX)(체적 비: 1:1)의 혼합물에서 0.12 mL의 리튬 비스-(트리플루오로메틸술포닐)이미드(LiTFSI) 용액이 전지로 주입되어, 액체 전해질을 형성한다.
c) 형성
그렇게 구성된 전지는 12시간 동안 25℃에서 유지되고 그 후 25℃에서 1.6V 및 2.8V 사이에서, 3회, 0.1C의 정전류를 사용하여 충전/방전 방법에 따른다. 비교 예 1의 배터리의 방전 용량이 도 1 내지 도 5에 예시된다. 비교 예 1에 대해 획득된 용량은 909 mAh이다.
예 2
연속 전류 대신에, 펄스 전류가 형성 스테이지에서(충전 단계들 및 방전 단계들 동안) 인가된다. 펄스 전류는: 0.1C 전류가 20초 동안 전류의 방향의 역전에 앞서 60초 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 이것은 도 1에 예시된다. 이러한 펄스 전류의 인가는 컷오프 전압들이 도달될 때까지 반복된다. 다른 실험 조건들은 예 1에서와 동일하다. 예 2에서의 배터리 방전 용량은 비교 예 1과 비교하여 도 1에 예시된다. 예 2에서, 1034 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 1에서 획득된 용량보다 14% 더 높다.
예 3
연속 전류 대신에, 펄스 전류가 형성 스테이지에서(충전 단계들 및 방전 단계들 동안) 인가된다. 펄스 전류는: 0.1C 전류가 4초 동안 반대 방향으로 0.5C 전류에 앞서 60초 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 이것은 도 1에 예시된다. 이러한 펄스 전류의 인가는 컷오프 전압들이 도달될 때까지 반복된다. 다른 실험 조건들은 예 1에서와 동일하다. 예 3에서의 배터리 방전 용량은 비교 예 1과 비교하여 도 2에서 예시된다. 예 3에서, 1036 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 1에서 획득된 용량보다 14% 더 높다.
예 4
펄스 전류가 인가되며, 이것은: 0.1C 전류가 단지 방전 단계들 동안에만, 4초 동안 반대 방향으로 0.5C 전류에 앞서 60초 동안 인가되며; 정전류는 충전 단계 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 다른 실험 조건들은 예 1에서와 동일하다. 예 4에서의 배터리 방전 용량은 비교 예 1과 비교하여 도 3에서 예시된다. 예 4에서, 1048 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 1에서 획득된 용량보다 15% 더 높다.
예 5
펄스 전류가 인가되며, 이것은: 0.1C 전류가 단지 충전 단계들 동안에만, 20초 동안 반대 방향으로 0.1C 전류에 앞서 60초 동안 인가되며; 정전류는 방전 단계들 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 다른 실험 조건들은 예 1에서와 동일하다. 예 5에서의 배터리 방전 용량은 비교 예 1과 비교하여 도 4에 예시된다. 예 5에서, 1008 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 1에서 획득된 용량보다 11% 더 높다.
예 6
펄스 전류는 단지 방전 단계들의 30% 동안에만 인가된다. 이 예에서, 펄스 전류 및 정전류의 조합, 즉 "하이브리드 전류"가 인가된다는 것이 이해될 것이다. 다른 실험 조건들은 예 4에서와 동일하다. 예 6에서의 배터리 방전 용량은 비교 예 1과 비교하여 도 5에서 예시된다. 예 6에서, 951 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 1에서 획득된 용량보다 5% 더 높다.
예 7(비교 예 2)
N-프로필-N-메틸피롤리디늄 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 (PY13TFSI), DME 및 DOX의 혼합물(체적 비: 2:1:1)에서의 리튬 비스-(트리플루오로메틸술포닐)이미드(LiTFSI) 0.5 M이 전지에 주입되어, 액체 전해질을 형성한다. 다른 실험 조건들은 예 1에서와 동일하다. 예 7(비교 예 2)에서의 배터리 방전 용량은 도 6a에 예시된다. 비교 예 2에서 획득된 용량은 288 mAh이다.
예 8
연속 전류 대신에, 펄스 전류가 형성 스테이지에서 인가된다. 펄스 전류는: 0.1C 전류가 2시간 휴지에 앞서 1시간 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 휴지에 앞서 이러한 펄스 전류의 인가는 컷오프 전압들이 도달될 때까지 반복된다. 다른 실험 조건들은 예 7에서와 동일하다. 예 8에서의 배터리 방전 용량은 예 7(비교 예 2)과 비교하여 도 6b에서 예시된다. 예 8에서, 458 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 2에서 획득된 용량보다 59% 더 높다.
예 9
연속 전류 대신에, 펄스 전류가 형성의 스테이지에서 인가된다. 펄스 전류는: 0.1C 전류가 6시간 휴지에 앞서 6시간 동안 인가된다는 점에서 특성화된다. 휴지에 앞서 이러한 펄스 전류의 인가는 컷오프 전압들이 도달될 때까지 반복된다. 다른 조건들은 예 7에서와 동일하다. 예 9에서의 배터리 방전 용량은 예 7(비교 예 2)과 비교하여 도 6c에서 예시된다. 예 9에서, 816 mAh의 용량이 도달된다. 이것은 비교 예 2에서 획득된 용량보다 183% 더 높다.
이하의 표 1은 예 1 내지 예 9에서의 다양한 실험 조건들을 개괄한다.
전해질 방전 충전 용량
예 1
(비교 예 1)		 액체 정전류 정전류 909 mAh
예 2 액체 펄스 전류
(-0.1C*60초, +0.1C*20초)		 펄스 전류
(+0.1C*60초, -0.1C*20초)		 1034 mAh
예 3 액체 펄스 전류
(-0.1C*60초, +0.5C*4초)		 펄스 전류
(+0.1C*60초,
-0.5C*4초)		 1036 mAh
예 4 액체 펄스 전류
(-0.1C*60초, +0.1C*20초)		 정전류 1048 mAh
예 5 액체 정전류 펄스 전류
(+0.1C*60초, -0.1C*20초)		 1008 mAh
예 6 액체 하이브리드 전류 정전류 951 mAh
예 7
(비교 예 2)		 이온성 액체 정전류 정전류 288 mAh
예 8 이온성 액체 휴지
2시간		 휴지
2시간		 458 mAh
예 9 이온성 액체 휴지
6시간		 휴지
6시간		 816 mAh
본 발명의 실시예에서, 전지에서의 전해질은 상기 예들에서 설명된 바와 같이 액체 형태로 있다. 전해질은 또한 예 7 내지 예 9에서 설명된 바와 같이 이온성 액체일 수 있다. 이 기술분야의 숙련자에 의해 이해될 바와 같이, 다른 유형들의 전해질이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 전류의 진폭에 한계는 없다.
청구항들의 범위는 예들에서 제시된 바람직한 실시예들에 의해 제한되지 않아야 하지만, 전체로서 설명과 일치하는 가장 넓은 해석을 제공받아야 한다.

Claims (17)

  1. 펄스 전류(pulsed current)의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  2. 충전 단계에서, 방전 단계에서, 또는 상기 충전 단계 및 상기 방전 단계 양자 모두에서 펄스 전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  3. 충전 단계에서만 펄스 전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  4. 방전 단계에서만 펄스 전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  5. 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  6. 충전 단계에서, 방전 단계에서, 또는 상기 충전 단계 및 상기 방전 단계 양자 모두에서, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  7. 충전 단계에서만, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  8. 방전 단계에서만, 조합하여, 펄스 전류 및 정전류의 사용을 포함하는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 방법.
  9. 펄스 전류를 제공하기 위해 적응되는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스.
  10. 펄스 전류, 정전류 또는 펄스 전류 및 정전류의 조합을 제공하기 위해 적응되는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스.
  11. 펄스 전류 및 정전류를, 간헐적으로, 제공하기 위해 적응되는, Li-S 배터리 또는 전지의 충전/방전을 위한 디바이스.
  12. 배터리의 형성 및/또는 노후화 단계를 포함하며, 상기 단계는 펄스 전류를 사용하는, Li-S 배터리의 제조를 위한 방법.
  13. 배터리의 형성 및/또는 노후화 단계를 포함하며, 상기 단계는 펄스 전류 및 정전류의 조합을 사용하는, Li-S 배터리의 제조를 위한 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법, 또는 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 디바이스, 또는 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 방법에 있어서, 상기 펄스 전류는 제2 시간 기간 동안 전류 방향의 역전에 앞서 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득되는, 방법 또는 디바이스 또는 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법, 또는 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 디바이스, 또는 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 방법에 있어서, 상기 펄스 전류는 시간 기간 동안 휴지에 앞서 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득되는, 방법 또는 디바이스 또는 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법, 또는 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 디바이스, 또는 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 방법에 있어서, 상기 펄스 전류는 약 0.1 시간 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제2 시간 기간 동안 전류 방향의 역전에 앞서 약 0.1 초 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득되는, 방법 또는 디바이스 또는 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 방법, 또는 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 디바이스, 또는 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 방법에 있어서, 상기 펄스 전류는 약 0.1 시간 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 시간 기간 동안 휴지에 앞서 약 0.1 초 내지 약 10 시간 사이에서 지속되는 제1 시간 기간 동안 정전류를 인가함으로써 획득되는, 방법 또는 디바이스 또는 방법.
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