KR20180031833A - Separator for sodium ion rechargeable battery and sodium ion rechargeable battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나트륨이온전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막에 표면코팅을 하여 전해액과의 젖음성을 개선한 나트륨이온전지용 분리막 및 이를 포함하는 나트륨이온전지에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium ion battery, and more particularly, to a separator for a sodium ion battery and a sodium ion battery including the same, wherein the separator is coated with a surface thereof to improve wettability with an electrolytic solution.
전자제품의 디지털화와 고성능화 등으로 소비자의 요구가 바뀜에 따라 시장요구도 박형, 경량화와 고에너지 밀도에 의한 고용량을 지니는 전지의 개발로 흐름이 바뀌고 있는 상황이다. 또한, 미래의 에너지 및 환경 문제를 대처하기 위하여 하이브리드 전기 자동차나 전기 자동차 및 연료전지 자동차의 개발이 활발히 진행되고 있는 바, 자동차 전원용으로 전지의 대형화가 요구되고 있다.As consumers' demands have changed due to digitization and high performance of electronic products, market demand is changing due to the development of batteries with high capacity due to thinness, light weight and high energy density. In addition, in order to cope with future energy and environmental problems, development of hybrid electric vehicles, electric vehicles and fuel cell vehicles has been actively promoted, and it is required to increase the size of batteries for automobile power sources.
소형 경량화 및 고용량으로 충방전 가능한 전지로서 리튬 계열 이차전지가 실용화되고 있으며, 소형 비디오 카메라, 휴대전화, 노트퍼스컴 등의 휴대용 전자 및 통신기기 등에 이용되고 있다. 리튬 이차전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되며, 충전에 의해 양극활물질로부터 나온 리튬 이온이 음극 활물질에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등의 양 전극을 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 충반전이 가능하다.Lithium secondary batteries have been put to practical use as batteries that can be miniaturized and lightweight and can be recharged with a high capacity, and are used in portable electronic devices such as portable video cameras, mobile phones, and notebook personal computers and communication devices. The lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte. The lithium secondary battery functions to transfer energy while reciprocating both electrodes such as lithium ions from the positive electrode active material charged into the negative electrode active material, This is possible.
한편, 최근에는 리튬 대신에 나트륨을 이용한 나트륨 기반 이차전지(이하‘나트륨이온전지’라 함)의 연구가 다시 재조명되고 있다. 나트륨은 자원 매장량이 풍부하기 때문에 리튬 대신에 나트륨을 이용한 이차전지를 제작할 수 있다면 이차전지를 낮은 비용으로 제조할 수 있게 된다.Recently, research on sodium-based secondary batteries (hereinafter referred to as "sodium ion batteries") using sodium instead of lithium has been reexamined. Since sodium is abundant in resource reserves, secondary batteries can be manufactured at low cost if sodium secondary batteries can be manufactured instead of lithium.
여기서, 리튬이온전지에서는 폴리올레핀 계열의 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 분리막을 사용하였으나, 이를 나트륨이온전지에 적용할 경우, 전해액에 잘 젖지 않아 전지 성능 구현이 어려운 단점이 있다.Polyethylene (PE) or polypropylene (PP) separator is used for the lithium ion battery. However, when it is applied to a sodium ion battery, it is difficult to achieve battery performance because it is not wetted with the electrolyte solution .
따라서, 나트륨이온전지에 사용되는 전해액과 적합성이 우수한 분리막이 요구되어지고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for a separation membrane excellent in compatibility with an electrolyte solution used in a sodium ion battery.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 테트라에틸 오소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 분리막 표면에 코팅하여 전해액의 젖음성을 향상시켜 나트륨 이온의 원활한 이동을 촉구하는 나트륨이온전지용 분리막 및 이를 포함하는 나트륨이온전지를 제공하는데 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a separator for a sodium ion battery and a sodium ion battery including the separator, wherein the separation membrane is coated with tetraethyl orthosilicate (TEOS) on the surface of the separator to improve the wettability of the electrolyte, The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 나트륨이온전지용 분리막은 폴리올레핀 계열의 화합물로 이루어진 분리막 모재 및 상기 분리막 모재의 표면에 테트라에틸 오소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)로 코팅하여 형성된 코팅막을 포함한다.In order to achieve the above object, a separation membrane for a sodium ion battery according to the present invention includes a separation membrane base material made of a polyolefin-based compound and a coating film formed by coating a surface of the separation membrane base material with tetraethyl orthosilicate (TEOS).
또한 상기 분리막 모재는, 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the separation membrane base material is characterized by comprising polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
또한 상기 분리막 모재는, 아세톤 및 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide, BPO)이 혼합된 용액에 30분 내지 2시간 동안 침지된 후, 15℃ 내지 25℃에서 자연 건조되는 것을 특징으로 한다.The separation membrane base material is immersed in a mixed solution of acetone and benzoyl peroxide (BPO) for 30 minutes to 2 hours, followed by naturally drying at 15 to 25 ° C.
또한 상기 코팅막은, 상기 분리막 모재가 TEOS 용액에 침지된 후, 80℃ 내지 100℃에서 열처리되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Also, the coating film is formed by immersing the separation membrane base material in a TEOS solution, followed by heat treatment at 80 ° C to 100 ° C.
또한 젖음각(wetting angle)이 50°이하인 것을 특징으로 한다.And a wetting angle of 50 DEG or less.
본 발명에 따른 나트륨이온전지는, 방전할 때 나트륨 이온을 저장하는 양극재를 함유하는 양극, 충전할 때 상기 나트륨 이온을 저장하는 음극재를 함유하는 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 나트륨 이온을 전달하고, 폴리올레핀 계열의 화합물로 이루어지는 분리막 모재와, 상기 분리막 모재의 표면에 TEOS로 코팅하여 형성된 코팅막을 함유하는 분리막 및 상기 양극과 상기 음극에 상기 나트륨 이온을 전달 매개체로 사용하고, 나트륨염(sodium salt)을 함유하는 전해질을 포함한다.A sodium ion battery according to the present invention comprises a cathode containing a cathode material for storing sodium ions when discharging, a cathode containing a cathode material for storing the sodium ions when charged, a cathode containing the sodium ion between the anode and the cathode, And a separation membrane containing a coating film formed by coating with TEOS on the surface of the separation membrane base material and a separation membrane using the sodium salt as a medium for transferring the sodium ion to the anode and the cathode, sodium salt).
또한 상기 전해질은, 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC) 및 탄산에틸렌(Ethylene Carbonate, EC)이 혼합된 용매에 과염소산나트륨(NaClO4) 또는 헥사플루오로인산나트륨(NaPF6)이 추가되는 것을 특징으로 한다.The electrolyte is characterized in that sodium perchlorate (NaClO 4 ) or sodium hexafluorophosphate (NaPF 6 ) is added to a solvent in which propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC) are mixed .
본 발명에 따른 나트륨이온전지용 분리막 및 이를 포함하는 나트륨이온전지는 TEOS를 분리막 표면에 코팅하여 전해액의 젖음성을 향상시켜 나트륨 이온의 원활한 이동을 촉구하여 전기화학적 특성을 높일 수 있다.The separator for a sodium ion battery and the sodium ion battery including the same according to the present invention can improve the wettability of electrolyte by coating TEOS on the surface of the separator, thereby promoting smooth migration of sodium ions and improving electrochemical characteristics.
도 1은 본 발명에 따른 나트륨이온전지의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 젖음각(wetting angle)을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 전기화학 성능평가를 도시한 도면이다. 1 is a schematic view showing the structure of a sodium ion battery according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing the wetting angle of the separation membrane before and after the coating of the coating film according to Examples and Comparative Examples of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a separation membrane before and after coating of a coating film according to an embodiment and a comparative example of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing an electrochemical performance evaluation of a separation membrane before and after coating of a coating film according to Examples and Comparative Examples of the present invention. FIG.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the appended drawings denote like elements, unless indicated otherwise. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 나트륨이온전지의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view showing the structure of a sodium ion battery according to the present invention.
도 1을 참조하면, 나트륨이온전지(100)는 전해액(40)에 대한 분리막(30)의 젖음성을 향상시켜 나트륨 이온(15)의 원활한 이동을 촉구하여 전기화학적 특성을 높일 수 있다. 나트륨이온전지(100)는 방전할 때 나트륨 이온(15)을 저장하는 양극재(양극 활물질)(11)를 함유하는 양극(10), 충전할 때 나트륨 이온(15)을 저장하는 음극재(음극 활물질)(24)를 함유하는 음극(20), 양극(10)과 음극(20) 사이에 나트륨 이온(15)을 전달하는 분리막(30) 및 양극(10)과 음극(20)에 나트륨 이온(15)을 전달 매개체로 사용할 수 있으며, 나트륨염(Sodium Salt)를 함유하는 전해질(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
보다 상세하게는, 양극(10)은 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극재(11)가 환원되는 전극이다. 즉, 양극(10)은 전자를 모아서 외부도선으로 보내주는 양극 집전체(13)와 나트륨 이온(15)의 삽입 및 탈리반응을 할 수 있는 구조를 가진 양극재(11)로 이루어져 있다. 예를 들면, 양극재(11)는 나트륨 금속 화합물을 포함할 수 있다. 금속 화합물은 산소 이온(11a)과 금속 이온(11b)로 구성될 수 있다.More specifically, the
음극(20)은 음극재(21)가 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 전극이다. 즉, 음극(20)은 양극(10)과 같이 전자를 모아서 외부도선으로 보내주는 음극 집전체(23)와 나트륨 이온(15)의 삽입 및 탈리반응을 할 수 있는 구조를 가진 음극재(21)로 이루어져 있다. 예를 들면, 음극재(21)는 그라파이트(graphite)를 포함할 수 있다.The
분리막(30)은 나트륨 이온(15)이 이동할 수 있도록 미세한 모공을 가진 구조로 가질 수 있으며, 분리막(30)은 후술되는 전해액(40)이 충분히 스며들어 젖음성이 향상된다. 즉, 분리막(30)은 젖음각이 50°이하로 낮아짐에 따라 젖음성이 향상되어 나트륨이온전지의 방전용량을 향상시켜줄 수 있다. The
분리막(30)은 폴리올레핀 계열의 화합물로 이루어지는 분리막 모재(31) 및 분리막 모재(31)의 표면에 테트라에틸 오소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)로 코팅하여 형성된 코팅막(33)을 포함한다. 분리막 모재(31)는 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)을 포함할 수 있다. The
분리막(30)은 다음과 같은 제조과정을 통해 형성될 수 있다. 우선, 분리막 모재(31)를 전처리 과정을 수행한다. 분리막 모재(31)는 아세톤 및 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide, BPO)이 혼합된 용액에 30분 내지 2시간 동안 침지되고, 바람직하게는 1시간 동안 침지가 된다. 분리막 모재(31)는 침지가 완료되면 상온 즉, 15℃ 내지 25℃에서 자연 건조를 수행하여 전처리 과정을 수행한다. The
다음으로, 전처리 과정이 완료된 분리막 모재(31)에 코팅막(33)을 형성한다. 분리막 모재(31)는 TEOS 용액에 침지된 후, 80℃ 내지 100℃에서 열처리되어 코팅막(33)을 형성하고, 바람직하게는 90℃에서 열처리를 수행한다. Next, a
여기서, 전술된 분리막(30)의 제조과정은 일 실시예일 뿐 이에 한정되지 않으며, 다양한 방법을 통해 분리막 모재(31)에 코팅막(33)을 형성할 수 있다.Here, the manufacturing process of the
전해질(40)은 양극(10)의 환원 또는 음극(20)의 산화반응이 화학적 조화를 이루도록 물질이동 즉, 나트륨 이온(15)의 이동이 일어나게 하는 매개체이다. 이 때, 전해질(40)은 나트륨염(sodium salt)을 함유한다. 전해질(40)은 유전율이 높으면서 점성이 낮다. 즉, 전해질(40)은 유전율이 높아짐으로써 나트륨염의 해리가 잘 이루어지고, 점성이 낮음으로써 나트륨 이온(15)의 전달이 용이해질 수 있다. 여기서, 전해질은 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC) 및 탄산에틸렌(Ethylene Carbonate, EC)이 혼합된 용매에 과염소산나트륨(NaClO4) 또는 헥사플루오로인산나트륨(NaPF6)이 추가될 수 있다.The
다시 말하면, 나트륨이온전지(100)는 내부 활물질의 화학에너지(chemical energy)를 화학적 반응에 의해 전기에너지로 변환하는 기기이다. 나트륨이온전지(100)는 전기화학 반응이 일어나 전자가 도선을 통하여 외부로 빠져 나갈 수 있도록 특별한 내부구조로 이루어져 있으며, 도선을 통하여 흐르는 전자는 전기 에너지의 원천이 되어 전기를 제공할 수 있다. 나트륨이온전지(100)의 구성요소는 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극재(11)가 환원되는 전극인 양극(10), 음극재(21)가 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 전극인 음극(20), 활물질의 환원반응 및 산화반응이 화학적 조화를 이룰 수 있도록 물질 이동이 일어나는 매개체인 전해질(40) 및 양극(10)과 음극(20)의 물리적 접촉을 방지하고, 분리막 모재(31)의 표면에 TEOS가 포함된 코팅막(33)이 형성된 분리막(30)으로 구성된다.In other words, the
한편, 나트륨이온전지(100)의 음극(20)은 전자를 내어주고 산화되는 물질이며, 이와 반대로 양극(10)은 전자를 받아 환원되는 물질이다. 나트륨이온전지(100)가 외부 로드(load)(50)와 연걸되어 방전 반응을 진행할 때 두 전극은 각각 전기 화학적으로 반응하여 전기 에너지로 변환한다. 이 때, 음극(20)의 산화반응에 의해 생성된 전자는 외부 로드(50)를 경유하여 양극(10)으로 이동하고, 양극재(11)와 환원반응을 일으킨다. 따라서, 전기적 회로는 음극(20)과 양극(10) 방향으로의 음이온과 양이온의 물질 이동에 의해 전해질(40) 내에서 완성될 수 있다.On the other hand, the
이하, 본 발명에 따른 분리막(30)에 대한 실시예 및 비교예를 통하여 성능평가를 수행하였다. 비교예는 일반적인 PE 분리막으로 성능평가를 하였으면, 실시예는 본 발명에 따른 PE 분리막 모재의 표면에 TEOS가 코팅된 분리막(이하‘PE-TEOS 분리막’이라 함)으로 성능평가를 하였다. 이 때, 분리막을 제외한 다른 구성요소들은 동일한 조건에서 실험을 수행하였다.Hereinafter, the performance of the
여기서, PE-TEOS 분리막은 하기와 같은 방법으로 제조되었다. 첫째, PE 분리막 모재를 아세톤과 BPO를 혼합한 용액에 1시간 동안 침지한 후, 상온에서 자연 건조를 수행하였다. 둘째, 자연 건조가 수행된 PE 분리막 모재를 TEOS 용액에 침지한 후 90℃에서 열처리를 수행하여 PE-TEOS 분리막을 제조하였다.Here, the PE-TEOS separation membrane was prepared as follows. First, the PE separator base material was immersed in a mixture of acetone and BPO for 1 hour and then naturally dried at room temperature. Secondly, PE-TEOS membranes were fabricated by immersing the naturally dried PE membrane base material in TEOS solution and then heat-treating at 90 ° C.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 젖음각을 도시한 도면이다. 도 2(a)는 PE 분리막에 대한 젖음각을 도시한 도면이고, 도 2(b)는 PE-TEOS 분리막에 대한 젖음각을 도시한 도면이다.2 is a view showing the wetting angle of the separation membrane before and after the coating of the coating film according to the embodiment of the present invention and the comparative example. FIG. 2 (a) is a view showing the wetting angle with respect to the PE separation membrane, and FIG. 2 (b) is a view showing the wetting angle with respect to the PE-TEOS separation membrane.
도 2를 참조하면, PE 분리막과 PE-TEOS 분리막의 전해액에 대한 젖음성을 확인하였다.Referring to FIG. 2, the wettability of the PE separator and the PE-TEOS separator with respect to the electrolyte was confirmed.
도 2(a)에서, PE 분리막은 젖음각이 76.5°로 높으며, 분리막이 전해액에 잘 젖지 않아는 것을 우측 상단의 사진으로부터 확인할 수 있다.In FIG. 2 (a), the PE separator has a high wetting angle of 76.5 °, and it can be seen from the photograph on the upper right that the separator does not get wet with the electrolyte solution.
이와 반면에, 도 2(b)에서, PE-TEOS 분리막은 젖음각이 48.3°로 낮아졌으며, 우측 상단의 사진에서도 분리막에 전해액의 함침이 진행되는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, in FIG. 2 (b), the wetting angle of the PE-TEOS separator was lowered to 48.3 °, and the impregnation of the electrolyte into the separator was confirmed at the upper right photograph.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 도시한 도면이다. 도 3(a)은 PE 분리막의 표면에 대한 주사전자현미경 이미지를 도시한 도면이고, 도 3(b)은 PE-TEOS 분리막의 표면에 대한 주사전자현미경 이미지를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a separation membrane before and after coating of a coating film according to an embodiment and a comparative example of the present invention. 3 (a) is a scanning electron microscope image of the surface of the PE separator, and FIG. 3 (b) is a scanning electron microscope image of the surface of the PE-TEOS separator.
도 3을 참조하면, PE 분리막의 표면과 PE-TEOS 분리막의 표면에 대한 상태를 확인하였다.Referring to FIG. 3, the surface of the PE separator and the surface of the PE-TEOS separator were confirmed.
도 3(a)에서 PE 분리막의 표면은 고유의 그물망 형태의 기공구조들을 관찰할 수 있으나, 도 3(b)에서 PE-TEOS 분리막의 표면은 표면 모폴로지 변화를 확인할 수 있다. 즉, PE-TEOS 분리막은 TEOS가 PE 표면에 코팅되었음을 유추할 수 있다.In FIG. 3 (a), the surface of the PE separator can observe native pore structures, but FIG. 3 (b) shows the surface morphology of the PE-TEOS separator. That is, the PE-TEOS separator can deduce that TEOS is coated on the surface of the PE.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 코팅막의 코팅 전후에 대한 분리막의 전기화학 성능평가를 도시한 도면이다. 도 4(a)는 PE 분리막의 전기화학 성능을 도시한 도면이고, 도 4(b)는 PE-TEOS 분리막의 전기화학 성능을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a graph showing an electrochemical performance evaluation of a separation membrane before and after coating of a coating film according to Examples and Comparative Examples of the present invention. FIG. 4 (a) shows the electrochemical performance of the PE separator, and FIG. 4 (b) shows the electrochemical performance of the PE-TEOS separator.
도 4를 참조하면, PE 분리막과 PE-TEOS 분리막의 전기화학 성능 평가를 위하여 CR2032 코인셀을 제조하였다. 양극은 Na0 . 7Ni0 . 2Co0 . 1Mn0 . 7O2, 음극은 Na금속을 이용하여 반전지 평가를 수행하였으며, 전해액으로는 PC와 EC를 부피비율 1:1로 혼합한 용매에 1몰의 NaClO4 염을 용해시켜 사용하였다.Referring to FIG. 4, a CR2032 coin cell was prepared for evaluating the electrochemical performance of a PE separator and a PE-TEOS separator. The anode is Na 0 . 7 Ni 0 . 2 Co 0 . 1 Mn 0 . 7 O 2 , and Na metal. The electrolyte solution was prepared by dissolving 1 mol of NaClO 4 in a mixture of PC and EC in a volume ratio of 1: 1.
도 4(a)에서 PE 분리막은 충방전 용량이 거의 발현되지 않았으나, 도 4(b)에서 PE-TEOS 분리막은 약 100mAh/g의 방전 용량을 나타냄을 확인하였다. In FIG. 4 (a), the charge / discharge capacity of the PE separator was almost not exhibited, but it was confirmed that the PE-TEOS separator had a discharge capacity of about 100 mAh / g in FIG. 4 (b).
이를 통해, PE 분리막은 전해액에 잘 젖지 않아 양극과 음극 사이에서의 나트륨이온의 이동 경로를 확보하기 곤란하였던 반면, PE-TEOS 분리막은 TEOS 표면코팅으로 인해 전해액 젖음성이 향상되어 나트륨이온전지의 성능 구현이 가능하게 되었음을 확인할 수 있다.The PE membrane was not well wetted by the electrolyte solution, and it was difficult to secure the path of sodium ions between the anode and the cathode. On the other hand, the PE-TEOS membrane improved the electrolyte wettability due to the TEOS surface coating, It can be confirmed that this is possible.
따라서, 본 발명에 따른 폴리올레핀 분리막 모재에 TEOS 표면코팅한 기술은 나트륨이온전지용 전해액에 대한 젖음성을 향상시켜 나트륨이온전지의 성능 구현을 가능하게 하는데 효과적임을 확인하였다.Accordingly, it has been confirmed that the technique of coating the surface of the polyolefin separator according to the present invention with TEOS is effective in improving the wettability of the electrolyte for a sodium ion battery, thereby realizing performance of the sodium ion battery.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.
10: 양극
11: 양극재
11a: 산소 이온
11b: 금속 이온
13: 양극 집전체
15: 나트륨 이온
20: 음극
21: 음극재
23: 음극 집전체
30: 분리막
31: 분리막 모재
33: 코팅막
40: 전해질
50: 외부 로드
100: 나트륨이온전지10: positive electrode 11: positive electrode material
11a:
13: positive electrode collector 15: sodium ion
20: cathode 21: anode material
23: anode current collector 30: separator
31: separator base material 33: coating film
40: electrolyte 50: external load
100: Sodium ion battery
Claims (7)
상기 분리막 모재의 표면에 테트라에틸 오소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)로 코팅하여 형성된 코팅막;
을 포함하는 나트륨이온전지용 분리막.A separation membrane base material made of a polyolefin series compound; And
A coating film formed by coating a surface of the separation membrane base material with tetraethyl orthosilicate (TEOS);
A separator for a sodium ion battery.
상기 분리막 모재는,
폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나트륨이온전지용 분리막.The method according to claim 1,
The separation membrane base material,
A separator for a sodium ion battery, characterized by comprising polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
상기 분리막 모재는,
아세톤 및 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide, BPO)이 혼합된 용액에 30분 내지 2시간 동안 침지된 후, 15℃ 내지 25℃에서 자연 건조되는 것을 특징으로 하는 나트륨이온전지용 분리막.The method according to claim 1,
The separation membrane base material,
Wherein the membrane is immersed in a mixed solution of acetone and benzoyl peroxide (BPO) for 30 minutes to 2 hours, followed by naturally drying at 15 ° C to 25 ° C.
상기 코팅막은,
상기 분리막 모재가 TEOS 용액에 침지된 후, 80℃ 내지 100℃에서 열처리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 나트륨이온전지용 분리막.The method according to claim 1,
The coating film may include,
Wherein the separation membrane base material is formed by being immersed in a TEOS solution, and then heat-treated at a temperature of 80 ° C to 100 ° C to form a separator for a sodium ion battery.
젖음각(wetting angle)이 50°이하인 것을 특징으로 하는 나트륨이온전지용 분리막.The method according to claim 1,
Wherein the wetting angle of the separator is 50 DEG or less.
충전할 때 상기 나트륨 이온을 저장하는 음극재를 함유하는 음극;
상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 나트륨 이온을 전달하고, 폴리올레핀 계열의 화합물로 이루어지는 분리막 모재와, 상기 분리막 모재의 표면에 TEOS로 코팅하여 형성된 코팅막을 함유하는 분리막; 및
상기 양극과 상기 음극에 상기 나트륨 이온을 전달 매개체로 사용하고, 나트륨염(sodium salt)을 함유하는 전해질;
을 포함하는 나트륨이온전지.A positive electrode containing a positive electrode material for storing sodium ions upon discharge;
A negative electrode containing an anode material for storing the sodium ion when charged;
A separation membrane containing a separation membrane base material made of a polyolefin-based compound and a coating film formed by coating the surface of the separation membrane base material with TEOS, the sodium ion being transferred between the anode and the cathode; And
An electrolyte containing sodium salt as a transfer medium to the anode and the cathode;
≪ / RTI >
상기 전해질은,
프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC) 및 탄산에틸렌(Ethylene Carbonate, EC)이 혼합된 용매에 과염소산나트륨(NaClO4) 또는 헥사플루오로인산나트륨(NaPF6)이 추가되는 것을 특징으로 하는 나트륨이온전지.
The method according to claim 6,
The electrolyte,
Characterized in that sodium perchlorate (NaClO 4 ) or sodium hexafluorophosphate (NaPF 6 ) is added to a solvent in which propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC) are mixed.
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