KR20180102505A - Zn ion secondary battery having VO2(B) particles as electrode active material - Google Patents

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Abstract

A zinc ion secondary battery is provided. The zinc ion secondary battery includes an anode containing VO_2(B) particles as an electrode active material. The VO_2(B) particles are composed of VO_6 octahedrons and the VO_6 octahedrons share corners or edges to form a tunnel. A cathode containing a negative active material into which zinc ions can be inserted is disposed. An electrolyte is disposed between the anode and the cathode. The present invention provides a new electrode active material which is rich in resources compared to lithium, environmentally friendly, inexpensive, and low in risk of pollution by moisture.

Description

VO2(B) 입자들을 전극 활물질로서 포함하는 아연 이온 이차전지 {Zn ion secondary battery having VO2(B) particles as electrode active material}[0001] The present invention relates to a zinc ion secondary battery including VO2 (B) particles as an electrode active material,

본 발명은 이차전지에 관한 것으로 구체적으로는 아연이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a zinc ion secondary battery.

이차전지는 방전뿐 아니라 충전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지를 말한다. 이차전지 중 대표적인 리튬 이차전지는 양극활물질에 포함된 리튬이온이 전해질을 거쳐 음극으로 이동한 후 음극활물질의 층상 구조 내로 삽입되며(충전), 이 후 음극활물질의 층상 구조 내로 삽입되었던 리튬 이온이 다시 양극으로 되돌아가는(방전) 원리를 통해 작동한다. 이러한 리튬 이차전지는 현재 상용화되어 휴대전화, 노트북 컴퓨터 등의 소형전원으로 사용되고 있으며, 하이브리드 자동차 등의 대형 전원으로도 사용가능할 것으로 예측되고 있어, 그 수요가 증대될 것으로 예상된다.The secondary battery refers to a battery that can be charged repeatedly as well as discharged. In a typical lithium secondary battery of the secondary battery, lithium ions contained in the positive electrode active material are transferred to the negative electrode through the electrolyte and then inserted (filled) into the layered structure of the negative electrode active material. Then, lithium ions, which have been inserted into the layered structure of the negative electrode active material, It works through the principle of returning to the anode (discharging). Such a lithium secondary battery is currently commercialized and is being used as a small power source for a cellular phone, a notebook computer, and the like, and it is expected that the lithium secondary battery will also be usable as a large power source such as a hybrid car, and the demand is expected to increase.

그러나, 리튬 이차전지에서 양극활물질로 주로 사용되는 복합금속산화물은 리튬 등의 희소금속원소를 포함하고 있어, 수요증대에 부응하지 못할 염려가 있다. 이에 따라, 공급량이 풍부고 값싼 나트륨을 양극활물질로 사용하는 나트륨 이차전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 일 예로서, 대한민국 공개특허 제2012-0133300호는 양극활물질로서 AxMnPO4F(A=Li 또는 Na, 0 < x ≤ 2)을 개시하고 있다. 하지만, 나트륨 전지 시스템은 여전히 복잡한 안정성 문제 및 환경 문제를 지니고 있다. However, the composite metal oxide, which is mainly used as a cathode active material in a lithium secondary battery, contains a rare metal element such as lithium and may not meet the increase in demand. Accordingly, studies have been made on a sodium secondary battery using sodium, which is rich in supply and low in cost, as a cathode active material. As an example, Korean Laid-Open Patent Application No. 2012-0133300 discloses A x MnPO 4 F (A = Li or Na, 0 <x? 2) as a cathode active material. However, sodium battery systems still have complex stability and environmental problems.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 리튬에 비하여 풍부한 자원량을 보이고, 환경 친화적이고 저렴하며, 수분에 의한 오염 위험이 적은 아연이온 이차전지에 적용가능한 새로운 전극 활물질을 제공함에 있다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a new electrode active material which is rich in resources compared to lithium, environmentally friendly, inexpensive, and low in risk of pollution by moisture.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 아연 이온 이차전지를 제공한다. 상기 아연 이온 이차전지는 VO2(B) 입자들을 전극 활물질로서 포함하는 양극을 구비한다. 상기 VO2(B) 입자들은 결정구조가 VO6 8면체들로 구성되고, 상기 VO6 8면체들은 코너 또는 에지를 공유하면서 터널을 형성한다. 아연 이온이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극이 배치된다. 상기 양극과 상기 음극 사이에 전해질이 배치된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a zinc ion secondary battery. The zinc ion secondary battery has an anode containing VO 2 (B) particles as an electrode active material. The VO 2 (B) particles have a crystal structure composed of VO 6 octahedra, and the VO 6 octahedrons form a tunnel sharing a corner or an edge. A negative electrode containing a negative active material into which zinc ions can be inserted is disposed. An electrolyte is disposed between the anode and the cathode.

상기 VO2(B) 입자들은 막대 형태의 1차 나노입자들이 응집된 2차 입자로서 구형의 형상을 가질 수 있다. 상기 전극활물질은 상기 VO2(B) 입자들과 더불어서 상기 VO2(B) 입자들을 고정하는 환원 그래핀 산화물 시트를 포함하는 VO2(B)/rGO 복합체일 수 있다.The VO 2 (B) particles may have a spherical shape as secondary particles in which rod-shaped primary nanoparticles aggregate. The electrode active material may be a VO 2 (B) / rGO complex comprising a reduced graphene oxide sheets to secure the VO 2 (B), along with particles in the VO 2 (B) particles.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 전극 활물질을 제공한다. 상기 전극 활물질은 결정구조가 VO6 8면체들로 구성되고, 상기 VO6 8면체들은 코너 또는 에지를 공유하면서 터널을 형성하는 VO2(B) 입자들을 구비한다. 또한, 상기 VO2(B) 입자들을 고정하는 환원 그래핀 산화물 시트를 구비한다. 상기 터널 내에 아연 이온이 삽입되거나 또는 삽입된 아연 이온이 탈리될 수 있다. 상기 VO2(B) 입자의 결정구조의 공간군은 C2/m일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode active material. The electrode active material has a crystal structure of VO 6 octahedra, and the VO 6 octahedrons have VO 2 (B) particles forming a tunnel while sharing corners or edges. Also provided is a reduced graphene oxide sheet for fixing the VO 2 (B) particles. The zinc ions may be inserted into the tunnel or the inserted zinc ions may be desorbed. The space group of the crystal structure of the VO 2 (B) particles may be C 2 / m.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 또 다른 측면은 전극 활물질 제조방법을 제공한다. 먼저, 환원 그래핀 산화물과 용매를 함유하는 혼합액 제조한다(제1 단계). 상기 혼합액 내에 바나듐(V) 산화물을 넣어 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액 제조한다(제2 단계). 이 후, 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액을 밀폐된 반응기 내에 넣고 상기 용매의 비등점 이상에서 열처리하여 용매열합성을 진행한다(제3 단계). 상기 용매는 무수 알코올일 수 있다. 상기 무수 알코올은 무수 에탄올일 수 있다. 제2 단계를 진행하기 전에, 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 용매를 함유하는 혼합액을 초음파를 사용하여 분산시킬 수 있다. 상기 용매열합성 단계는 120 내지 180도에서 10 내지 14시간동안 진행할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electrode active material. First, a mixed solution containing reduced graphene oxide and a solvent is prepared (the first step). A vanadium (V) oxide is added to the mixed solution to prepare a mixed solution of the reduced graphene oxide and the vanadium (V) oxide (second step). Thereafter, the mixed solution of the reduced graphene oxide and the vanadium (V) oxide is placed in a closed reactor and heat-treated at a boiling point of the solvent or higher to proceed solvent heat synthesis (third step). The solvent may be anhydrous alcohol. The anhydrous alcohol may be anhydrous ethanol. Before proceeding to the second step, the mixed solution containing the reduced graphene oxide and the solvent may be dispersed by using ultrasonic waves. The solvent thermolysis step may be carried out at 120 to 180 degrees for 10 to 14 hours.

본 발명에 따르면, VO2(B) 또는 VO2(B)/rGO 복합체를 전극 활물질로 포함하는 아연 이온 전지 시스템은 우수한 충방전 특성을 나타낼 수 있다.According to the present invention, a zinc ion battery system including VO2 (B) or VO2 (B) / rGO complex as an electrode active material can exhibit excellent charge / discharge characteristics.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아연 이차 전지용 활물질을 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1을 참조하여 설명한 VO2(B) 입자의 결정구조를 보여주는 개략도이다.
도 3은 제조예 1 및 2에서 얻어진 분말들에 대한 XRD (X-ray diffraction)분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 제조예 1에서 얻어진 분말과 제조예 2에서 얻어진 분말을 촬영한 SEM (scanning electron microscopy) 사진들이다.
도 5는 제조예 3 및 제조예 4에서 얻어진 아연 이온 반전지들의 첫 번째 사이클에서의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view showing an active material for a zinc secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing the crystal structure of the VO 2 (B) particles described with reference to FIG.
FIG. 3 is a graph showing X-ray diffraction (XRD) analysis results of the powders obtained in Production Examples 1 and 2. FIG.
4 is SEM (scanning electron microscopy) photographs of the powder obtained in Production Example 1 and the powder obtained in Production Example 2, respectively.
5 is a graph showing charge / discharge characteristics in the first cycle of the zinc ion reversal batteries obtained in Production Example 3 and Production Example 4. FIG.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

이차 전지용 활물질Secondary battery active material

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아연 이차 전지용 활물질을 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing an active material for a zinc secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 아연 이차 전지용 활물질인 VO2(B) 입자들(20)은 수십 나노미터 사이즈를 갖는 막대 형태의 1차 입자들(20a)이 안정화되면서 응집된 2차 입자인 구형 입자들로서 나노로드 번들로도 불리워질 수 있다. 이러한 2차 입자는 수백 나노미터의 직경을 가질 수 있다. 이러한 VO2(B) 입자(20)는 표면 상에 1차 입자들(20a)이 무질서하게 돌출될 형태를 가질 수 있으므로, 매우 큰 표면적을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, VO 2 (B) particles 20, which are active materials for a zinc secondary battery, are spherical particles that are aggregated secondary particles while rod-shaped primary particles 20 a having a size of several tens of nanometers are stabilized It can also be called a nano load bundle. These secondary particles can have a diameter of several hundred nanometers. Such VO 2 (B) particles 20 may have a shape in which the primary particles 20a protrude randomly on the surface, and thus may have a very large surface area.

도 2는 도 1을 참조하여 설명한 VO2(B) 입자의 결정구조를 보여주는 개략도이다.2 is a schematic diagram showing the crystal structure of the VO 2 (B) particles described with reference to FIG.

도 2를 참조하면, VO2(B) 입자의 결정 구조는 찌그러진 VO6 8면체들로 구성될 수 있는데, 상기 VO6 8면체들은 코너 또는 에지를 공유하면서 배열하면서 터널을 형성할 수 있다. 상기 터널은 c-축에 수직할 수 있다. 이러한 VO2(B) 결정구조의 공간군은 C2/m일 수 있다. 2, the crystal structure of the VO 2 (B) particles may be composed of distorted VO 6 8 tetrahedra, the VO 6 8 tetrahedron may form a tunnel with the array, sharing a corner or edge. The tunnel may be perpendicular to the c-axis. The space group of such VO 2 (B) crystal structure may be C 2 / m.

상기 터널에 아연 2가 이온이 삽입되거나 또는 삽입된 아연 2가 이온이 탈리될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, VO2(B) 입자는 부피 대비 표면적이 크므로, 이온에 대한 용량이 크게 향상될 수 있다.Zinc divalent ions may be inserted into the tunnel or the inserted zinc divalent ions may be desorbed. Further, as described above, since the VO 2 (B) particles have a large volume-to-volume surface area, the capacity for ions can be greatly improved.

도 1을 다시 참조하면, VO2(B) 입자들(20)은 환원 그래핀 산화물 시트(10) 상에 고정된 VO2(B)/rGO 복합체로서 제공될 수 있다. 상기 VO2(B)/rGO 복합체는 환원 그래핀 산화물 시트(10) 및 상기 환원 그래핀 산화물 시트(10) 상에 고정된 혹은 물리적으로 결합된 VO2(B) 입자들(20)을 포함한다.Referring again to FIG. 1, VO 2 (B) particles 20 may be provided as a VO 2 (B) / rGO composite anchored on a reduced graphene oxide sheet 10. The VO 2 (B) / rGO composite includes a reduced graphene oxide sheet 10 and VO 2 (B) particles 20 fixed or physically bonded on the reduced graphene oxide sheet 10 .

환원 그래핀 산화물 시트(10)는 흑연 플레이크를 산화 및 교반에 의해 박리한 그래핀 산화물 시트들을 열처리 혹은 화학처리 등을 통해 환원시킨 것으로, 수 내지 수십 단위층의 그래핀층을 구비할 수 있다. 이러한 환원 그래핀 산화물 시트(10)는 순수한 그래핀 시트 대비 일부 산화영역과 결함영역을 가지기는 하지만, 다른 탄소 물질에 비해 전도성이 우수할 수 있다. 따라서, VO2(B) 입자들(20)이 고정된 환원 그래핀 산화물 시트(10)는 활물질의 전기전도도 향상에 기여할 수 있다.The reduced graphene oxide sheet 10 is obtained by reducing graphene oxide sheets separated by oxidation and agitation of graphite flakes through heat treatment or chemical treatment, and may be provided with several to several tens of layers of graphene layers. Although this reduced graphene oxide sheet 10 has some oxidized and defective areas compared to pure graphene sheets, it may have better conductivity than other carbon materials. Thus, the reduced graphene oxide sheet 10 to which the VO 2 (B) particles 20 are fixed can contribute to the improvement of the electrical conductivity of the active material.

VO2(B) 입자들의 제조방법은 다음과 같을 수 있다.The production method of the VO 2 (B) particles may be as follows.

먼저, 바나듐(V) 산화물(V2O5)과 용매를 함유하는 혼합액을 제조하고(단계 1-1), 상기 혼합액을 밀폐된 반응기 내에 넣고 상기 용매의 비등점 이상에서 열처리하여 용매열합성을 진행한 후(단계 1-2), 합성된 물질을 여과, 세정 및 건조하여 상기 VO2(B) 입자들을 얻을 수 있다(단계 1-3).First, a mixed solution containing vanadium (V) oxide (V 2 O 5 ) and a solvent is prepared (step 1-1), and the mixed solution is placed in a closed reactor and heat-treated at a boiling point of the solvent (Step 1-2), the synthesized material is filtered, washed and dried to obtain the VO 2 (B) particles (Step 1-3).

한편, VO2(B)/rGO 복합체의 제조방법은 다음과 같을 수 있다.Meanwhile, the production method of the VO 2 (B) / rGO composite may be as follows.

먼저, 환원 그래핀 산화물과 용매를 함유하는 혼합액 제조하고(단계 2-1), 상기 혼합액 내에 바나듐(V) 산화물(V2O5)을 넣어 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액 제조하고(단계 2-2), 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액을 밀폐된 반응기 내에 넣고 상기 용매의 비등점 이상에서 열처리하여 용매열합성을 진행한 후(단계 2-3), 합성된 물질을 여과, 세정 및 건조하여 상기 VO2(B)/rGO 복합체를 얻을 수 있다(단계 2-4). 상기 단계 2-1의 혼합액을 제조할 때, 초음파 분산을 이용하여 용매 내에 환원 그래핀 산화물을 분산시킬 수 있다.First, a mixed solution containing a reduced graphene oxide and a solvent is prepared (Step 2-1), and a vanadium (V) oxide (V 2 O 5 ) is added to the mixed solution to form the reduced graphene oxide and the vanadium (Step 2-2). The mixed solution of the reduced graphene oxide and the vanadium (V) oxide is placed in a closed reactor and heat-treated at a boiling point of the solvent or higher to perform solvent thermal synthesis (step 2-3 ), And the synthesized material is filtered, washed and dried to obtain the VO 2 (B) / rGO complex (Step 2-4). In producing the mixed solution of the step 2-1, the reduced graphene oxide may be dispersed in the solvent by using ultrasonic dispersion.

상기 단계 1-1 또는 단계 2-1에서, 상기 용매는 알코올일 수 있고, 일 예로서, 에탄올일 수 있다. 나아가 상기 용매는 무수 알코올, 일 예로서 무수 에탄올(absolute ethanol)일 수 있다. 상기 용매는 상기 용매열합성 단계(단계 1-2 또는 단계 2-3)에서 환원제로서 작용할 수 있다. 특히 무수에탄올을 사용하는 경우 다른 어떤 환원제를 사용하지 않고도, 상기 바나듐(V) 산화물을 VO2(B)로 환원시킬 수 있다. In the above step 1-1 or step 2-1, the solvent may be an alcohol, and may be, for example, ethanol. Further, the solvent may be an anhydrous alcohol, for example, absolute ethanol. The solvent may act as a reducing agent in the solvent thermolysis step (step 1-2 or step 2-3). In particular, when anhydrous ethanol is used, the vanadium (V) oxide can be reduced to VO 2 (B) without using any other reducing agent.

상기 용매열합성 단계(단계 1-2 또는 단계 2-3)는 상기 용매의 비등점보다 높은 온도 구체적으로, 약 100 내지 200도 구체적으로는 약 120 내지 180도, 일 예로서 약 140 내지 160도에서, 약 8 내지 16, 구체적으로 약 10 내지 14시간동안 진행할 수 있다. 그 결과, 수십 나노미터 사이즈를 갖는 막대 형태의 1차 입자들이 안정화되면서 응집된 2차 입자인 구형 입자들을 반응 결과물로서 얻을 수 있다. 상기 2차 입자는 나노로드 번들로도 불리워질 수 있다.The solvent thermolysis step (step 1-2 or step 2-3) may be performed at a temperature higher than the boiling point of the solvent, specifically about 100 to 200 degrees, specifically about 120 to 180 degrees, for example about 140 to 160 degrees , About 8 to 16, specifically about 10 to 14 hours. As a result, while rod-shaped primary particles having a size of several tens of nanometers are stabilized, spherical particles that are aggregated secondary particles can be obtained as reaction products. The secondary particles may also be referred to as nano rod bundles.

상기 합성된 물질을 세정하는 것은 알코올 일 예로서, 에탄올을 사용하여 수행할 수 있고, 건조하는 것은 공기 분위기의 오븐 내에서 열처리하여 수행될 수 있다. 상기 열처리는 약 60 내지 100도에서 진행될 수 있다.The synthesized material may be washed using ethanol as an example of an alcohol, and drying may be performed by heat treatment in an oven in an air atmosphere. The heat treatment may proceed at about 60 to 100 degrees.

아연 이차 전지Zinc secondary battery

본 발명의 일 실시예에 따른 아연 이차 전지는 위에서 설명한 활물질을 양극활물질로서 함유하는 양극, 아연 2가 이온이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극, 및 이들 사이에 위치하는 전해질을 구비할 수 있다.A zinc secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a cathode containing the above-described active material as a cathode active material, a cathode containing a cathode active material into which zinc divalent ions can be inserted, and an electrolyte disposed therebetween .

<양극><Anode>

상기 양극활물질, 도전재, 및 결합제를 혼합하여 양극재료를 얻을 수 있다. 이 때, 도전재는 천연 흑연, 인조 흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 그라핀 등의 탄소 재료일 수 있다. 결합제는 열가소성 수지 예를 들어, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 사불화에틸렌, 불화비닐리덴계 공중합체, 육불화프로필렌 등의 불소 수지, 및/또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.The cathode active material, the conductive material, and the binder may be mixed to obtain a cathode material. At this time, the conductive material may be a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, coke, carbon black, carbon nanotube, and graphene. The binder may be a thermoplastic resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride copolymer, fluorine resin such as propylene hexafluoride, and / or polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene .

양극재료를 양극 집전체 상에 도포하여 양극을 형성할 수 있다. 양극 집전체는 Al, Ni, 스테인레스 등의 도전체일 수 있다. 양극재료를 양극 집전체 상에 도포하는 것은 가압 성형, 또는 유기 용매등을 사용하여 페이스트를 만든 후 이 페이스트를 집전체 상에 도포하고 프레스하여 고착화하는 방법을 사용할 수 있다. 유기 용매는 N,N-디메틸아미노프로필아민, 디에틸트리아민 등의 아민계; 에틸렌옥시드, 테트라히드로푸란 등의 에테르계; 메틸에틸케톤 등의 케톤계; 아세트산메틸 등의 에스테르계; 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비양성자성 극성 용매 등일 수 있다. 페이스트를 양극 집전체 상에 도포하는 것은 예를 들면, 그라비아 코팅법, 슬릿다이 코팅법, 나이프 코팅법, 스프레이 코팅법을 사용하여 수행할 수 있다.The positive electrode material can be coated on the positive electrode collector to form the positive electrode. The positive electrode current collector may be a conductive material such as Al, Ni, or stainless steel. The positive electrode material may be applied on the positive electrode collector by a method such as a pressing method using a paste or an organic solvent, applying the paste on a current collector, and pressing and fixing the paste. Examples of the organic solvent include amine-based solvents such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethyltriamine; Ethers such as ethylene oxide and tetrahydrofuran; Ketone type such as methyl ethyl ketone; Esters such as methyl acetate; Aprotic polar solvent such as dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. The paste may be applied on the positive electrode current collector using, for example, a gravure coating method, a slit die coating method, a knife coating method, or a spray coating method.

<음극><Cathode>

음극활물질은 금속 이온을 탈삽입하거나 변환(conversion) 반응을 일으킬 수 있는 금속, 금속합금, 금속산화물, 금속불화물, 금속황화물, 및 천연 흑연, 인조흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소나노튜브, 그라핀 등의 탄소 재료 등을 사용하여 형성할 수도 있다. The negative electrode active material may be a metal, a metal alloy, a metal oxide, a metal fluoride, a metal sulfide, and a natural graphite, an artificial graphite, a coke, a carbon black, a carbon nanotube, And a carbon material such as a pin.

음극활물질, 도전재, 및 결합제를 혼합하여 음극재료를 얻을 수 있다. 이 때, 도전재는 천연 흑연, 인조 흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 그라핀 등의 탄소 재료일 수 있다. 결합제는 열가소성 수지 예를 들어, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 사불화에틸렌, 불화비닐리덴계 공중합체, 육불화프로필렌 등의 불소 수지, 및/또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.A negative electrode material can be obtained by mixing a negative electrode active material, a conductive material, and a binder. At this time, the conductive material may be a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, coke, carbon black, carbon nanotube, and graphene. The binder may be a thermoplastic resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride copolymer, fluorine resin such as propylene hexafluoride, and / or polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene .

음극재료를 양극 집전체 상에 도포하여 양극을 형성할 수 있다. 양극 집전체는 Al, Ni, 스테인레스 등의 도전체일 수 있다. 음극재료를 양극 집전체 상에 도포하는 것은 가압 성형, 또는 유기 용매등을 사용하여 페이스트를 만든 후 이 페이스트를 집전체 상에 도포하고 프레스하여 고착화하는 방법을 사용할 수 있다. 유기 용매는 N,N-디메틸아미노프로필아민, 디에틸트리아민 등의 아민계; 에틸렌옥시드, 테트라히드로푸란 등의 에테르계; 메틸에틸케톤 등의 케톤계; 아세트산메틸 등의 에스테르계; 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비양성자성 극성 용매 등일 수 있다. 페이스트를 음극 집전체 상에 도포하는 것은 예를 들면, 그라비아 코팅법, 슬릿다이 코팅법, 나이프 코팅법, 스프레이 코팅법을 사용하여 수행할 수 있다.The anode material can be applied on the anode current collector to form the anode. The positive electrode current collector may be a conductive material such as Al, Ni, or stainless steel. The negative electrode material may be applied to the positive electrode current collector by press molding, or by making a paste using an organic solvent or the like, applying the paste to a current collector, and pressing and fixing the paste. Examples of the organic solvent include amine-based solvents such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethyltriamine; Ethers such as ethylene oxide and tetrahydrofuran; Ketone type such as methyl ethyl ketone; Esters such as methyl acetate; Aprotic polar solvent such as dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. The paste may be applied on the negative electrode current collector by, for example, a gravure coating method, a slit die coating method, a knife coating method, or a spray coating method.

<전해질><Electrolyte>

전해질은 금속염과 이를 용해하는 용매를 함유하는 액체 전해질일 수 있다. 구체적으로, 아연염은 ZnSO4, Zn(NO3)2 등일 수 있고, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. 또한, 용매는 수계 용매 또는 유기 용매일 수 있다.The electrolyte may be a liquid electrolyte containing a metal salt and a solvent dissolving the metal salt. Specifically, the zinc salt may be ZnSO 4 , Zn (NO 3 ) 2 or the like, or a mixture of two or more thereof may be used. In addition, the solvent may be an aqueous solvent or an organic solvent.

그러나, 전해질은 이에 한정되지 않고, 상기 액체 전해질을 고분자 내에 함침시킨 고분자형 고체 전해질 또는 세라믹형 고체 전해질일 수도 있다. 상기 고분자형 고체 전해질에서 고분자는 폴리에틸렌옥시드계의 고분자 화합물, 폴리오르가노실록산쇄 또는 폴리옥시알킬렌쇄 중 적어도 1종 이상을 포함하는 고분자 화합물 등일 수 있다. 상기 세라믹형 고체 전해질은 해당 금속의 황화물, 산화물, 및 인산염화물 등의 무기세라믹을 이용할 수도 있다. 고체 전해질은 후술하는 세퍼레이터의 역할을 하는 경우도 있고, 그 경우에는 세퍼레이터를 필요로 하지 않는 경우도 있다.However, the electrolyte is not limited thereto, and may be a polymer type solid electrolyte or a ceramic type solid electrolyte in which the liquid electrolyte is impregnated in a polymer. In the polymer type solid electrolyte, the polymer may be a polymer compound including at least one of a polyethylene oxide-based polymer compound, a polyorganosiloxane chain, or a polyoxyalkylene chain. As the ceramic solid electrolyte, inorganic ceramics such as sulfides, oxides, and phosphates of the metal may be used. The solid electrolyte may serve as a separator to be described later, and in such a case, a separator may not be required.

<세퍼레이터><Separator>

양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 배치될 수 있다. 이러한 세퍼레이터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 불소 수지, 질소 함유 방향족 중합체 등의 재질로 이루어지는 다공질 필름, 부직포, 직포 등의 형태를 가지는 재료일 수 있다. 세퍼레이터의 두께는, 전지의 부피 에너지 밀도가 높아지고, 내부 저항이 작아진다는 점에서, 기계적 강도가 유지되는 한 얇을수록 바람직하다.A separator may be disposed between the anode and the cathode. Such a separator may be a material having a form such as a porous film made of a material such as a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, a fluororesin or a nitrogen-containing aromatic polymer, a nonwoven fabric or a woven fabric. The thickness of the separator is preferably as thin as long as the mechanical strength is maintained in that the volume energy density of the battery is high and the internal resistance is small.

<금속 이차 전지의 제조 방법><Manufacturing Method of Metal Secondary Battery>

양극, 세퍼레이터, 및 음극을 순서대로 적층하여 전극군을 형성한 후 필요하다면 전극군을 말아서 전지캔에 수납하고, 전극군에 전해액을 함침시킴으로써 나트륨 이차 전지를 제조할 수 있다. 이와는 달리, 양극, 고체 전해질, 및 음극을 적층하여 전극군을 형성한 후 필요하다면 전극군을 말아서 전지캔에 수납하여 금속 이차 전지를 제조할 수 있다.A negative electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order to form an electrode group, if necessary, the electrode group is rolled up and stored in a battery can, and the sodium secondary battery can be manufactured by impregnating the electrode group with an electrolyte. Alternatively, the electrode assembly may be formed by laminating the positive electrode, the solid electrolyte, and the negative electrode, and if necessary, the electrode assembly may be rolled up and stored in the battery can to manufacture the metal secondary battery.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. It should be understood, however, that the following examples are intended to aid in the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

[실험예들; Examples][Experimental Examples; Examples]

제조예 1 : VOProduction Example 1: Preparation of VO 22 (B) 제조(B) Manufacturing

V2O5와 에탄올의 혼합물을 30분 동안 교반하였다. 교반된 혼합물을 오토클레이브에 넣고, 150℃에서 12시간동안 열처리하여 용매열합성을 진행하였다. 합성이 끝난 뒤 생성된 물질을 여과 및 에탄올을 사용하여 세정한 후, 진공상태의 80℃의 오븐에서 하룻밤 동안 건조시켜 분말을 얻었다.The mixture of V 2 O 5 and ethanol was stirred for 30 minutes. The agitated mixture was placed in an autoclave and heat-treated at 150 ° C for 12 hours to perform thermolysis of solvent. After the synthesis, the resulting material was washed with filtration and ethanol, and then dried overnight in an oven at 80 DEG C under vacuum to obtain a powder.

제조예 2 : VOProduction Example 2: Preparation of VO 22 (B)/rGO 복합체 제조(B) / rGO composite preparation

rGO (IDT international)를 에탄올 내에 넣고 초음파를 사용하여 1시간 동안 분산시켰다. 얻어진 rGO 분산액에 V2O5를 넣고 30분 동안 초음파처리를 통해 교반하였다. 이 때, 사용된 V2O5는 1.2g이고 사용된 rGO는 V2O5에 대해 1wt% 즉, 0.012g이었다. 이 혼합물을 오토클레이브에 넣고, 150℃에서 12시간동안 열처리하여 용매열합성을 진행하였다. 합성이 끝난 뒤 생성된 물질을 여과 및 에탄올을 사용하여 세정한 후, 진공상태의 80℃의 오븐에서 하룻밤 동안 건조시켜 분말을 얻었다.rGO (IDT international) was placed in ethanol and dispersed for 1 hour using ultrasonic waves. V 2 O 5 was added to the obtained rGO dispersion and stirred for 30 minutes by ultrasonic treatment. At this time, the used V 2 O 5 was 1.2 g and the used rGO was 1 wt%, that is, 0.012 g with respect to V 2 O 5 . The mixture was placed in an autoclave and subjected to heat treatment at 150 ° C for 12 hours to perform thermolysis of a solvent. After the synthesis, the resulting material was washed with filtration and ethanol, and then dried overnight in an oven at 80 DEG C under vacuum to obtain a powder.

도 3은 제조예 1 및 2에서 얻어진 분말들에 대한 XRD (X-ray diffraction)분석결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 3 is a graph showing X-ray diffraction (XRD) analysis results of the powders obtained in Production Examples 1 and 2. FIG.

도 3을 참조하면, 제조예 2에 따른 VO2(B)/rGO 복합체는 제조예 1에 따른 VO2(B)와 일치하는 XRD 패턴을 나타낸다. 이는 VO2(B)가 rGO와 복합체를 형성하더라도 결정상의 변화가 발생하지 않음을 의미한다. 이와 더불어서, rGO를 함유함에도 불구하고 VO2(B)/rGO 복합체의 XRD 패턴이 VO2(B)의 XRD 패턴과 일치하는 것은 rGO의 결정성이 매우 낮음을 의미한다.Referring to FIG. 3, the VO 2 (B) / rGO composite according to Production Example 2 shows an XRD pattern consistent with VO 2 (B) according to Production Example 1. This means that even if VO 2 (B) forms a complex with rGO, no change in the crystal phase occurs. In addition, the fact that the XRD pattern of VO 2 (B) / rGO complex coincides with the XRD pattern of VO 2 (B), despite the presence of rGO, implies that the crystallinity of rGO is very low.

또한, VO2(B)/rGO 복합체와 VO2(B)의 XRD 패턴에서 메인피크는 2θ가 25.238°와 49.181°의 위치에서 나타나는데, 이는 각각 (1 1 0)과 (0 2 0)에 대한 피크이다. 이 피크들의 반치폭들은 각각 0.265와 0.494이다. 이러한 결과로부터 제조예에서 얻어진 분말은 단일상 결정을 갖으면서, 공간군이 C2/m인 VO2(B)인 것을 알 수 있다.In the XRD patterns of VO 2 (B) / rGO composite and VO 2 (B), the main peaks were observed at positions of 2 Θ at 25.238 ° and 49.181 °, which corresponded to (1 10 0) and (0 2 0) It is a peak. The half widths of these peaks are 0.265 and 0.494, respectively. From these results, it can be seen that the powder obtained in the production example has single phase crystals and VO 2 (B) having a space group of C2 / m.

하기 표 1은 제조예 1 및 2에서 얻어진 분말들에 대한 격자 상수들(lattice parameter)을 나타낸다.Table 1 below shows the lattice parameters for the powders obtained in Production Examples 1 and 2.

a / Å a / A b / Åb / A c / Åc / Å β / o β / o VO2(B)VO 2 (B) 11.942(2)11.942 (2) 3.677(1)3.677 (1) 6.294(1)6.294 (1) 104.42(1)104.42 (1) VO2(B)/rGOVO 2 (B) / rGO 11.946(2)11.946 (2) 3.679(1)3.679 (1) 6.298(1)6.298 (1) 104.58(1)104.58 (1)

표 1을 참조하면, 두 생산물에 대한 격자 상수 값은 매우 유사한 값을 보이며 이는 결정구조상에 큰 차이가 없으며, rGO에 의해 VO2(B)/rGO 복합체의 결정구조가 변화되지 않음을 증명할 수 있다.Referring to Table 1, the lattice constants for the two products show very similar values, which do not show a significant difference in the crystal structure, and that the crystal structure of the VO 2 (B) / rGO composite is not changed by rGO .

도 4는 제조예 1에서 얻어진 분말과 제조예 2에서 얻어진 분말을 촬영한 SEM (scanning electron microscopy) 사진들이다.4 is SEM (scanning electron microscopy) photographs of the powder obtained in Production Example 1 and the powder obtained in Production Example 2, respectively.

도 4를 참조하면, 제조예 1에서 얻어진 VO2(B) 및 제조예 2에서 얻어진 VO2(B)/rGO 복합체 내의 VO2(B)는 모두 구형 입자로 구성되었다. 또한, 두 경우 모두에서 각 VO2(B) 입자는 막대 형태의 1차 입자들이 응집된 2차 입자인 것을 알 수 있다. 이를 통해 rGO를 첨가하더라도 용매열 합성법을 통해 입자의 형상에는 변경이 없음을 알 수 있다. VO2(B)/rGO 복합체의 경우에, VO2(B) 구형 입자가 rGO 플레이트에 고정되어 있으며, VO2(B)와 rGO 플레이트와의 물리적 결합은 전자 전도성을 향상시킬 것으로 보여진다. Referring to Figure 4, VO 2 (B) / rGO VO 2 (B) in the composite obtained in Production Example 1 VO 2 (B) and obtained in Preparation Example 2 were all composed of spherical particles. Also, in both cases, it can be seen that each VO 2 (B) particle is a secondary particle in which rod-shaped primary particles are aggregated. Therefore, even if rGO is added, it can be seen that the shape of the particles is not changed by the solvent thermo-synthetic method. In the case of the VO 2 (B) / rGO complex, the VO 2 (B) spherical particles are fixed on the rGO plate, and the physical bonding between the VO 2 (B) and the rGO plate is believed to improve the electronic conductivity.

제조예 3: VOProduction Example 3: Preparation of VO 22 (B)를 사용한 양극을 구비한 아연이온 반전지 제조(B), zinc ion secondary battery with positive electrode

제조예 1에서 제조된 VO2(B) 분말, 도전재((Ketjen black:Super P = 1:1), 및 결합재(Poly vinylidene fluoride)를 8:1:1의 중량비로 유기 용매(NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)) 내에서 혼합하여 슬러리를 형성한 후, 이 슬러리를 스테인레스 스틸 호일 집전체 상에 코팅한 후 진공하 80℃에서 하룻밤동안 건조시켜 양극을 형성하였다.A mixture of VO2 (B) powder, a conductive material (Ketjen black: Super P = 1: 1) and a polyvinylidene fluoride prepared in Preparation Example 1 in an organic solvent (NMP (N- Methyl-2-pyrrolidone) to form a slurry. The slurry was coated on a stainless steel foil current collector and dried at 80 ° C. overnight under vacuum to form a positive electrode.

상기 양극, 음극인 아연 금속판, 그리고 전해질 1M ZnSO4와 용매인 물을 함유하는 수계전해액을 사용하여 아연이온 반전지를 코인셀로 제조하였다. A zinc ion battery was prepared as a coin cell using an aqueous electrolyte solution containing the anode, zinc metal plate as an anode, electrolyte 1M ZnSO 4 and water as a solvent.

제조예 4: VOProduction Example 4: Preparation of VO 22 (B)/rGO 복합체를 사용한 양극을 구비한 아연이온 반전지 제조(B) / rGO composite was used.

제조예 1에서 제조된 VO2(B) 분말 대신에 제조예 2에서 제조된 VO2(B)/rGO 복합체 분말을 사용한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 아연이온 반전지를 코인셀로 제조하였다.Except that the VO 2 (B) / rGO composite powder prepared in Preparation Example 2 was used in place of the VO 2 (B) powder prepared in Production Example 1, .

평가예 1 : 아연 이온 반전지 특성 평가 Evaluation Example 1: Evaluation of the characteristics of zinc ion

제조예 3 및 제조예 4에서 얻어진 아연 이온 반전지를 방전은 0.2V까지 50 mA/g으로 정전류 방전을 행하였고, 충전은 상기 방전 속도와 동일한 속도로 정전류 충전을 1.1V까지 행하였다. The discharge of the zinc ion secondary battery obtained in Production Example 3 and Production Example 4 was carried out at a constant current discharge of 0.2 mA up to 50 mA / g, and the constant current charging was performed up to 1.1 V at the same rate as the discharging rate.

도 5는 제조예 3 및 제조예 4에서 얻어진 아연 이온 반전지들의 첫 번째 사이클에서의 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing charge / discharge characteristics in the first cycle of the zinc ion reversal batteries obtained in Production Example 3 and Production Example 4. FIG.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, VO2(B)와 VO2(B)/rGO 복합체는 각각 281 mAhg-1과 298 mAhg-1의 방전용량을 보여주었으며 이러한 결과는 아연 전지 시스템에서의 VO2(B)의 실용성을 입증하였다. 또한, 전도성이 우수한 rGO를 부착함으로써 효과적으로 VO2(B)의 용량을 증가시킬 수 있었다.When FIG. 5a and FIG 5b, VO 2 (B) and VO 2 (B) / rGO composite These results VO 2 in a zinc cell system has shown the discharge capacity of each of 281 mAhg -1 and 298 mAhg -1 (B). &Lt; / RTI &gt; In addition, the capacity of VO 2 (B) could be effectively increased by attaching rGO having excellent conductivity.

도 6은 VO2(B) 양극활물질을 사용하여 제조예 3을 통해 얻어진 아연 이온 반전지의 초기 사이클의 충방전 그래프(a)와 초기 사이클 과정에서 양극 활물질들의 엑스시츄 XRD 그래프(b)를 나타낸다. 이를 위해, 아연 이온 반전지를 6 개 제조하고, 전지들을 충방전 그래프(a)에 표시된 해당 전압들까지 각각 전기화학적 테스트를 진행한 후 분해하여 전극을 회수하고 회수된 전극을 증류수를 사용하여 세척하고 80도 오븐에서 하루정도 건조시킨 후 XRD를 측정(b)하였다.6 shows a graph (a) of charge and discharge of the initial cycle of the zinc ion battery obtained through Production Example 3 using the VO 2 (B) cathode active material and an X-ray XRD graph (b) of the cathode active materials in the initial cycle. To this end, six zinc ion secondary batteries were fabricated and the cells were electrochemically tested to the voltages indicated in the charge and discharge graph (a), and then decomposed to recover the electrodes. The recovered electrodes were washed with distilled water After drying for one day in an oven at 80 ° C, XRD was measured (b).

도 6을 참조하면, XRD 피크 즉, VO2(B)의 110면, 310/-311면, 및 -511면들이 방전 및 충전 동안에서 시프트되기는 하지만 새로운 피크는 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 단, 피크(v)는 방전반응간 형성되었다가 다시 사라지는데, 이는 전해질에 의한 피크 즉, 1M ZnSO4 수용액 내의 Zn4SO4(OH)6·0.5H2O 라는 부반응 생성물인 것으로 추정되었다. 한편, 피크(x)는 집전체인 스테인레스 스틸 호일에 의한 것으로 추정되었다. 이와 같이, 충방전 과정 즉, VO2(B) 양극활물질 내로 아연 이온이 삽입 또는 탈리되는 과정에서 VO2(B) 양극활물질의 새로운 XRD 피크를 나타내지 않고 시프트만 발생하는 것은, 아연 이온의 삽입 또는 탈리에도 VO2(B) 양극활물질의 결정 구조는 영향을 받지 않는 것을 의미한다. 이 때, 상기 아연 이온은 도 2를 참조하여 설명한 VO2(B) 결정구조를 변화시키지 않으면서 이의 터널 내로 삽입될 수 있고 또한 이로부터 탈리될 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that although the 110, 310 / -311, and -511 planes of the XRD peak, VO 2 (B), are shifted during discharge and charge, no new peak occurs. Specifically, the peak (v) is formed during the discharge reaction and disappears again, which is a side reaction product of Zn 4 SO 4 (OH) 6 .0.5H 2 O in the 1 M ZnSO 4 aqueous solution Respectively. On the other hand, the peak (x) was estimated to be due to a stainless steel foil as a current collector. As described above, are caused, only the charge and discharge process, that is, VO 2 (B) is zinc ions into the cathode active material do not represent a new XRD peaks of VO 2 (B) a positive electrode active material in the process of being inserted or desorbed shift, insertion of a zinc ion, or It also means that the crystal structure of the VO 2 (B) cathode active material is not affected by desorption. At this time, the zinc ions can be inserted into and removed from the tunnel without changing the VO 2 (B) crystal structure described with reference to FIG.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, This is possible.

Claims (11)

결정구조가 VO6 8면체들로 구성되고, 상기 VO6 8면체들은 코너 또는 에지를 공유하면서 터널을 형성하는 VO2(B) 입자들을 전극 활물질로서 포함하는 양극;
아연 이온이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극; 및
상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 전해질을 포함하는 아연 이온 이차전지.
The crystal structure is composed of VO 6 8 tetrahedra, the VO 6 8 tetrahedra are positive, including VO 2 (B) particles to form a tunnel, sharing a corner or an edge as an electrode active material;
A negative electrode containing a negative active material into which zinc ions can be inserted; And
And an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode.
제1항에 있어서,
상기 VO2(B) 입자들은 막대 형태의 1차 나노입자들이 응집된 2차 입자로서 구형의 형상을 갖는 아연 이온 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the VO 2 (B) particles have a spherical shape as secondary particles in which rod-shaped primary nanoparticles are aggregated.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전극활물질은 상기 VO2(B) 입자들과 더불어서 상기 VO2(B) 입자들을 고정하는 환원 그래핀 산화물 시트를 포함하는 VO2(B)/rGO 복합체인 아연 이온 이차전지.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the electrode active material is a VO 2 (B) / rGO composite comprising a reduced graphene oxide sheet that fixes the VO 2 (B) particles together with the VO 2 (B) particles.
결정구조가 VO6 8면체들로 구성되고, 상기 VO6 8면체들은 코너 또는 에지를 공유하면서 터널을 형성하는 VO2(B) 입자들; 및
상기 VO2(B) 입자들을 고정하는 환원 그래핀 산화물 시트를 포함하는 VO2(B)/rGO 복합체인 전극 활물질.
The crystal structure is VO 6 is made up of octahedral, the VO 6 octahedral VO 2 that are formed in the tunnel while sharing a corner or edge (B) particles; And
The VO 2 (B) VO 2 ( B) / rGO the composite electrode active material comprising a reduced graphene oxide sheets to secure the particles.
제4항에 있어서,
상기 터널 내에 아연 이온이 삽입되거나 또는 삽입된 아연 이온이 탈리되는 전극 활물질.
5. The method of claim 4,
Wherein the zinc ions are inserted into the tunnel or the inserted zinc ions are desorbed.
제4항에 있어서,
상기 VO2(B) 입자의 결정구조의 공간군은 C2/m인 전극 활물질.
5. The method of claim 4,
And the space group of the crystal structure of the VO 2 (B) particles is C 2 / m.
환원 그래핀 산화물과 용매를 함유하는 혼합액 제조하는 제1 단계;
상기 혼합액 내에 바나듐(V) 산화물을 넣어 상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액 제조하는 제2 단계; 및
상기 환원 그래핀 산화물과 상기 바나듐(V) 산화물의 혼합액을 밀폐된 반응기 내에 넣고 상기 용매의 비등점 이상에서 열처리하여 용매열합성을 진행하는 제3 단계를 포함하는 전극 활물질 제조방법.
A first step of producing a mixed solution containing reduced graphene oxide and a solvent;
A second step of adding a vanadium (V) oxide into the mixed solution to prepare a mixed solution of the reduced graphene oxide and the vanadium (V) oxide; And
And a third step of subjecting the mixed solution of the reduced graphene oxide and the vanadium (V) oxide to heat treatment at a boiling point or higher of the solvent in a closed reactor to perform thermal solvent synthesis.
제7항에 있어서,
상기 용매는 무수 알코올인 전극 활물질 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the solvent is anhydrous alcohol.
제8항에 있어서,
상기 무수 알코올은 무수 에탄올인 전극 활물질 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the anhydrous alcohol is anhydrous ethanol.
제7항에 있어서,
제2 단계를 진행하기 전에,
상기 환원 그래핀 산화물과 상기 용매를 함유하는 혼합액을 초음파를 사용하여 분산시키는 단계를 더 포함하는 전극 활물질 제조방법.
8. The method of claim 7,
Before proceeding to the second step,
Further comprising dispersing the mixed solution containing the reduced graphene oxide and the solvent using ultrasonic waves.
제7항에 있어서,
상기 용매열합성 단계는 120 내지 180도에서 10 내지 14시간동안 진행하는 전극 활물질 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the solvent thermally-synthesizing step is performed at 120 to 180 degrees for 10 to 14 hours.
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