KR20170057421A - 보호된 음극을 갖는 전기 화학 전지 - Google Patents

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Abstract

전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 전기 전도성 기판을 제공하는 단계; 금속 층을 기판 상에 증착시키는 단계; 기판 상에 다공성 층을 형성하기 위해 금속 층을 아노다이징하는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 다공성 층 상에 증착시키는 단계 - 층은 적어도 부분적으로 다공성 층의 공극들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는 단계; 알칼리 금속의 층을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 증착시키는 단계; 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 기판의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키며 임시 전극과 기판 사이에 전류를 통과시키고, 기판의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 기판 상의 다공성 층 대신에 전기 전도성 메쉬가 사용될 수 있다.

Description

보호된 음극을 갖는 전기 화학 전지{ELECTROCHEMICAL CELL WITH PROTECTED NEGATIVE ELECTRODE}
관련 출원들에 대한 상호-참조
[0001] 본 출원은, 2014년 9월 23일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/054,267 호의 이익 향유를 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 그의 전체 내용이 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0002] 본 개시물의 실시예들은 일반적으로, 전기 화학 전지들(electrochemical cells)에 관한 것이며, 더 구체적으로, 배타적인 것은 아니지만, 보호된 음극들(negative electrodes)에 관한 것이다.
[0003] 리튬-기반 배터리들의 경우의 일반적인 고장(failure) 모드는, 배터리 전극들을 단락시키도록 성장할 수 있는, 리튬 덴드라이트들(dendrites)의 성장이다. 명확히, 덴드라이트 형성의 발생을 감소시키는, 알칼리 금속 기반 배터리 전지 설계들이 필요하다.
[0004] 본 개시물은, 분리기(separator)에 의해 분리된 양극 및 음극, 및 이온 전도성 매트릭스(ionic conductive matrix)로서 작동하는 전해질을 포함하는, 배터리와 같은 전기 화학 에너지 저장 디바이스를 설명하며, 음극은 알칼리 금속 덴드라이트 형성의 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 음극은, 분리기로서 작동하는 치밀화된(densified) 이온 전도성 재료로 제조될 수 있다. 게다가, 음극은 보호된 알칼리 금속 전극으로서 구성될 수 있다.
[0005] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 기판 - 기판은 전기 전도성임 - 을 제공하는 단계; 금속 층을 기판 상에 증착시키는 단계; 기판 상에 다공성 층을 형성하기 위해 금속 층을 아노다이징하는(anodizing) 단계; 이온 전도성 재료의 층을 다공성 층 상에 증착시키는 단계 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 다공성 층의 공극들(pores) 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는 단계; 알칼리 금속의 층을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 증착시키는 단계; 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 기판의 표면으로 이동시키기(drive) 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키며 임시 전극과 기판 사이에 전류를 통과시키고, 기판의 표면에 알칼리 금속 저장소(reservoir)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
[0006] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 전기 전도성 메쉬(mesh)를 제공하는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 전기 전도성 메쉬 상에 증착시키는 단계 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 전기 전도성 메쉬의 홀들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는 단계; 알칼리 금속의 층을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 증착시키는 단계; 및 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 전기 전도성 메쉬의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키며 임시 전극과 전기 전도성 메쉬 사이에 전류를 통과시키고, 전기 전도성 메쉬의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
[0007] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 전기 전도성 기판을 제공하는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 전기 전도성 기판 상에 증착시키는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는 단계; 알칼리 금속의 층을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 증착시키는 단계; 및 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 전기 전도성 기판의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키며 임시 전극과 전기 전도성 기판 사이에 전류를 통과시키고, 전기 전도성 기판의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
[0008] 본 개시물의 이러한 그리고 다른 양태들 및 특징들은, 첨부한 도면들과 함께 특정 실시예들의 이하의 설명을 검토함에 따라 당업자에게 자명해질 것이다:
[0009] 도 1-5는, 몇몇 실시예들에 따른, 제 1 음극 제조 프로세스의 개략적인 단면도들이고;
[0010] 도 6-11는, 몇몇 실시예들에 따른, 제 2 음극 제조 프로세스의 개략적인 단면도들이며;
[0011] 도 12는, 몇몇 실시예들에 따른, 다공성 층(203)이 리튬 이온 전도체일 때 기판으로의 리튬 금속의 이동 이후의, 도 11의 구조를 도시하고;
[0012] 도 13은, 몇몇 실시예들에 따른, 다공성 층(203)이 리튬 이온 전도체가 아닐 때 기판으로의 리튬 금속의 이동 이후의, 도 11의 구조를 도시하며;
[0013] 도 14&15는, 몇몇 실시예들에 따른, 제 3 음극 제조 프로세스의 개략적인 단면도들이고; 그리고
[0014] 도 16은, 몇몇 실시예들에 따른, 추가적인 음극 구조의 개략적인 단면도이다.
[0015] 본 개시물의 실시예들은 이제, 도면들을 참조하여 상세하게 설명될 것이고, 도면들은, 당업자들이 본 개시물을 실시할 수 있게 하기 위해, 본 개시물의 예시적인 예들로서 제공된다. 본원에서 제공되는 도면들은, 실척으로 도시되지는 않은, 디바이스들 및 디바이스 프로세스 흐름들의 도면들을 포함한다. 특히, 이하의 예들 및 도면들은 본 개시물의 범위를 단일 실시예로 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 설명된 또는 예시된 엘리먼트들 중 일부 또는 전부의 상호 교환에 의해, 다른 실시예들이 가능하다. 또한, 공지된 컴포넌트들을 사용하여 본 개시물의 특정 엘리먼트들이 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있는 경우, 그러한 공지된 컴포넌트들의, 본 개시물의 이해를 위해 필요한 부분들만이 설명될 것이고, 그러한 공지된 컴포넌트들의 다른 부분들의 상세한 설명들은, 본 개시물을 방해하지 않기 위해, 생략될 것이다. 본 명세서에서, 단일 컴포넌트를 보여주는 실시예는 제한적인 것으로 여겨져서는 안된다; 오히려, 본 개시물은, 본원에서 명시적으로 다르게 언급되지 않는 한, 복수의 동일한 컴포넌트를 포함하는 다른 실시예들을 포함하도록 의도되며, 그 역으로도 마찬가지이다. 게다가, 출원인들은, 명시적으로 그렇게 언급하지 않는 한, 본 명세서 또는 청구항들에서의 어떠한 용어도 흔치 않은 또는 특별한 의미로 간주되도록 의도하지 않는다. 또한, 본 개시물은, 예시로서 본원에 언급된 공지된 컴포넌트들에 대한 현재의 그리고 미래의 공지된 등가물들을 포함한다.
[0016] 본 개시물은, 분리기에 의해 분리된 양극 및 음극, 및 이온 전도성 매트릭스로서 작동하는 전해질을 포함하는, 배터리와 같은 전기 화학 에너지 저장 디바이스를 설명하며, 음극은 리튬 금속 덴드라이트 형성의 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 게다가, 음극은 보호된 리튬 전극으로서 구성될 수 있다.
[0017] 도 1-3은, 음극의 제 1 실시예의 제조를 도시한다. 도 1에서, 또한, 예컨대, 구리, 스테인리스 스틸, 또는 전기 전도성 재료로 코팅된 유리와 같은 유전체 재료로 형성된 전류 집전체(collector)일 수 있는 기판(101)이 제공된다. 도 2에서, 기판은, 석류석(LLZO(LiLaZr 옥사이드), LLZTO(LiLaZrTa 옥사이드)), 황화물(LGPS(Li10GeP2S12), Li3PS4), 안티페로브스카이트들(antiperovskites)(도핑된(doped) Li3OX, X=할로겐), LiPON, 적합한 폴리머 재료들 및/또는 적합한 폴리머/겔(gel) 재료들, 등과 같은 이온 전도성 재료(102)로 코팅된다; 코팅은, 기판의 하나 또는 양쪽 측들 상에 증착될 수 있으며, PVD, 플라즈마 스프레이(spray), 열(thermal) 스프레이, 그린 테이프 증착(green tape deposition), 등과 같은 증착 기술을 사용하여 증착될 수 있다. 도 3에서, 치밀화된 이온 전도성 재료(103)를 형성하기 위해, 소성(firing), 소결(sintering), 레이저 또는 노(furnace) 어닐링(annealing), RTP, 등과 같은 방법을 사용하여 이온 전도성 재료가 치밀화된다. 치밀화된 이온 전도성 재료는, 덴드라이트 성장을 억제하기 위해 고종횡비 공극들을 갖거나 또는 핀홀들이 없어야(free) 한다. 도 3에 도시된 음극은, 실시예들에서 음극 상에 직접 증착될 수 있는 양극과 함께 취해질(taken) 수 있으며 양극과 결합될 수 있다. 음극 상의 치밀화된 이온 전도성 재료(103)는, 결과물 배터리에서 이온 전도성 분리기로서 작동한다. 이러한 실시예에서, 리튬 금속은 양극으로부터 나온다. 양극은, 액체 전해질을 이용하여 또는 액체 전해질 없이, Al 전류 집전체에 프린팅(printed)/코팅될 수 있으며, 양극에서 액체 전해질을 감소시키기 위해 활성(active) 재료가 Li-전도성 고체 전해질과 블렌딩될(blended) 수 있다. 따라서, 전기 화학 전지 조립체는 양극 상에 감소된 액체 전해질을 가질 수 있고, 음극 측 상에서는 액체 전해질이 존재하지 않는다. 또한, 양극은, 비틀림(tortuosity)을 감소시키고 더 높은 충전 레이트 성능을 얻기 위해, 패터닝될 수 있다.
[0018] 게다가, 도 3의 음극의 프로세싱은 도 4-5에 도시된 바와 같이 계속될 수 있다. 도 4에서, 리튬 금속(104)은 치밀화된 이온 전도성 재료(103) 상에 증착된다. (안전상의 이유들로, 리튬 금속 증착 지역은, 리튬 금속이 증착되는, 이온 전도성 재료의 표면의 지역보다 더 작게 만들어진다 - 리튬 금속은 에지들로부터 멀리 떨어져서 유지된다는 것을 주목한다.) 도 5에서, 예컨대, 구리로 형성된 임시 전극(도시되지 않음)은, 리튬(104)을 치밀화된 이온 전도성 재료(103)를 통해, 리튬 저장소(105)가 형성되는 기판/전류 집전체(101)의 표면으로 이동시키기 위해, 임시 전극과 기판/전류 집전체 사이에 전류가 통과될 수 있도록, 치밀화된 이온 전도성 재료의, 리튬이 덮힌(covered) 정상부 표면에 부착된다. 혼합된 이온 및 전기 전도성 옥사이드는, 리튬 전체가, 기판과 치밀화된 이온 전도성 재료 사이의 계면으로 전기 화학적으로 효과적으로 이동될 수 있도록, 치밀화된 이온 전도성 재료의 층과 리튬 금속의 층 사이에 증착될 수 있다. 도 5의 음극은, 상기 설명된 바와 같이, 배터리를 형성하기 위해, 양극과 함께 취해질 수 있으며 양극과 결합될 수 있다. 도 5의 실시예에서, 리튬 저장소가 보호된다 - 환경의 산화 엘리먼트들/화합물들로부터 리튬을 보호하는 데에 효과적일 수 있는 이온 전도성 재료의 층에 의해 음극의 표면으로부터 분리된다 - 는 것과, 이는, 음극의 취급을 더 쉽게 만든다는 것을 주목한다.
[0019] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극은: 전기 전도성 기판; 전기 전도성 기판 상의 이온 전도성 재료의 치밀화된 층; 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상의 알칼리 금속의 층; 및 전기 전도성 기판의 표면의 알칼리 금속 저장소 - 알칼리 금속 저장소는, 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 전기 전도성 기판의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키고 임시 전극과 전기 전도성 기판 사이에 전류를 통과시키는 것에 의해 형성됨 - 를 포함할 수 있다.
[0020] 도 6-11은, 음극의 제 2 실시예의 제조를 도시한다. 도 6에서, 또한, 예컨대, 구리, 스테인리스 스틸, 또는 전기 전도성 재료로 코팅된 유리와 같은 유전체 재료로 형성된 전류 집전체일 수 있는 기판(201)이 제공된다. 도 7에서, 기판은, 다공성 층을 형성하기에 적합한 금속(202), 예컨대, 알루미늄, 지르코늄 또는 티타늄으로 코팅된다; 코팅은 기판의 하나 또는 양쪽 측들 상에 증착될 수 있으며, PVD와 같은 증착 기술을 사용하여 증착될 수 있다. 도 8에서, 금속은 다공성 층(203)을 형성하기 위해 아노다이징된다. 공극들은, 금속 층의 두께를 오직 부분적으로만 또는 전체적으로 통해서 확장될 수 있다; 공극들은 전형적으로, 나노미터 규모(직경이 나노미터의 10s-미만(sub-10s) 내지 100s, 실시예들에서는 10㎚ 내지 500㎚ 범위)이며, 저밀도 또는 고밀도를 가질 수 있다. 다공성 층은 전형적으로, 1 내지 10미크론 두께, 실시예들에서는 2 내지 5미크론 두께의 범위이다. 도 9에서, 다공성 층은, 석류석(LLZO, LLZTO), 황화물(LGPS, Li3PS4), 안티페로브스카이트들(도핑된 Li3OX, X=할로겐), LiPON, 적합한 폴리머 재료들 및/또는 적합한 폴리머/겔 재료들, 등과 같은 이온-전도성 재료(204)로 코팅된다. 코팅(204)은, PVD, 열 증발, 열 스프레이, e-빔 증발, 화학 용액 증착 또는 화학 기상 증착을 사용하여, 적어도 부분적으로 공극들 내에 증착된다. 도 10에서, 치밀화된 이온 전도성 재료(205)를 형성하기 위해, 소성, 소결, 레이저 또는 노 어닐링, RTP, 등과 같은 방법을 사용하여 이온 전도성 재료가 치밀화된다. 실시예들에서, 치밀화된 이온 전도성 재료는, 덴드라이트 성장을 억제하기 위해 고종횡비 공극들을 갖거나 또는 핀홀들이 없다. 도 10에 도시된 음극은, 상기 설명된 바와 같이, 실시예들에서 음극 상에 직접 증착될 수 있는 양극과 함께 취해질 수 있으며 양극과 결합될 수 있다; 이러한 실시예에서, 리튬 금속은 양극으로부터 나온다.
[0021] 게다가, 도 10의 음극의 프로세싱은 도 11-13에 도시된 바와 같이 계속될 수 있다. 도 11에서, 리튬 금속(206)은 치밀화된 이온 전도성 재료(205) 상에 증착된다. (안전상의 이유들로, 리튬 금속 증착 지역은, 리튬 금속이 증착되는, 이온 전도성 재료의 표면의 지역보다 더 작게 만들어진다 - 리튬 금속은 에지들로부터 멀리 떨어져서 유지된다는 것을 주목한다.) 도 12&13에서, 예컨대, 구리로 형성된 임시 전극(도시되지 않음)은, 리튬(206)을 치밀화된 이온 전도성 재료(205)를 통해, 리튬 저장소(207/208)가 형성되는 기판/전류 집전체(201)의 표면으로 이동시키기 위해, 임시 전극과 기판/전류 집전체 사이에 전류가 통과될 수 있도록, 치밀화된 이온 전도성 재료의, 리튬이 덮힌 정상부 표면에 부착된다. 도 12는, 아노다이징된 금속이 이온 전도체인 실시예 - 예컨대, 각각, 금속이 지르코늄 또는 티타늄이고 다공성 층이 ZrOx 또는 TiOx로 형성된 경우 - 에 대한 결과를 도시하고, 도 13은, 아노다이징된 금속이 이온 전도체가 아니지만 리튬이 공극들의 표면을 따라서 이동할 수 있는 실시예 - 예컨대, 금속이 알루미늄이고 공극 층이 Al2O3으로 형성된 경우 - 에 대한 결과를 도시한다는 것을 주목한다. 도 12 또는 13의 음극은, 배터리를 형성하기 위해, 양극과 함께 취해질 수 있으며 양극과 결합될 수 있다. 도 12&13의 실시예에서, 리튬 저장소가 보호된다 - 환경의 산화 엘리먼트들/화합물들로부터 리튬을 보호하는 데에 효과적일 수 있는 이온 전도성 재료의 층에 의해 음극의 표면으로부터 분리된다 - 는 것과, 이는, 음극의 취급을 더 쉽게 만든다는 것을 주목한다.
[0022] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극은: 기판 - 기판은 전기 전도성임 -; 기판 상의 아노다이징된 다공성 금속 층; 다공성 층 상의 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 다공성 층의 공극들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상의 알칼리 금속의 층; 및 기판의 표면의 알칼리 금속 저장소 - 알칼리 금속 저장소는, 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 기판의 표면으로 이동시키기 위해, 예컨대, 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키고 임시 전극과 기판 사이에 전류를 통과시키는 것에 의해 형성됨 - 를 포함할 수 있다.
[0023] 도 14-15은, 음극의 제 3 실시예의 제조를 도시한다. 도 14에서, 유리 섬유 메쉬, 세라믹 섬유 메쉬, 또는 폴리머 메쉬와 같은 메쉬로 형성된 기판(301)이 제공된다. 도 15에서, 기판은, 석류석(LLZO, LLZTO), 황화물(LGPS, Li3PS4), 및/또는 안티페로브스카이트들(도핑된 Li3OX, X=할로겐)과 같은 이온-전도성 재료(302)로 코팅된다; 코팅은, 메쉬 기판의 정상부 측 상에 증착되며, PVD, 플라즈마 스프레이, 열 스프레이, 그린 테이프 증착, 열 증발, e-빔 증발, 화학 용액 증착 또는 화학 기상 증착, 등과 같은 증착 기술을 사용하여 증착될 수 있다. 게다가, 구리 금속과 같은 금속의 얇은 층(303)이, 이온 전도성 재료(302)로 다른 측 상에서 이미 코팅된 메쉬의 후면 측 상에 증착된다. 그런 다음, 이러한 구조는, 상기 설명된 바와 같이 치밀화를 거칠 수 있고, 그런 다음에 - 리튬 저장소가 있거나 또는 리튬 저장소 없이 - 음극으로서 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 가요성(flexible) 전극을 제공한다는 것을 주목한다.
[0024] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 유리 섬유 메쉬, 세라믹 섬유 메쉬, 또는 폴리머 메쉬와 같은 메쉬를 제공하는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 메쉬의 정면 측 상에 증착시키는 단계 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 메쉬의 홀들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 층을 증착시킨 이후, 금속의 층을 메쉬의 후면 측 상에 증착시키는 단계; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는 단계; 알칼리 금속의 층을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 증착시키는 단계; 및 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 메쉬의 후면 측 상의 금속의 층의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키며 임시 전극과 금속의 층 사이에 전류를 통과시키고, 금속의 층의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
[0025] 게다가, 상기 제조 프로세스에서 도 8의 구조를 대체하기 위해 전기 전도성 메쉬가 사용될 수 있는 실시예들에서, 메쉬의 홀들은 전형적으로, 미크론-규모(직경이 미크론의 10s-미만 내지 100s, 실시예들에서는 1미크론 내지 100미크론 범위)인 것이 주목되어야 하지만, 반면에, 아노다이징된 금속의 공극들은 전형적으로, 나노미터-규모이다.
[0026] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극은: 전기 전도성 메쉬; 전기 전도성 메쉬 상의 치밀화된 이온 전도성 재료의 층 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 전기 전도성 메쉬의 홀들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상의 알칼리 금속의 층; 및 전기 전도성 메쉬의 표면의 알칼리 금속 저장소 - 알칼리 금속 저장소는, 알칼리 금속을 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 전기 전도성 메쉬의 표면으로 이동시키기 위해, 예컨대, 임시 전극을 알칼리 금속의 층에 부착시키고 임시 전극과 전기 전도성 메쉬 사이에 전류를 통과시키는 것에 의해 형성됨 - 를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 전기 전도성 메쉬는, 도 15에 도시된 바와 같이, 이온 전도성 재료의 층에 대향하는(opposite), 메쉬의 측 상에 금속의 층으로 코팅된, 유리 섬유 메쉬, 세라믹 섬유 메쉬, 또는 폴리머 메쉬와 같은 메쉬를 포함할 수 있다.
[0027] 게다가, 도 8-15의 실시예들과 같은, 다공성 기판을 갖는 음극들이, 다공성 기판이 없는 음극들과 비교할 때, 배터리 사이클링(충전 및 방전 사이클들 동안 음극으로의 그리고 음극으로부터의 리튬의 반복된 이동)으로 인한 개선된 응력 취급(stress handling)을 보여줄 것으로 예상된다는 점이 주목되어야 한다.
[0028] 추가적인 실시예들에서, 전기 화학 전지를 제조하는 방법은, Al과 같은 하나 또는 그 초과의 금속들을 폴리-올레핀 분리기와 같은 분리기(401) 상에 증착시키는 단계, 및 덴드라이트 성장을 억제하는 수직으로 정렬된 나노 공극들을 갖는 아노다이징된 층(402)을 형성하기 위해 금속의 층을 아노다이징하고, 따라서 보호성 시트를 형성하며, 아노다이징된 금속이 리튬을 대면하는 상태로, 이러한 보호성 시트를, 구리 층과 같은 전류 집전체 층(404)으로 코팅된 리튬 금속(403)에 적층하는(laminating) 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 실시예들에서, 적층 이전에 적어도 부분적으로 공극들 내에 증착되는 이온 전도성 재료(405)(그리고 이온 전도성 재료는 치밀화될 수 있음)로 보호성 시트(sheet)가 코팅될 수 있으며, 이로써, 이온 전도성 재료는 리튬을 대면하고(facing), 덴드라이트 형성을 방지하는 것을 돕는다. 이온 전도성 재료는, 상기 설명된 실시예들에 대해 예들로서 제공되는 이온 전도성 재료들 중 하나 또는 그 초과일 수 있으며, 상기 설명된 바와 같은 방법들 및 장비를 사용하여 증착되고 치밀화될 수 있다. 도 16은, 이온 전도성 재료가 있는 결과물 음극 구조를 도시한다.
[0029] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법은: 분리기를 제공하는 단계; 분리기 상에 금속 층을 증착시키는 단계; 분리기 상에 다공성 층을 형성하기 위해 금속 층을 아노다이징하는 단계; 다공성 층 상에 이온 전도성 재료의 층을 증착시키는 단계 - 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 다공성 층의 공극들 내로 연장됨 -; 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하고, 보호성 시트를 형성하는 단계; 및 알칼리 금속의 층으로 코팅된 전류 집전체를 보호성 시트에 적층하는 단계 - 알칼리 금속은 치밀화된 이온 전도성 재료를 대면함 - 를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 알칼리 금속은 리튬이다.
[0030] 몇몇 실시예들에 따르면, 전기 화학 전지를 위한 음극은: 분리기; 상기 분리기 상의 아노다이징된 금속의 다공성 층; 다공성 층 상의 치밀화된 이온 전도성 재료의 층 - 치밀화된 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 다공성 층의 공극들 내로 연장됨 -; 상기 치밀화된 이온 전도성 재료 상의 알칼리 금속의 층; 및 알칼리 금속의 층 상의 전류 집전체를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 알칼리 금속은 리튬이다.
[0031] 본 개시물의 실시예들이 리튬 음극들을 참조하여 자세하게 설명되었지만, 본 개시물의 원리들 및 교시는 또한, 예컨대, 나트륨 또는 칼륨과 같은 다른 알칼리 금속 음극들에 적용된다.
[0032] 본 개시물의 실시예들이, 본 개시물의 특정 실시예들을 참조하여 구체적으로 설명되었지만, 형태 및 세부 사항들에서의 변경들 및 수정들이, 본 개시물의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 용이하게 자명해야 한다.

Claims (14)

  1. 전기 화학 전지(electrochemical cell)를 위한 음극(negative electrode)을 제조하는 방법으로서,
    기판 - 상기 기판은 전기 전도성임 - 을 제공하는 단계;
    금속 층을 상기 기판 상에 증착시키는 단계;
    상기 기판 상에 다공성 층을 형성하기 위해 상기 금속 층을 아노다이징하는(anodizing) 단계;
    상기 다공성 층 상에 이온 전도성 재료의 층을 증착시키는 단계 - 상기 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 상기 다공성 층의 공극들(pores) 내로 연장됨 -;
    상기 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는(densifying) 단계;
    상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 알칼리 금속의 층을 증착시키는 단계;
    알칼리 금속을 상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 상기 기판의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 상기 알칼리 금속의 층에 부착시키며 상기 임시 전극과 상기 기판 사이에 전류를 통과시키고, 상기 기판의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리 금속은 리튬 금속인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 층은, 알루미늄, 지르코늄, 및 티타늄으로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극들은 나노미터-규모의 공극들인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 전기 전도성 재료로 코팅된 유리인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 층을 증착시키는 단계는, 상기 금속 층의 물리 기상 증착을 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온 전도성 재료의 층을 증착시키는 단계는, 상기 이온 전도성 재료의 물리 기상 증착을 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온 전도생 재료의 층을 치밀화하는 단계는, 상기 이온 전도성 재료의 층을 노 어닐링(furnace annealing)하는 것을 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  9. 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법으로서,
    전기 전도성 메쉬(mesh)를 제공하는 단계;
    상기 전기 전도성 메쉬 상에 이온 전도성 재료의 층을 증착시키는 단계 - 상기 이온 전도성 재료의 층은 적어도 부분적으로 상기 전기 전도성 메쉬의 홀들 내로 연장됨 -;
    상기 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는(densifying) 단계;
    상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 알칼리 금속의 층을 증착시키는 단계; 및
    알칼리 금속을 상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 상기 전기 전도성 메쉬의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 상기 알칼리 금속의 층에 부착시키며 상기 임시 전극과 상기 전기 전도성 메쉬 사이에 전류를 통과시키고, 상기 전기 전도성 메쉬의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 알칼리 금속은 리튬 금속인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀들은 미크론-규모의 홀들인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 음극은 가요성(flexible)인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  13. 전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법으로서,
    전기 전도성 기판을 제공하는 단계;
    이온 전도성 재료의 층을 상기 전기 전도성 기판 상에 증착시키는 단계;
    상기 이온 전도성 재료의 층을 치밀화하는(densifying) 단계;
    상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층 상에 알칼리 금속의 층을 증착시키는 단계; 및
    알칼리 금속을 상기 이온 전도성 재료의 치밀화된 층을 통해 상기 전기 전도성 기판의 표면으로 이동시키기 위해 임시 전극을 상기 알칼리 금속의 층에 부착시키며 상기 임시 전극과 상기 전기 전도성 기판 사이에 전류를 통과시키고, 상기 전기 전도성 기판의 표면에 알칼리 금속 저장소를 형성하는 단계를 포함하는,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 알칼리 금속은 리튬 금속인,
    전기 화학 전지를 위한 음극을 제조하는 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180067266A (ko) * 2016-12-12 2018-06-20 현대자동차주식회사 차량용 웨더스트립 및 그 제조방법
WO2018144707A1 (en) 2017-02-01 2018-08-09 24M Technologies, Inc. Systems and methods for improving safety features in electrochemical cells
CN111108576B (zh) 2017-07-31 2023-03-07 24M技术公司 使用形状记忆材料的电流中断设备
US10854869B2 (en) * 2017-08-17 2020-12-01 24M Technologies, Inc. Short-circuit protection of battery cells using fuses
US10944103B2 (en) 2017-11-09 2021-03-09 Applied Materials, Inc. Ex-situ solid electrolyte interface modification using chalcogenides for lithium metal anode
JP6949142B2 (ja) * 2017-12-18 2021-10-13 日本碍子株式会社 Ｌｄｈセパレータ及び亜鉛二次電池
CN108232114B (zh) * 2017-12-30 2021-08-17 中南大学 复合负极、制备及其在制备锂离子电池中的应用
CN110247055B (zh) * 2018-03-30 2020-12-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种集流体，其极片和电化学装置
EP3832769A4 (en) * 2018-07-30 2021-11-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. LITHIUM SECONDARY BATTERY
CN112310407B (zh) * 2018-09-30 2022-03-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体、极片和电化学装置
US11631840B2 (en) 2019-04-26 2023-04-18 Applied Materials, Inc. Surface protection of lithium metal anode
CN112768776B (zh) * 2019-10-21 2022-06-24 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 柔性电池组件及其制造方法
CN112531206B (zh) * 2020-12-03 2021-11-23 北京大学 固态电解质材料及其制备方法、固态电解质片及全固态电池
CN117157784A (zh) * 2022-01-04 2023-12-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件、电池单体、电池及用电设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030162094A1 (en) * 2001-11-13 2003-08-28 Se-Hee Lee Buried anode lithium thin film battery and process for forming the same
WO2010030019A1 (ja) * 2008-09-10 2010-03-18 住友化学株式会社 非水電解質二次電池
WO2012108505A1 (ja) * 2011-02-10 2012-08-16 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290773A (ja) * 1993-03-30 1994-10-18 Nippondenso Co Ltd リチウム二次電池
US5494762A (en) 1992-01-16 1996-02-27 Nippondenso Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte lithium secondary cell
US6376123B1 (en) 1994-11-23 2002-04-23 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrodes
US6358643B1 (en) 1994-11-23 2002-03-19 Polyplus Battery Company Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
JPH08255610A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Canon Inc リチウム二次電池
JPH1012279A (ja) 1996-04-26 1998-01-16 Denso Corp 金属リチウム２次電池
US6402795B1 (en) 1998-02-18 2002-06-11 Polyplus Battery Company, Inc. Plating metal negative electrodes under protective coatings
US6955866B2 (en) 1998-09-03 2005-10-18 Polyplus Battery Company Coated lithium electrodes
JP2000173595A (ja) 1998-12-08 2000-06-23 Sony Corp 複合負極及びそれを用いた二次電池
JP2000195936A (ja) 1998-12-24 2000-07-14 Lapmaster Sft Corp 半導体ウエハの移送装置における把持機構
US6168884B1 (en) * 1999-04-02 2001-01-02 Lockheed Martin Energy Research Corporation Battery with an in-situ activation plated lithium anode
US20070221265A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Sion Power Corporation Rechargeable lithium/water, lithium/air batteries
US6911280B1 (en) 2001-12-21 2005-06-28 Polyplus Battery Company Chemical protection of a lithium surface
US7491458B2 (en) 2003-11-10 2009-02-17 Polyplus Battery Company Active metal fuel cells
TWI284997B (en) * 2005-08-04 2007-08-01 Nae-Lih Wu Electrochemical electrode for high-power application
US20140162108A1 (en) 2005-08-09 2014-06-12 Polyplus Battery Company Lithium battery with hermetically sealed anode
US7726975B2 (en) * 2006-06-28 2010-06-01 Robert Bosch Gmbh Lithium reservoir system and method for rechargeable lithium ion batteries
US7846571B2 (en) * 2006-06-28 2010-12-07 Robert Bosch Gmbh Lithium reservoir system and method for rechargeable lithium ion batteries
FR2910721B1 (fr) 2006-12-21 2009-03-27 Commissariat Energie Atomique Ensemble collecteur de courant-electrode avec des cavites d'expansion pour accumulateur au lithium sous forme de films minces.
US8526167B2 (en) * 2009-09-03 2013-09-03 Applied Materials, Inc. Porous amorphous silicon-carbon nanotube composite based electrodes for battery applications
US9112240B2 (en) * 2010-01-04 2015-08-18 Nanotek Instruments, Inc. Lithium metal-sulfur and lithium ion-sulfur secondary batteries containing a nano-structured cathode and processes for producing same
CN104115325B (zh) * 2012-01-24 2017-02-22 艾诺维克斯公司 用于能量存储装置的离子透过结构
KR101417268B1 (ko) * 2012-05-02 2014-07-08 현대자동차주식회사 리튬금속배터리용 리튬전극 및 그 제조방법
KR101410848B1 (ko) * 2012-11-30 2014-06-23 한국전기연구원 리튬이 도핑된 탄소 분말 제조방법 및 이의 제조장치 그리고, 리튬이 도핑된 탄소 전극의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030162094A1 (en) * 2001-11-13 2003-08-28 Se-Hee Lee Buried anode lithium thin film battery and process for forming the same
WO2010030019A1 (ja) * 2008-09-10 2010-03-18 住友化学株式会社 非水電解質二次電池
WO2012108505A1 (ja) * 2011-02-10 2012-08-16 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池

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