KR20190046077A - 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 공기 전지의 제조 방법 - Google Patents

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송인우
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이준기
류희연
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Abstract

리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법은 탄소 섬유를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹을 형성하는 단계, 수지 및 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계, 및 상기 슬러리를 상기 탄소 섬유 프리웹에 도포하는 단계를 포함한다.

Description

리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 공기 전지의 제조 방법{A FABRICATION METHOD OF AN ANODE OF A LITHIUM-AIR BATTERY AND A FABRICATION METHOD INCLUDING THE SAME}
본 발명은 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 공기 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 공기 전지는 높은 에너지 밀도로 전기자동차 전지용 차세대 이차 전지로 주목 받고 있다. 리튬 공기 전지는 가볍고, 고전도도를 갖는 탄소 소재를 양극에 적용하여 고 에너지 밀도(무게당 용량)를 발현한다. 다만, 전지의 충방전시 저항 물질이 형성되고, 전극에 불균일한 구조 변화가 발생하여 전지 안전성과 수명이 오래 지속되지 못하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 보호막, 전해질 조성 및 첨가제 사용, 분리막 개질 등 다양한 방법들이 제시되어 왔으나, 아직까지 완전한 해결책은 없다.
한국공개특허 제10-2015-0061887호
본 발명의 목적은 부반응을 억제하고, 활물질을 고르게 펼칠 수 있어, 충전 용량 및 방전 용량을 높이는데 기여할 수 있는 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 부반응을 억제하고, 활물질을 고르게 펼칠 수 있어, 충전 용량 및 방전 용량을 높이는데 기여할 수 있는 리튬 공기 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법은 탄소 섬유(Carbon fiber)를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹(preweb)을 형성하는 단계, 수지 및 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계, 및 상기 슬러리를 상기 탄소 섬유 프리웹에 도포하는 단계를 포함한다.
상기 탄소 섬유는 3 내지 300 μm 직경, 100 내지 2000 μm 길이를 갖는 것일 수 있다.
상기 슬러리를 형성하는 단계는 바인더를 혼합하지 않는 것일 수 있다.
상기 슬러리를 형성하는 단계는 용매 및 분산제 중 적어도 하나를 더 제공하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법은 상기 슬러리를 도포한 상기 탄소 섬유 프리웹을 흑연화하여 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전극을 형성하는 단계는 1 내지 10bar의 압력 및 1200 내지 2700℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 제조 방법은 리튬 공기 전지용 양극을 제공하는 단계, 상기 양극과 대향하는 음극을 제공하는 단계, 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 전해질을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 양극을 제공하는 단계는 탄소 섬유를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹을 형성하는 단계, 수지 및 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계, 및 상기 슬러리를 상기 탄소 섬유 프리웹에 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법에 따르면, 부반응을 억제하고, 활물질을 고르게 펼칠 수 있어, 리튬 공기 전지의 충전 용량 및 방전 용량을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 제조 방법에 따르면, 부반응을 억제하고, 활물질을 고르게 펼칠 수 있어, 리튬 공기 전지의 충전 용량 및 방전 용량을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 4는 본 실시예1에 따라 제조된 양극에 대한 SEM(Scanning electron microscope) 분석 결과이다.
도 5는 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 캐패시티와 전압과의 관계를 나타낸 그래프이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지(10)는 양극(100), 음극(300) 및 분리막(200)을 포함한다. 리튬 공기 전지(10)는 음극(300)으로 리튬을 사용하고, 양극(100)에서 활물질로 공기 중의 산소를 이용하는 전지 시스템이다. 음극(300)에서는 리튬의 산화 및 환원 반응이, 양극(100)에서는 외부로부터 유입되는 산소의 환원 및 산화 반응이 일어난다.
하기 화학식 1 및 화학식 2는 리튬 공기 전지(10)의 방전시 음극(300)과 양극(100)에서 일어나는 반응을 나타낸 것이다.
[화학식 1]
(음극): Li → Li+ + e-
[화학식 2]
(양극): 2Li+ + O2 + 2e- → Li2O2
음극(300)의 리튬 금속이 산화되어 리튬 이온과 전자가 생성된다. 리튬 이온은 분리막(200)을 통해, 전자는 집전체 및 외부 도선을 통해 양극(100)으로 이동한다. 양극(100)은 다공성이므로 외부 공기가 유입될 수 있다. 외부 공기에 포함된 산소는 양극(100)에서 상기 전자에 의해 환원되고, 방전생성물로 Li2O2가 형성된다.
충전 반응은 이와 반대로 진행된다. 하기 화학식 3와 같이 양극(100)에서 Li2O2가 분해되어 리튬 이온과 전자가 생성된다.
[화학식 3]
(양극) Li2O2 → 2Li+ + O2 + 2e-
전해질(200)은 양극(100) 및 음극(300) 사이에 함침된다. 전해질(200)은 고체 전해질을 포함하는 것일 수 있다. 전해질(200)은 리튬염을 포함할 수 있다. 리튬염은 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용할 수 있으며, 음극(300)과 리튬 이온과 전해질(200) 간에 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 한다.
리튬염은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiF, LiBr, LiCl, LiI, LiB(C2O4)2, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2(LiTFSI), LiN(SO2C2F5)2 및 LiC(SO2CF3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지(10)는 분리막을 더 포함할 수 있다. 분리막은 양극(100)과 음극(300)이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지의 제조 방법의 개략적인 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지(10)의 제조 방법은 양극(100)을 제공하는 단계(S10), 양극(100) 상에 전해질(200)을 제공하는 단계(S20), 및 전해질(200) 상에 음극(300)을 제공하는 단계(S30)를 포함한다. 양극(100)을 제공하는 단계(S10)는 탄소 섬유(Carbon fiber)를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹(preweb)을 형성하는 단계(S100), 수지 및 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계(S200), 및 슬러리를 탄소 섬유 프리웹에 도포하는 단계(S300)를 포함한다.
먼저 탄소 섬유를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹을 형성한다(S100).
탄소 섬유는 3 내지 300 μm 직경, 100 내지 2000 μm 길이를 갖는 것일 수 있다. 탄소 섬유가 상기 범위 미만이면 필러 역할을 하기 어려워, 양극(10)의 내구성을 확보하기 어렵고, 탄소 섬유가 상기 범위 초과이면 탄소 섬유의 밀도가 작아 반응에 참여하지 않는 탄소 섬유의 비율이 증가할 수 있다.
수지 및 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성한다(S200). 슬러리를 형성하는 단계(S200)는 바인더를 혼합하지 않는 것일 수 있다. 본원 발명은 슬러리를 형성할 때, 수지가 바인더의 역할을 하여 별도의 바인더가 필요하지 않다. 상기 수지는 페놀계 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
탄소 파우더는 리튬 공기 전지용 양극(10)의 활물질의 역할을 한다. 탄소 파우더는 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 케첸 블랙(Ketjen Black), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube)인 것일 수 있다.
탄소 파우더는 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는다. 탄소 파우더의 비표면적이 500 m2/g 미만이면, 결정성을 향상시키기 어렵고, 탄소 파우더의 비표면적이 2500 m2/g 초과이면, 비표면적이 커서 제조된 양극(10)의 내구성이 떨어질 수 있다.
슬러리를 형성하는 단계(S200)는 용매 및 분산제 중 적어도 하나를 더 제공하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 용매 및 분산제는 탄소 파우더의 분산력을 향상시킬 수 있다. 용매는 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 메탄올, 이소프로필 알코올, 에탄올 등의 알코올계 용매, 물, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 유기계 용매일 수 있다. 분산제는 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 트리톤 X-100 일 수 있다.
다음으로, 슬러리를 탄소 섬유 프리웹에 도포한다(S300). 슬러리는 탄소 섬유 프리웹의 적어도 일면에 도포되는 것일 수 있다. 예를 들어, 슬러리는 탄소 섬유 프리웹의 상에 도포될 수 있다. 예를 들어, 슬러리는 탄소 섬유 프리웹의 하부에 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법은 슬러리를 도포한 탄소 섬유 프리웹을 흑연화하여 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 흑연화 공정일 수 있다. 전극을 형성하는 단계는 1 내지 10bar 및 1200 내지 2700℃에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위 미만이면, 탄소 파우더로 구성되는 활물질의 결정화도를 높일 수 없고, 상기 범위 초과이면 활물질 자체에 손상이 발생할 수 있다.
종래의 리튬 공기 전지용 양극을 제조하는 방법은 탄소 시트를 별도로 제조하고, 활물질을 제공하여, 양극을 형성하였다. 다만, 본원 발명은 탄소 시트 제조 공정 중에 활물질을 투입하여, 탄소 섬유의 반응 참여도를 향상시켰고, 이에 따라 로딩량 및 공기의 투과성을 높일 수 있다. 또한 활물질로 사용되는 탄소의 결정성을 향상시키고, 부반응을 줄일 수 있어, 리튬 공기 전지의 충방전 용량을 높이고, 장수명을 도모할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
300 μm 직경, 1000 μm 길이를 가진 탄소 섬유를 수계 분산매에 분산 시켜 탄소 섬유 프리웹(preweb)을 형성한다. 페놀 수지 및 그래파이트(graphite), 케첸 블랙을 물, 에탄올에 분산시켜 슬러리를 제조한 후 탄소 섬유 프리웹에 함침한다. 용매 제거 및 압착 등을 거친 후 1bar 및 1500℃의 전기로에서 열처리를 한다. 탄소 섬유: 케첸 블랙의 중량% 비는 1:2이다.
도 4는 본 실시예1에 따라 제조된 양극에 대한 SEM(Scanning electron microscope) 분석 결과이다.
비교예 1
케첸 블랙을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
비교예 2
바인더인 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 케첸 블랙, 증점제, 물로 슬러리를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 이때 탄소 섬유: 케첸 블랙의 중량%의 비는 2:1이다.
물성 측정
1. 로딩량에 따른 실시예 1 및 비교예 1의 두께를 비교하였다.
2. 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2를 포함하는 리튬 공기 전지를 제조하여, 로딩량 2 mg/cm2로 하여, 커패시티와 전압과의 관계를 도 4에 나타내었다.
3. 1 mAh/cm2에서 컷 오프(cut-off) 횟수를 측정하여, 표 2에 나타내었다.
실험 결과
로딩량 (mg/cm2) 두께 (um)
실시예 1 비교예 1
2 200 380
4 300 460
표 1을 참조하면, 실시예 1은 비교예 1과 비교할 때, 낮은 두께로도 높은 충방전 효율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
충방전횟수 54 x 16
또한 도 5를 참조하면, 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2와 비교할 때, 높은 충방전율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표 2를 참조하면, 비교예 1은 충방전이 불가능했고, 비교예 2는 16번 가능하였으나, 실시예 1은 54번 가능한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
리튬 공기 전지: 10 양극: 100
분리막: 200 음극: 300

Claims (8)

  1. 탄소 섬유(Carbon fiber)를 분산매에 분산하여 탄소 섬유 프리웹(preweb)을 형성하는 단계;
    수지 및 500 내지 2500 m2/g 비표면적을 갖는 탄소 파우더를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계; 및
    상기 슬러리를 상기 탄소 섬유 프리웹에 도포하는 단계;를 포함하는 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분산매는 메탄올, 이소프로필알코올, 에탄올, 물, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소 섬유는
    3 내지 300 μm 직경, 100 내지 2000 μm 길이를 갖는 것인 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리를 형성하는 단계는 페놀계 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 수지와 탄소 파우더를 혼합하되, 바인더를 혼합하지 않는 것인 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리를 형성하는 단계는
    용매 및 분산제 중 적어도 하나를 더 제공하는 단계를 포함하는 것인 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리를 도포한 상기 탄소 섬유 프리웹을 흑연화하여 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극을 형성하는 단계는
    1 내지 10bar의 압력 및 1200 내지 2700℃의 온도 조건에서 수행되는 것인 리튬 공기 전지용 양극의 제조 방법.
  8. 제1항의 상기 리튬 공기 전지용 양극을 제공하는 단계;
    상기 양극과 대향하는 음극을 제공하는 단계; 및
    상기 양극 및 상기 음극 사이에 전해질을 제공하는 단계를 포함하는 리튬 공기 전지의 제조 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150061887A (ko) 2013-11-28 2015-06-05 주식회사 엘지화학 양극, 이를 포함하는 리튬 공기 전지 및 양극의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3690111A1 (en) 2019-02-01 2020-08-05 LG Electronics Inc. Laundry treating apparatus and method for controlling the same

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