KR20180059144A - A collector for lithium air battery and preparing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a current collector for a lithium air battery which is lightweight and has excellent chemical resistance, and to a manufacturing method thereof. According to the present invention, the current collector for a lithium air battery comprises: a substrate part having a sheet shape made of a polymer material; and a current collecting part formed on the substrate part in a specific pattern. According to the present invention, it is possible to increase energy density per weight of a lithium air battery due to a weight reduction of a current collector.

Description

리튬공기전지용 집전체 및 이의 제조방법{A COLLECTOR FOR LITHIUM AIR BATTERY AND PREPARING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a current collector for a lithium air battery and a method of manufacturing the same.

본 발명은 가볍고 내화학성이 우수한 리튬공기전지용 집전체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a current collector for a lithium air battery which is light and excellent in chemical resistance and a method of manufacturing the same.

현재 우리는 고속 성장에 따른 화석연료의 고갈, 환경오염, 지구온난화 등의 여러 문제에 당면해 있다. 이에 대한 대책으로 신재생 에너지를 개발하고 있으나, 눈에 띄는 성과를 올리고 있지 못하고 있다. 이에 따라 에너지 저장기술 특히, 전지 분야에 대한 관심이 급증하고 있다.At present, we are faced with various problems such as depletion of fossil fuels due to high-speed growth, environmental pollution, and global warming. As a countermeasure to this, we are developing new and renewable energy, but we are not making remarkable achievements. There is a growing interest in energy storage technology, especially in the field of batteries.

그 결과 리튬 이온 전지(Lithium ion battery)에서 눈부신 발전을 이루었으나, 현재까지 개발된 리튬 이온 전지는 에너지 밀도가 낮아 화석 연료를 대체하기에는 부족하다고 평가받고 있다.As a result, lithium-ion batteries have achieved remarkable progress. However, lithium-ion batteries developed to date have low energy density and are considered to be insufficient to replace fossil fuels.

이에 최근에는 미국, 일본 등의 선진국을 중심으로 하여 금속-공기 전지 특히, 리튬-공기 전지(Lithium-air battery)의 개발이 활발히 이루어지고 있다.Recently, metal-air batteries, especially lithium-air batteries, have been actively developed in developed countries such as the United States and Japan.

리튬-공기 전지는 공기로부터 무제한으로 공급받을 수 있는 산소를 활물질로 사용한다. 따라서 이론적으로 매우 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있다. 리튬-공기 전지의 이론 에너지 밀도를 계산하면 약 3,200 Wh/kg으로, 리튬 이온 전지보다 약 10 배 이상 높다. 또한 산소를 활물질로 사용하므로 환경 친화적이라는 장점도 있다.Lithium-air batteries use oxygen, which can be supplied from the air unlimitedly, as an active material. Therefore, theoretically, a very high energy density can be obtained. The theoretical energy density of a lithium-air battery is about 3,200 Wh / kg, which is about 10 times higher than that of a lithium ion battery. It also has the advantage of being environmentally friendly because it uses oxygen as an active material.

그러나 상용화를 위해서는 충방전 수명, 실제 에너지 밀도의 향상, 효율 향상 등 여전히 해결해야 할 문제점이 많다.However, for commercialization, there are still many problems to be solved such as charge / discharge life, actual energy density improvement, and efficiency improvement.

한국등록특허 제10-1632793호Korean Patent No. 10-1632793

본 발명자는 다음과 같은 목적을 달성하고자 연구에 매진한 끝에 본 발명에 이르게 되었다.The inventor of the present invention has made intensive studies to achieve the following object, and finally arrived at the present invention.

본 발명은 집전체의 경량화를 통해 리튬공기전지의 중량당 에너지 밀도를 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve the energy density per weight of a lithium air battery by reducing the weight of the current collector.

또한 본 발명은 집전체를 경량화하면서 내화학성도 함께 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to improve the chemical resistance while reducing the weight of the current collector.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object. The objects of the present invention will become more apparent from the following description, which will be realized by means of the appended claims and their combinations.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention may include the following configuration.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체는 고분자 소재로 구성된 박판(sheet) 형상의 기재부 및 상기 기재부 상에 특정 패턴으로 형성된 집전부를 포함할 수 있다.The current collector for a lithium air battery according to the present invention may include a sheet-shaped base portion made of a polymer material and a current collector formed in a specific pattern on the base portion.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체에 있어서, 상기 집전부는 서로 일정거리 이격되어 배치되는 복수 개의 라인(line) 패턴으로 형성될 수 있다.In the current collector for a lithium air battery according to the present invention, the current collectors may be formed in a plurality of line patterns arranged at a certain distance from each other.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체에 있어서, 상기 고분자 소재는 불소화 고무(FKM rubber) 및 EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer rubber) 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물일 수 있다.In the current collector for a lithium air battery according to the present invention, the polymer material may be any one of fluorocarbon rubber (FKM rubber) and EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) or a mixture thereof.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체에 있어서, 상기 고분자 소재는 EPDM 고무와 FKM 고무가 공가교된 것일 수 있다.In the current collector for a lithium air battery according to the present invention, the polymer material may be one in which the EPDM rubber and the FKM rubber are co-bridged.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체에 있어서, 상기 집전부는 스테인레스 스틸(stainless steel) 소재로 이루어질 수 있다.In the current collector for a lithium air battery according to the present invention, the current collector may be made of a stainless steel material.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체는 두께가 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.The collector for a lithium air battery according to the present invention may have a thickness of 10 탆 to 50 탆.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체의 제조방법은 고분자 소재로 구성된 박판 형상의 기재부 상에, 서로 일정거리 이격되어 배치되는 복수 개의 라인 패턴으로 집전부를 형성하는 것일 수 있다.The current collector for a lithium air battery according to the present invention may be configured to form a current collector with a plurality of line patterns spaced apart from each other by a predetermined distance on a thin plate-like substrate portion made of a polymer material.

본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체의 제조방법에 있어서, 상기 집전부는 진공증착, 스퍼터링증착 및 잉크 제트 프린팅 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다.In the current collector for a lithium air battery according to the present invention, the current collector may be formed by any one of vacuum deposition, sputter deposition, and ink jet printing.

본 발명에 따른 리튬공기전지는 양극, 상기 양극에 대향하여 배치되고, 리튬 이온을 수용 및 방출하는 음극, 상기 양극과 음극 사이에 구비되는 전해질, 상기 양극의 외측에 구비되는 양극 집전체 및 상기 음극의 외측에 구비되는 음극 집전체를 포함하고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체 중 적어도 어느 하나가 상기 리튬공기전지용 집전체인 것일 수 있다.A lithium air battery according to the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode disposed opposite to the positive electrode, for containing and discharging lithium ions, an electrolyte provided between the positive electrode and the negative electrode, a positive electrode current collector provided outside the positive electrode, And at least one of the positive electrode collector and the negative electrode collector may be a current collector for the lithium air battery.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하므로 다음과 같은 효과가 있다.The present invention includes the above-described configuration, and thus has the following effects.

본 발명에 따르면 집전체의 중량 감소에 의해 리튬공기전지의 중량당 에너지 밀도가 향상될 수 있다.According to the present invention, the energy density per weight of the lithium air battery can be improved by reducing the weight of the current collector.

또한 본 발명에 따르면 집전체의 내화학성이 향상되므로 리튬공기전지를 더욱 안전하게 작동시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the chemical resistance of the current collector is improved, the lithium air battery can be operated more safely.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above. It should be understood that the effects of the present invention include all reasonably possible effects in the following description.

도 1은 본 발명에 따른 리튬공기전지를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 집전체의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 집전체의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 상기 집전체를 적용한 리튬공기전지의 사진이다.
1 shows a lithium air cell according to the present invention.
2 shows an embodiment of a current collector according to the present invention.
Fig. 3 shows another embodiment of the current collector according to the present invention.
4 is a photograph of a lithium air cell to which the current collector is applied according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 발명의 요지가 변경되지 않는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The embodiments of the present invention can be modified into various forms as long as the gist of the invention is not changed. However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되면 공지 구성 및 기능에 대한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention. As used herein, " comprising " means that other elements may be included unless otherwise specified.

리튬공기전지는 음극으로 리튬을 사용하고, 양극(공기극)에서 활물질로 공기 중의 산소를 이용하는 전지 시스템이다. 음극에서는 리튬의 산화 및 환원 반응이, 양극에서는 외부로부터 유입되는 산소의 환원 및 산화 반응이 일어난다.A lithium air battery is a battery system using lithium as a cathode and oxygen in the air as an active material in an anode (air electrode). The oxidation and reduction of lithium occur at the cathode, and the reduction and oxidation of oxygen introduced from the outside occur at the anode.

이하 화학식 1 및 화학식 2는 리튬-공기 전지의 방전시 음극과 양극에서 일어나는 반응을 나타낸 것이다.The following formulas (1) and (2) show the reactions occurring at the cathode and the anode when the lithium-air battery is discharged.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

(음극) : Li → Li+ + e- (Cathode): Li → Li + + e -

[화학식 2](2)

(양극) : 2Li+ + O2 + 2e- → Li2O2 (Positive): 2Li + + O 2 + 2e - → Li 2 O 2

음극의 리튬 금속이 산화되어 리튬 이온과 전자가 생성된다. 리튬 이온은 전해질을 통해, 전자는 집전체 및 외부 도선을 통해 양극으로 이동한다. 양극은 다공성이므로 외부 공기가 유입될 수 있다. 외부 공기에 포함된 산소는 양극에서 상기 전자에 의해 환원되고, Li2O2가 형성된다. The lithium metal in the cathode is oxidized to generate lithium ions and electrons. Lithium ions move through the electrolyte, and electrons move through the current collector and the external leads to the anode. Since the anode is porous, external air can be introduced. The oxygen contained in the outside air is reduced by the electrons at the anode, and Li 2 O 2 is formed.

충전 반응은 이와 반대로 진행된다. 즉, 이하의 화학식 3과 같이 양극에서 Li2O2가 분해되어 리튬 이온과 전자가 생성된다.The charge reaction proceeds in the opposite way. That is, Li 2 O 2 is decomposed on the anode as shown in the following chemical formula (3) to generate lithium ions and electrons.

[화학식 3](3)

(양극) Li2O2 → 2Li+ + O2 + 2e-
(Anode) Li 2 O 2 → 2Li + + O 2 + 2e -

도 1은 본 발명에 따른 리튬공기전지를 간략히 도시한 것이다. 이에 따르면 상기 리튬공기전지(10)는 외부로부터 유입되는 산소(공기)를 활물질로 하는 양극(11), 상기 양극(11)에 대향하여 배치되고 리튬 이온을 수용 및 방출하는 음극(13), 상기 양극(11)과 음극(13) 사이에 구비되는 전해질(15), 상기 양극(11)과 음극(13)을 서로 분리 또는 절연시키는 분리막(17), 상기 양극(11)의 외측에 구비되는 양극 집전체(19') 및 상기 음극(13)의 외측에 구비되는 음극 집전체(19'')를 포함할 수 있다.1 schematically shows a lithium air battery according to the present invention. The lithium ion battery 10 includes an anode 11 made of oxygen (air) flowing from the outside as an active material, a cathode 13 disposed opposite to the anode 11 and receiving and discharging lithium ions, An electrolyte 15 provided between the anode 11 and the cathode 13, a separation membrane 17 for separating or insulating the anode 11 and the cathode 13 from each other, And a negative electrode current collector 19 '' provided on the outside of the current collector 19 'and the negative electrode 13.

본 발명에서 리튬공기전지용 집전체(19)라 함은 상기 양극 집전체(19') 및/또는 음극 집전체(19'')를 의미한다. 또한 본 발명에서 외측이라 함은 상기 양극(11) 또는 음극(13)이 전해질(15)과 접촉하는 일면의 반대면을 의미한다. In the present invention, the lithium ion battery current collector 19 refers to the positive electrode current collector 19 'and / or the negative electrode current collector 19' '. In the present invention, the term "outer side" refers to the opposite side of one surface of the anode 11 or the cathode 13 that is in contact with the electrolyte 15.

상기 전해질은 고체인 경우 상기 양극과 음극 사이에 개재될 수 있다. 다만 상기 전해질이 수계 전해질 또는 비수계 전해질로 액체 상태인 경우에는 상기 전해질의 일부 또는 전부가 양극 및/또는 음극에 함침된 형태로 존재할 수 있다. 또한 상기 전해질은 분리막에 함침된 형태로도 존재할 수 있다.The electrolyte may be interposed between the anode and the cathode when the electrolyte is solid. However, when the electrolyte is in a liquid state with an aqueous electrolyte or a non-aqueous electrolyte, a part or all of the electrolyte may exist in a form impregnated in the anode and / or the cathode. The electrolyte may also be present in a form impregnated into the separator.

이하 본 발명에 따른 리튬공기전지용 집전체(이하, '집전체'라 함)에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a current collector for a lithium air battery (hereinafter referred to as a current collector) according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 상기 집전체를 간략하게 도시한 것이다. 이에 따르면 상기 집전체(19)는 고분자 소재로 구성된 박판(sheet) 형상의 기재부(191) 및 상기 기재부(191) 상에 특정 패턴으로 형성된 집전부(193)를 포함할 수 있다.2 schematically shows the current collector of the present invention. The current collector 19 may include a sheet-like base portion 191 made of a polymer material and a current collector 193 formed on the base portion 191 in a specific pattern.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 집전부(193)는 서로 일정거리 이격되어 배치되는 복수 개의 라인(line) 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 집전부(193)의 형태가 도 2에 도시된 바와 같은 패턴으로 한정되는 것은 아니고, 가로 및/또는 세로 방향의 라인 패턴으로도 형성될 수 있는바 그 일예로 도 3과 같은 패턴일 수도 있다.As shown in FIG. 2, the current collector 193 may be formed in a plurality of line patterns spaced apart from each other by a predetermined distance. The shape of the current collector 193 is not limited to the pattern shown in FIG. 2, but may be formed in a line pattern in the horizontal and / or vertical direction, for example, the pattern shown in FIG. 3 .

종래에 리튬공기전지에 적용되던 집전체는 내화학성, 산소 유로의 확보를 위해 스틸(steel) 등의 금속 소재의 집전체를 사용하였다. 이에 리튬공기전지의 중량이 늘어나고 그에 따라 실제 중량당 에너지 밀도가 저하된다는 문제가 있었다.Conventionally, a collector of a metal material such as steel has been used as a current collector applied to a lithium air battery in order to ensure chemical resistance and an oxygen flow path. Therefore, there is a problem that the weight of the lithium air battery is increased and accordingly the energy density per unit weight is lowered.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 경량의 고분자 소재로 기재부를 만들고, 상기 기재부 상에 집전이 가능한 소재로 집전부를 패터닝함으로써 종래와 비교하여 현저히 적은 중량의 집전체를 구현한 것을 일 기술적 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a base material part made of a lightweight polymer material and patterning the current collector with a material capable of collecting on the base material part, .

상기 고분자 소재는 상기 고분자 소재는 불소화 고무(FKM rubber) 및 EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer rubber) 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물일 수 있다.The polymer material may be any one of fluorocarbon rubber (FKM rubber) and EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) or a mixture thereof.

상기 불소화 고무(FKM rubber)는 불소화도가 높은 탄화수소 고분자로서, 단량체인 비닐리덴 플루오리드(VDF: Vinylidene Fluoride), 헥사플루오로프로필렌(HFP: Hexafluoropropylene), 테트라플루오로에틸렌(TFE: Tetrafluoroethylene), 퍼플루오로메틸비닐에테르(PMVE: Perfluoromethyl Vinyl Ether), 또는 퍼플루오로알킬 비닐 에테르(PAVE: Perfluoroalkyl Vinyl Ether) 등이 이원계(Binary) 또는 삼원계(Ternary) 공중합체를 형성한 것일 수 있다.The fluorinated rubber (FKM rubber) is a hydrocarbon polymer having a high fluorination degree. The fluorinated rubber is composed of a monomer such as vinylidene fluoride (VDF), hexafluoropropylene (HFP), tetrafluoroethylene (TFE) Perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) or perfluoroalkyl vinyl ether (PAVE) may be used to form a binary or tertiary copolymer.

상기 EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer rubber)는 에틸렌(Ethylene), 프로필렌(Propylene) 및 이중결합을 갖고 있는 디엔(Diene) 단량체(Monomer)로 이루어진 삼원계(Ternary) 공중합체일 수 있다.The ethylene propylene diene monomer rubber may be a ternary copolymer composed of ethylene, propylene and a diene monomer having a double bond.

상기 고분자 소재는 상기 불소화 고무 및 EPDM 고무가 공가교(co-crosslink)된 것일 수도 있다. 상기 불소화 고무와 EPDM 고무의 공가교는 Dicumyl Peroxide, 2,5-Dimethyl-2,5-Di(t-butylperoxy) Hexane, Di-(2-t-butylperoxyisopropyl) Benzene, Di-(2,4-dichlorobenzoyl) Peroxide, Di(4-Methylbenzoyl) Peroxide, t-Butyl Peroxybenzoate, Dibenzoyl Peroxide, 1,1-Di-(t-butylperoxy)-3,3,5-Trimethylcyclohexane, t-Butyl Cumyl Peroxide, 또는 Di-t-Butyl Peroxide 등의 가교제를 통해 이루어질 수 있다.In the polymer material, the fluorinated rubber and the EPDM rubber may be co-crosslinked. The co-crosslinking of the fluorinated rubber and the EPDM rubber can be carried out in the presence of a catalyst such as Dicumyl Peroxide, 2,5-Dimethyl-2,5-Di (t-butylperoxy) Hexane, Di- (2- T-butyl peroxybenzoate, dibenzoyl peroxide, 1,1-Di- (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, t-Butyl Cumyl Peroxide, or Di-t-Butyl Or a cross-linking agent such as peroxide.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 고분자 소재로 기재부를 형성함으로써 집전체를 경량화할 수 있고, 고분자 소재 중에서도 불소화 고무, EPDM 고무 및/또는 이들의 가교체를 사용함으로써 내화학성까지 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the weight of the current collector by forming the base material with the polymer material, and the chemical resistance can be improved by using the fluorinated rubber, the EPDM rubber and / or the crosslinked material thereof among the polymer materials.

상기 집전부는 집전이 가능한 소재라면 어떠한 것도 사용할 수 있으나, 바람직하게는 스테인레스 스틸(stainless steel) 소재를 사용할 수 있다. 리튬공기전지 내 전해질 등의 다른 구성과의 반응성이 낮아 안정적으로 전지를 구동할 수 있기 때문이다.The current collector may be any material capable of collecting electricity, but preferably stainless steel material may be used. The reactivity with other constituents such as an electrolyte in the lithium air battery is low, and the battery can be stably driven.

상기 집전부는 상기 기재부 상에 진공증착, 스퍼터링(sputtering)증착, 잉크 제트(ink jet) 프린팅 등의 방법으로 형성할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고 전술한 바와 같은 라인 패턴으로 형성할 수 있다면 어떠한 방법도 사용할 수 있다.The current collector may be formed on the substrate by vacuum deposition, sputtering deposition, ink jet printing, or the like. However, the present invention is not limited to this, and any method can be used as long as it can be formed into a line pattern as described above.

상기 집전체의 두께는 10㎛ 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로 15㎛ 이상일 수 있으며, 50㎛ 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 30㎛ 이하일 수 있다. 두께가 10㎛ 이상일 때 기계적 강도 측면에서 우수하고, 50㎛ 이하일 때 집전체의 저항이 너무 커지는 것을 방지할 수 있고 집전체의 경량화의 효과를 더욱 극대화할 수 있다.The thickness of the current collector may be 10 占 퐉 or more, more specifically 15 占 퐉 or more, 50 占 퐉 or less, and more specifically 30 占 퐉 or less. When the thickness is 10 mu m or more, it is excellent in terms of mechanical strength. When the thickness is 50 mu m or less, the resistance of the current collector can be prevented from becoming too large, and the effect of weight reduction of the current collector can be further maximized.

도 4와 같이 셀 에너지가 85,000 Wh이고 총 부피가 300ℓ인 리튬공기전지(270×100mm2)에 본 발명의 상기 집전체를 적용하였을 때(실시예)와 종래의 스테인레스 스틸 소재로 형성된 집전체를 적용하였을 때(비교예)의 사양을 비교하면 다음의 표 1과 같다.As shown in FIG. 4, when the current collector of the present invention is applied to a lithium air cell (270 x 100 mm 2 ) having a cell energy of 85,000 Wh and a total volume of 300 liters (example) and a conventional current collector made of stainless steel Table 1 shows the comparison of the specifications of the comparative example.

사양Specifications 비교예Comparative Example 실시예Example 총 중량Gross weight 200.0kg200.0 kg 184.7kg184.7 kg 집전체 밀도Density of the house 8.91g/cc8.91 g / cc 1.00g/cc1.00 g / cc 집전체 중량Collector weight 19.1kg19.1kg 3.82kg3.82kg

표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 집전체는 종래와 비교하여 약 80% 경량화될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 상기 집전체를 셀 에너지가 85,000 Wh인 리튬공기전지에 적용시 에너지 밀도를 약 35 Wh/kg 높일 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that the current collector according to the present invention can be lighter by about 80% as compared with the conventional one. Therefore, when the current collector according to the present invention is applied to a lithium air battery having a cell energy of 85,000 Wh, the energy density can be increased by about 35 Wh / kg.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modified forms are also included within the scope of the present invention.

10:리튬공기전지
11:양극
13:음극
15:전해질
17:분리막
19, 19', 19'':집전체
191:기재부
193:집전부
10: Lithium air battery
11: anode
13: cathode
15: electrolyte
17: Membrane
19, 19 ', 19'': Whole house
191:
193: The whole house

Claims (12)

고분자 소재로 구성된 박판(sheet) 형상의 기재부; 및
상기 기재부 상에 특정 패턴으로 형성된 집전부를 포함하는 리튬공기전지용 집전체.
A sheet-like base material portion made of a polymer material; And
And a current collector formed on the base portion in a specific pattern.
제1항에 있어서,
상기 집전부는 서로 일정거리 이격되어 배치되는 복수 개의 라인(line) 패턴으로 형성되는 리튬공기전지용 집전체.
The method according to claim 1,
Wherein the current collector is formed in a plurality of line patterns spaced apart from each other by a predetermined distance.
제1항에 있어서,
상기 고분자 소재는 불소화 고무(FKM rubber) 및 EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer rubber) 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물인 리튬공기전지용 집전체.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer material is any one of fluorinated rubber (FKM rubber) and EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 고분자 소재는 EPDM 고무와 FKM 고무가 공가교된 것인 리튬공기전지용 집전체.
The method according to claim 1,
Wherein said polymeric material is a co-crosslinked EPDM rubber and FKM rubber.
제1항에 있어서,
상기 집전부는 스테인레스 스틸(stainless steel) 소재로 이루어지는 리튬공기전지용 집전체.
The method according to claim 1,
Wherein the current collector is made of stainless steel.
제1항에 있어서,
상기 집전체는 두께가 10㎛ 내지 50㎛인 리튬공기전지용 집전체.
The method according to claim 1,
Wherein the current collector has a thickness of 10 占 퐉 to 50 占 퐉.
고분자 소재로 구성된 박판 형상의 기재부 상에,
서로 일정거리 이격되어 배치되는 복수 개의 라인 패턴으로 집전부를 형성하는 리튬공기전지용 집전체의 제조방법.
On the thin plate-like base material part made of a polymer material,
Wherein the current collector is formed by a plurality of line patterns arranged at a distance from each other.
제7항에 있어서,
상기 집전부는 진공증착, 스퍼터링증착 및 잉크 제트 프린팅 중 어느 하나의 방법으로 형성하는 리튬공기전지용 집전체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the current collector is formed by any one of vacuum deposition, sputter deposition, and ink jet printing.
제7항에 있어서,
상기 고분자 소재는 불소화 고무(FKM rubber) 및 EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer rubber) 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물인 리튬공기전지용 집전체.
8. The method of claim 7,
Wherein the polymer material is any one of fluorinated rubber (FKM rubber) and EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) or a mixture thereof.
제7항에 있어서,
상기 고분자 소재는 EPDM 고무와 FKM 고무가 공가교된 것인 리튬공기전지용 집전체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the polymer material is a composite of EPDM rubber and FKM rubber co-crosslinked.
제7항에 있어서,
상기 집전부는 스테인레스 스틸(stainless steel) 소재로 이루어지는 리튬공기전지용 집전체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the current collector is made of a stainless steel material.
양극;
상기 양극에 대향하여 배치되고, 리튬 이온을 수용 및 방출하는 음극;
상기 양극과 음극 사이에 구비되는 전해질;
상기 양극의 외측에 구비되는 양극 집전체; 및
상기 음극의 외측에 구비되는 음극 집전체를 포함하고,
상기 양극 집전체 및 음극 집전체 중 적어도 어느 하나가 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 집전체인 리튬공기전지.
anode;
An anode disposed opposite to the anode and adapted to receive and discharge lithium ions;
An electrolyte disposed between the anode and the cathode;
A positive electrode collector provided outside the positive electrode; And
And an anode current collector provided outside the cathode,
Wherein at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is a current collector of any one of claims 1 to 6.
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