KR20190131211A - Method for manufacturing lithium electrode of lithium battery using lithium metal as cathode - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing an electrode of a lithium battery using a lithium metal as a negative electrode to be easily manufactured and improve productivity through manufacture of aligning a lithium foil and a metal foam sheet to be overlapped and heating the same using an induction heating method. The method comprises the following steps: aligning the lithium foil and the metal foam sheet to be overlapped; after the lithium foil and the metal foam sheet are aligned, heating the metal foam sheet using the induction heating method, melting the lithium foil through surface modification of the metal foam sheet and impregnating the melted lithium in the metal foam sheet; and after the melted lithium is impregnated in the metal foam sheet, cooling the same and manufacturing a lithium electrode.

Description

리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법{Method for manufacturing lithium electrode of lithium battery using lithium metal as cathode}Method for manufacturing lithium electrode of lithium battery using lithium metal as cathode}

본 발명은 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법에 관한 것으로, 특히 리튬 포일과 메탈 폼을 인덕션 가열 방법으로 자성이 있는 전극집전체만을 우선적이고 직접적으로 가열시킴으로써 집전체 표면을 개질시키고, 가열된 메탈 폼에서 발생된 열에 의해 리튬이 용융되어 용융리튬이 용이하게 함침될 수 있으며, 음극 활물질의 휘발을 최소화하여 균일한 조성을 갖는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode of a lithium battery using lithium metal as a negative electrode, and in particular, the surface of the current collector is modified by preferentially and directly heating only a magnetic electrode current collector using a lithium foil and a metal foam by an induction heating method. In the lithium metal electrode, a method of manufacturing an electrode of a lithium battery using lithium metal having a uniform composition as a cathode by minimizing volatilization of lithium by melting lithium by heat generated from a heated metal foam. will be.

리튬 이차전지는 양극, 음극, 전해액 및 세퍼레이터를 포함하여 구성된다. 이러한 리튬 이차전지의 음극 집전체는 서스 메시(Sus mesh), 니켈 메시(Ni mesh, Cu mesh), 구리 포일(Cu foil) 및 메탈 폼(metal foam)을 이용하여 제조될 수 있으며, 메탈 폼을 이용해 전극을 제조하는 관련된 기술이 한국등록특허공보 제10-1353262호(특허문헌 1)에 공개되어 있다. The lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte and a separator. The negative electrode current collector of the lithium secondary battery may be manufactured using Sus mesh, Ni mesh, Cu mesh, Cu foil, and metal foam. A related technique for producing an electrode is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1353262 (Patent Document 1).

한국등록특허공보 제10-1353262호는 리튬 이차 전지 전극용 메탈폼, 메탈폼의 제조방법 및 메탈폼을 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. 한국등록특허공보 제10-1353262호에 공개된 리튬 이차 전지 전극용 메탈폼은 활물질에 의해 표면 및 내부 기공벽의 일부 또는 전부가 코팅된 리튬 이차 전지 전극용 메탈 폼으로서, 활물질은 바인더나 도전재의 관여 없이 메탈 폼의 표면 및 내부 기공벽에 직접 접촉하도록 코팅되며, 음극 활물질은 그래파이트(Graphite) 등의 탄소 등이 사용된다. Korean Patent Publication No. 10-1353262 relates to a metal foam for a lithium secondary battery electrode, a method for manufacturing a metal foam, and a lithium secondary battery including a metal foam. The metal foam for lithium secondary battery electrodes disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1353262 is a metal foam for lithium secondary battery electrodes in which part or all of the surface and internal pore walls are coated with an active material, and the active material is a binder or a conductive material. It is coated to directly contact the surface of the metal foam and the inner pore wall without involvement. As the negative electrode active material, carbon, such as graphite, is used.

리튬이차전지에서 충전 속도를 향상시키기 위해서는 음극 활물질의 성능개선이 핵심이며, 충전속도는 음극재료의 미세구조와 고유한 물리적 특성에 따라 좌우된다. 지난 수년간 새로운 고용량 음극재에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 이 중 리튬금속 음극은 용량과 작동전압에 의해 결정되는 에너지 밀도 면에서 우수한 특성을 가지고 있기 때문에 이에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. In order to improve the charging speed in the lithium secondary battery, the improvement of the performance of the negative electrode active material is the key, and the charging speed depends on the microstructure and inherent physical properties of the negative electrode material. In recent years, new high-capacity anode materials have been actively researched, and among them, lithium metal anodes have been actively studied because they have excellent characteristics in terms of energy density determined by capacity and operating voltage.

이러한 리튬 금속을 음극으로 사용하는 전지의 전극 제조방법은 활물질로 리튬 포일(Lithium foil)을 사용하고 전극집전체로 메탈 메시(Metal mesh) 또는 메탈 폼(Metal foam)을 물질적으로 압착하여 전극을 구성하는 방법이 있다.  In the electrode manufacturing method of a battery using lithium metal as a negative electrode, a lithium foil is used as an active material and a metal mesh or a metal foam is physically compressed as an electrode current collector to form an electrode. There is a way.

한국등록특허공보 제10-1353262호에 공개된 메탈 폼을 이용해 리튬 이차전지의 전극을 제조하는 방법은 메탈 폼에 활물질을 코팅함으로써 형성한다. 한국등록특허공보 제10-1353262호에 공개된 메탈폼을 이용해 리튬 이차전지 즉, 리튬 전지의 전극을 제조하는 종래의 방법은 메탈 폼에 활물질을 형성 시 코팅 방법을 사용함으로써 전극 집전체와 전극 활물질 간의 부착력 또는 결착력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The method for manufacturing an electrode of a lithium secondary battery using the metal foam disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1353262 is formed by coating an active material on the metal foam. Conventional methods for manufacturing electrodes of lithium secondary batteries, that is, lithium batteries using the metal foam disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1353262, use an electrode current collector and an electrode active material by using a coating method when forming an active material on a metal foam. There is a problem that the adhesion or binding force of the liver may be lowered.

한국등록특허공보 제10-1449597호에 공개된 리튬함침 메탈폼을 포함하는 열활성화 방식 비축형 전지에서는 리튬을 메탈폼에 함침시켜 에너지 밀도 및 고출력 특성을 향상시킬 수 있으나, 리튬의 낮은 젖음성으로 인해 메탈 폼에 용융된 공융염을 코팅하여 불활성 가스 분위기에서 400~600℃까지 승온해서 용융리튬을 함침한다. In the heat-activated non-storage type battery including the lithium-impregnated metal foam disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1449597, the energy density and high output characteristics may be improved by impregnating the lithium metal foam, but due to the low wettability of lithium. The molten eutectic salt is coated on the metal foam, and the molten lithium is impregnated by raising the temperature to 400-600 ° C. in an inert gas atmosphere.

그러나, 이와같은 방법은 전극제조를 위해 공융염을 코팅하는 단계가 요구되므로 생산성이 낮아지며, 리튬의 융융점이 대략 180℃ 이므로, 400~600℃ 온도 범위에서는 다량의 리튬이 휘발되기 때문에 전극 조성을 제어하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 함침 온도를 낮추는 경우에는, 용융리튬이 금속 집전체에 함침되기 위한 전극 집전체의 표면 개질에 많은 시간이 소요되므로 생산성이 크게 낮아지는 단점을 가지고 있다. However, this method requires a step of coating the eutectic salt for electrode production, and thus the productivity is low. Since the melting point of lithium is approximately 180 ° C., a large amount of lithium is volatilized in the temperature range of 400 to 600 ° C., thereby controlling the electrode composition. Is difficult. In order to solve such a problem, when the impregnation temperature is lowered, since the surface modification of the electrode current collector for impregnating the molten lithium into the metal current collector takes a lot of time, the productivity is greatly reduced.

1): 한국등록특허공보 제10-1353262호1): Korea Patent Publication No. 10-1353262 : 한국등록특허공보 제10-1449597호: Korean Registered Patent Publication No. 10-1449597

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리튬 포일과 메탈 폼을 인덕션 가열 방법으로 자성이 있는 전극집전체만을 우선적이고 직접적으로 가열시킴으로써 집전체 표면을 개질시키고, 가열된 메탈 폼에서 발생된 열에 의해 리튬이 용융되어 용융리튬이 용이하게 함침될 수 있으며, 음극 활물질의 휘발을 최소화 하여 균일한 조성을 갖는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, by modifying the surface of the current collector by preferentially and directly heating only the magnetic electrode current collector of the lithium foil and the metal foam by the induction heating method, and occurs in the heated metal foam The molten lithium can be easily impregnated by the molten lithium by the heat generated, and to minimize the volatilization of the negative electrode active material to provide an electrode manufacturing method of a lithium battery using a lithium metal having a uniform composition as a negative electrode.

본 발명의 다른 목적은 리튬 포일(lithium foil)과 메탈 폼 시트(metal foam sheet)가 서로 겹처지도록 정렬시킨 상태에서 인덕션(induction) 가열 방법을 이용해 가열시켜 제조함으로써 제조가 용이하며 생산성을 개선시킬 수 있는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is easy to manufacture and improve productivity by heating by using an induction heating method in a state in which the lithium foil and the metal foam sheet are aligned to overlap each other. The present invention provides a method for manufacturing an electrode of a lithium battery using lithium metal as a negative electrode.

본 발명의 또 다른 목적은 인덕션 가열 방법을 이용해 메탈 폼에 리튬이 균일하게 형성시킬 수 있도록 함으로써 리튬 전극의 ESR(equivalent series resistance) 특성을 개선시킬 수 있는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법을 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a uniform formation of lithium in the metal foam by using an induction heating method electrode of a lithium battery using lithium metal as a negative electrode that can improve the ESR (equivalent series resistance) characteristics of the lithium electrode To provide a manufacturing method.

본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법은 리튬 포일(lithium foil)과 메탈 폼 시트(metal foam sheet)가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계; 상기 리튬 포일과 상기 메탈 폼 시트가 정렬되면 상기 메탈 폼 시트를 인덕션 가열방법으로 가열시켜 메탈 폼 시트 표면개질을 통해 리튬 포일을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되도록 하는 단계; 및 상기 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되면 냉각시켜 리튬 전극을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Electrode manufacturing method of a lithium battery using a lithium metal of the present invention as a negative electrode comprising the steps of aligning the lithium foil (lithium foil) and the metal foam sheet (metal foam sheet) overlap each other; When the lithium foil and the metal foam sheet are aligned, heating the metal foam sheet by an induction heating method to melt the lithium foil through surface modification of the metal foam sheet so that molten lithium is impregnated into the metal foam sheet; And cooling the molten lithium when the metal foam sheet is impregnated to produce a lithium electrode.

본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법은 리튬 포일과 메탈 폼을 인덕션 가열 방법으로 자성이 있는 전극집전체만을 우선적이고 직접적으로 가열시킴으로써 집전체 표면을 개질시키고, 가열된 메탈 폼에서 발생된 열에 의해 리튬이 용융되어 용융리튬이 용이하게 함침될 수 있으며, 음극 활물질의 휘발을 최소화 하여 균일한 조성을 갖는 리튬전지의 전극을 제조할 수 있는 이점이 있고, 리튬 포일과 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬시킨 상태에서 인덕션 가열 방법을 이용해 가열시켜 제조함으로써 제조가 용이하며 생산성을 개선시킬 수 있는 이점이 있으며, 인덕션 가열 방법을 이용해 메탈 폼에 리튬이 균일하게 형성시킬 수 있도록 함으로써 리튬 전극의 ESR(equivalent series resistance) 특성을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.In the method of manufacturing an electrode of a lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode, the surface of the current collector is modified by directly and directly heating only the magnetic electrode current collector using the induction heating method of the lithium foil and the metal foam, and the heated metal Lithium is melted by the heat generated in the foam, so that molten lithium can be easily impregnated, and minimization of volatilization of the negative electrode active material can produce electrodes of a lithium battery having a uniform composition, and a lithium foil and a metal foam sheet. Is manufactured by heating using an induction heating method in a state in which they are arranged so as to overlap each other, and there is an advantage in that it is easy to manufacture and improves productivity.The lithium can be uniformly formed in the metal foam using the induction heating method. The advantage of improving the equivalent series resistance (ESR) characteristics of the electrode have.

도 1은 본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법의 흐름을 나타낸 공정도,
도 2는 도 1에 도시된 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법에 사용되는 리튬 포일과 메탈 폼 시트의 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 메탈 폼 시트를 압연 방법으로 압착시키는 방법을 나타낸 메탈 폼 시트의 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 리튬 포일과 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬된 상태를 나타낸 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 리튬 포일과 메탈 폼 시트를 용융시키기 위해 사용되는 인덕션 가열장치의 개략적인 구성을 나타낸 단면도.
1 is a process chart showing the flow of the electrode manufacturing method of a lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a lithium foil and a metal foam sheet used in a method of manufacturing an electrode of a lithium battery using the lithium metal shown in FIG. 1 as a negative electrode;
3 is a cross-sectional view of a metal foam sheet showing a method of pressing the metal foam sheet shown in FIG. 2 by a rolling method;
4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the lithium foil and the metal foam sheet illustrated in FIG. 2 are aligned to overlap each other;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an induction heating apparatus used to melt the lithium foil and the metal foam sheet shown in FIG. 4. FIG.

이하, 본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of an electrode manufacturing method of a lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에와 같이 본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법은 먼저, 메탈 폼의 입경(D1) 즉, 포어(21)를 줄이기 위한 압착 과정을 진행하며, 압착 과정은 후술하도록 하겠다. 리튬 포일(lithium foil)(10)과 메탈 폼 시트(metal foam sheet)(20)가 서로 겹처지도록 정렬시킨다(S10). 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 정렬되면 메탈 폼 시트(20)를 인덕션 가열방법으로 가열시켜 메탈 폼 시트(20) 표면개질을 통해 리튬 포일(10)을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 함침되도록 한다(S20). 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 함침되면 냉각시켜 리튬 전극(도시 않음)을 제조한다(S30). 1 and 2, the electrode manufacturing method of the lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode, first, the pressing process to reduce the particle diameter (D1), that is, the pore 21 of the metal foam, The process will be described later. The lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are aligned to overlap each other (S10). When the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are aligned, the metal foam sheet 20 is heated by an induction heating method to melt the lithium foil 10 through surface modification of the metal foam sheet 20, thereby melting molten lithium metal To be impregnated in the foam sheet 20 (S20). When the molten lithium is impregnated in the metal foam sheet 20 to cool to produce a lithium electrode (not shown) (S30).

본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. An embodiment of an electrode manufacturing method of a lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode will be described in detail.

리튬 포일(lithium foil)(10)과 메탈 폼 시트(metal foam sheet)(20)가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계(S10)는 먼저, 도 1 및 도 2에서와 같이 리튬 포일(10)을 준비한다(S11). 리튬 포일(10)을 준비하는 단계(S11)에서 리튬 포일(10)의 재질은 리튬(Li)이 사용된다. 즉, 리튬 포일(10)은 리튬(Li)을 이용해 포일(foil) 형상으로 제조되어 준비된다. In order to arrange the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 so as to overlap each other (S10), first, the lithium foil 10 is prepared as shown in FIGS. 1 and 2. (S11). In step S11 of preparing the lithium foil 10, a material of the lithium foil 10 is lithium (Li). That is, the lithium foil 10 is manufactured and prepared in a foil shape using lithium (Li).

리튬 포일(10)이 준비되면 도 1 및 도 2에서와 같이 메탈 폼 시트(20)를 준비한다(S12). 메탈 폼 시트(20)를 준비하는 단계(S12)에서 메탈 폼 시트(20)는 평균 입경은 50 내지 500㎛인 다수개의 포어(pore)(21)가 형성되며, 재질은 스테인레스(Sus), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중 하나가 선택되어 사용되거나 둘 이상이 혼합되어 사용된다. 예를 들어, 메탈 폼 시트(20)는 스테인레스(Sus), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중 하나나 둘 이상을 혼합하여 다수개의 포어(21)가 평균 입경(D1)이 50 내지 500㎛가 되도록 형성하며, 메탈 폼 시트(20)의 제조방법은 공지된 방법이 적용됨으로 상세한 설명을 생략한다.When the lithium foil 10 is prepared, as shown in FIGS. 1 and 2, the metal foam sheet 20 is prepared (S12). In the step of preparing the metal foam sheet 20 (S12), the metal foam sheet 20 is formed with a plurality of pores (21) having an average particle diameter of 50 to 500㎛, the material is stainless (Sus), nickel One of (Ni) and iron (Fe) is selected and used, or two or more are mixed and used. For example, the metal foam sheet 20 is mixed with one or two or more of stainless (Sus), nickel (Ni) and iron (Fe) so that the plurality of pores 21 has an average particle diameter (D1) of 50 to 500㎛ Formed to be, the manufacturing method of the metal foam sheet 20 is omitted because the known method is applied.

리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 준비되면 도 1 및 도 3에서와 같이 메탈 폼 시트(20)를 압연 방법을 이용해 압착시킨다(S13). 즉, 단계(S13)는 메탈 폼 시트(20)에 형성된 다수개의 포어(21)의 평균 입경(D1)이 작아지도록 압연 방법을 이용해 압착을 수행한다. 예를 들어, 단계(S13)는 메탈 폼 시트(20)의 두께(T2)가 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 크거나 메탈 폼 시트(20)에 형성된 다수개의 포어(21)의 평균 입경(D1)이 50 내지 500㎛인 경우에 수행되며, 반대로 메탈 폼 시트(20)의 두께(T2)가 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 작거나 평균 입경(D2)이 20 내지 45㎛인 경우에 이 단계(S13)는 생략할 수 있다. 단계(S13)의 수행 방법은 메탈 폼 시트(20)는 두께(T2)가 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 크거나 다수개의 포어(21)의 평균 입경(D1)이 50 내지 500㎛인 경우에 압연 방법을 이용해 두께가 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 작으며 다수개의 포어(21)의 입경(D2)이 20 내지 45㎛ 이하가 되도록 압착된다. When the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are prepared, the metal foam sheet 20 is pressed using a rolling method as shown in FIGS. 1 and 3 (S13). That is, in step S13, pressing is performed using a rolling method so that the average particle diameter D1 of the plurality of pores 21 formed in the metal foam sheet 20 is reduced. For example, in step S13, the thickness T2 of the metal foam sheet 20 is greater than the thickness T1 of the lithium foil 10 or the average of the plurality of pores 21 formed in the metal foam sheet 20. It is performed when the particle diameter (D1) is 50 to 500㎛, on the contrary, the thickness T2 of the metal foam sheet 20 is smaller than the thickness T1 of the lithium foil 10 or the average particle diameter D2 is 20 to 45 In the case of 占 퐉, this step S13 can be omitted. In the method of performing the step S13, the metal foam sheet 20 has a thickness T2 greater than the thickness T1 of the lithium foil 10 or an average particle diameter D1 of the plurality of pores 21 is 50 to 500 μm. In the case of using a rolling method, the thickness is smaller than the thickness T1 of the lithium foil 10 and is pressed so that the particle diameters D2 of the plurality of pores 21 are 20 to 45 µm or less.

압연 방법은 도 3에 도시된 압연장치(110)를 이용한다. 압연장치(110)는 한 쌍의 롤러(111,112)를 포함하여 구성되며, 메탈 폼 시트(20)를 한 쌍의 롤러(111,112) 사이를 통과시킴에 의해 메탈 폼 시트(20)의 두께(T2)가 두께(T3)가 되거나 포어(21)의 입경(D2)이 20 내지 45㎛가 되도록 한다. 메탈 폼 시트(20)의 두께(T3)는 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 작도록 설정되며, 포어(21)의 입경(D2)이 20 내지 45㎛가 되도록 형성하는 것은 리튬 포일(10)이 용융된 후 리튬(Li)이 메탈 폼 입경(D1)에서 이탈하는 것을 방지하기 위함이며, 고르게 메탈 폼 시트(20)를 구성하는 메탈과 고르게 혼합되도록 하기 위함이다. 즉, 메탈 폼 시트(20)의 두께(T3)는 리튬 포일(10)의 두께(T1)보다 작도록 형성함으로써 메탈 폼 시트(20)은 용융이 전체적으로 고르며 급속하게 용융될 수 있으며, 포어(21)의 입경(D2)이 20 내지 45㎛가 되도록 압연 방법으로 압착시킴으로써 각 포어(21)에 리튬 포일(10)이 용융되어 혼합시 리튬 포일(10)은 어느 한 부분으로 뭉쳐서 균일하게 혼합되지 않도록 하는 것을 방지, 즉, 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 각각 서로 균일하게 용융되어 혼합될 수 있다. The rolling method uses the rolling device 110 shown in FIG. Rolling apparatus 110 comprises a pair of rollers (111, 112), the thickness (T2) of the metal foam sheet 20 by passing the metal foam sheet 20 between a pair of rollers (111, 112) The thickness T3 or the particle diameter D2 of the pore 21 is 20 to 45 µm. The thickness T3 of the metal foam sheet 20 is set to be smaller than the thickness T1 of the lithium foil 10, and forming the particle diameter D2 of the pore 21 to be 20 to 45 μm may include a lithium foil ( This is to prevent the lithium (Li) from leaving the metal foam particle diameter (D1) after 10) is melted, and to be evenly mixed with the metal constituting the metal foam sheet 20. That is, since the thickness T3 of the metal foam sheet 20 is formed to be smaller than the thickness T1 of the lithium foil 10, the metal foam sheet 20 may be melted evenly and rapidly melted, and the pores 21 may be melted. By pressing the rolling method so that the particle diameter (D2) of 20) is 20 to 45㎛, the lithium foil 10 is melted in each of the pores 21 so that the lithium foil 10 is not uniformly mixed in one part when mixing. That is, the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 may be uniformly melted and mixed with each other.

압연 방법이 적용된 메탈 폼 시트(20)는 리튬 포일(10)과 정렬시켜 용융시켜 혼합 시 메탈 폼 시트(20)를 압착한 후 1시간 이내로 메탈 폼 시트(20)를 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트(20)를 가열시켜 메탈 폼 시트(20)의 표면을 개질시키고 이 후 고온의 메탈 폼 시트(20)로 인해 리튬 포일(10)이 용융되고, 이 후 리튬 포일(10)이 메탈 폼 시트(20)에 함침되어 혼합된다. The metal foam sheet 20 to which the rolling method is applied is aligned with the lithium foil 10 and melted to compress the metal foam sheet 20 at the time of mixing, and then, within 1 hour, the metal foam sheet 20 by the induction heating method. 20 is heated to modify the surface of the metal foam sheet 20, and then the high temperature metal foam sheet 20 causes the lithium foil 10 to be melted, and then the lithium foil 10 is formed of the metal foam sheet ( 20) impregnated and mixed.

메탈 폼 시트(20)이 압착되면 도 1, 도 3 및 도 4에서와 같이 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 서로 겹처지도록 정렬시킨다(S14). 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계(S14)에서 메탈 폼 시트(20)는 한 쌍이 구비되며, 한 쌍의 메탈 폼 시트(20)는 리튬 포일(10)의 일측의 면과 타측의 면에 각각 위치됨에 의해 한 쌍의 메탈 폼 시트(20) 사이에 리튬 포일(10)이 배치되어 리튬 포일(10)과 한 쌍의 메탈 폼 시트(20)가 서로 겹처지도록 정렬된다. When the metal foam sheet 20 is compressed, the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are aligned to overlap each other as shown in FIGS. 1, 3, and 4 (S14). In the step S14 of aligning the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 to overlap each other, a pair of metal foam sheets 20 is provided, and the pair of metal foam sheets 20 is a lithium foil 10 Lithium foil 10 is disposed between the pair of metal foam sheets 20 by being positioned on one side of the surface and the other side of the side) so that the lithium foil 10 and the pair of metal foam sheets 20 Aligned to overlap.

리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 정렬되면 도 1, 도 4 및 도 5에서와 같이 메탈 폼 시트(20)를 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트(20)를 먼저 가열하여 표면개질을 진행하고 이 후 가열된 메탈 폼 시트(20)로 인해 리튬 포일(10)을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 함침되어 혼합되도록 한다. 즉, 인덕션 가열방법으로 가열시켜 메탈 폼 시트(20) 표면개질을 통해 리튬 포일(10)을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 함침되도록 한다(S20). 메탈 폼 시트(20) 표면개질을 통해 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 함침되도록 하는 단계(S20)는 먼저, 리튬 포일(10)과 압착된 메탈 폼 시트(20)가 서로 겹처지도록 정렬된 상태에서 인덕션 가열장치(120)를 이용한 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트(20)를 직접 가열하여 용융시키고 가열된 메탈 폼 시트(20)에서 발생된 열에 의해 리튬 포일(10)을 용융리튬을 발생시키며 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)를 함침되어 균일하게 혼합시킨다(S21). 예를 들어, 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)를 균일하게 혼합시키는 방법은 인덕션 가열장치(120)를 이용한 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트(20)를 직접 가열하여 표면을 개질시킨 후 열전도 즉, 가열된 메탈 폼 시트(20)에서 발생된 열에 의해 리튬 포일(10)을 용융시켜 리튬 포일(10)이 메탈 폼 시트(20)에 균일한 함침이 이루어질 수 있도록 하며, 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)의 용융 시간차를 해소시킴에 의해 메탈 폼 시트(20) 가열을 통한 표면 개질에 의해 리튬(Li)의 젖음성을 개선시켜 리튬(Li)을 용이하게 함침시킬 수 있으며, 메탈 폼 시트(20)의 용융에 의한 표면 개질에 의해 리튬(Li)을 용이하게 함침시킴에 의해 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)를 균일하게 혼합시킬 수 있게 된다. 즉, 리튬 포일(10)은 180℃에서 용융점을 가지며, 메탈 폼 시트(20), 예를 들어 메탈 폼 시트(20)로 철(Fe)이 사용되는 경우에 메탈 폼 시트(20)는 400℃ 이상에서의 용융점을 가짐으로써 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)을 아르곤(Ar) 분위기를 갖는 인덕션 가열장치(120)내 투입한 후 인덕션 가열장치(120)를 가동시킴으로써 리튬 포일(10)이 메탈 폼 시트(20)에 균일한 함침이 이루어질 수 있게 된다. 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 균일하게 혼합되면 프레스(press)(130)를 이용해 용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트(20)와 리튬 포일(10)을 압착시킨다(S22).When the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are aligned, the metal foam sheet 20 is first heated by the induction heating method as shown in FIGS. 1, 4, and 5 to surface modification. Proceeding thereafter, the lithium foil 10 is melted by the heated metal foam sheet 20 so that the molten lithium is impregnated into the metal foam sheet 20 and mixed. That is, the lithium foil 10 is melted through the surface modification of the metal foam sheet 20 by induction heating, so that the molten lithium is impregnated in the metal foam sheet 20 (S20). The step S20 of impregnating the molten lithium into the metal foam sheet 20 through surface modification of the metal foam sheet 20 may be performed such that the lithium foil 10 and the compressed metal foam sheet 20 overlap each other. In the induction heating method using the induction heating apparatus 120 in the heated state, the metal foam sheet 20 is directly heated and melted, and the molten lithium is generated in the lithium foil 10 by heat generated from the heated metal foam sheet 20. The molten lithium is impregnated with the metal foam sheet 20 to be uniformly mixed (S21). For example, the method of uniformly mixing the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 is the induction heating method using the induction heating device 120 to directly heat the metal foam sheet 20 to modify the surface Heat conduction, that is, the lithium foil 10 is melted by the heat generated from the heated metal foam sheet 20 so that the lithium foil 10 may be uniformly impregnated in the metal foam sheet 20, and the lithium foil 10 By eliminating the time difference between the melting of the metal foam sheet and the metal foam sheet 20 by improving the wettability of lithium (Li) by surface modification through heating the metal foam sheet 20, it is possible to easily impregnate lithium (Li), The lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 may be uniformly mixed by easily impregnating lithium (Li) by surface modification by melting the metal foam sheet 20. That is, the lithium foil 10 has a melting point at 180 ° C., and when the iron (Fe) is used as the metal foam sheet 20, for example, the metal foam sheet 20, the metal foam sheet 20 is 400 ° C. By having the melting point above, the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are introduced into the induction heating apparatus 120 having an argon (Ar) atmosphere, and then the induction heating apparatus 120 is operated to operate the lithium foil 10. ), The metal foam sheet 20 can be made uniformly impregnated. When the molten lithium is uniformly mixed with the metal foam sheet 20, the metal foam sheet 20 and the lithium foil 10 mixed with molten lithium are pressed using a press 130 (S22).

용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트(20)와 리튬 포일(10)을 압착시키는 단계(S22)에서 프레스(130)는 인덕션 가열장치(120)의 상측에 배치되어 인덕션 가열장치(120)를 이용한 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트(20)를 180 내지 350℃로 직접 가열시켜 메탈 폼 시트(20)의 표면개질을 개질시키며, 메탈 폼 시트(20)의 표면개질을 통해 가열된 메탈 폼 시트(20)에서 발생된 열의 열전도에 의해 리튬 포일(10)을 용융시켜 용융리튬을 발생시킴에 의해 용융리튬의 젖음성을 개선하여 용융리튬이 메탈 폼 시트(20)에 균일하게 혼합된 상태에서 용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트(20)를 압착시킨다. 예를 들어, 프레스(130)는 인덕션 가열장치(120)의 상측에 배치되어 인덕션 가열장치(120)에 의해 메탈 폼 시트(20)가 우선적으로 가열되어 메탈 폼 시트(20)의 표면개질로 리튬 포일(10)이 용융되어 용융리튬이 균일하게 함침되도록 압착시킴으로써 리튬 포일(10)이 메탈 폼 시트(20)에 균일하게 함침된 상태로 리튬 전극(도시 않음)을 제조할 수 있도록 한다. In the step S22 of pressing the metal foam sheet 20 and the lithium foil 10 in which the molten lithium is mixed, the press 130 is disposed above the induction heating apparatus 120 and induction using the induction heating apparatus 120. The metal foam sheet 20 is directly heated to 180 to 350 ° C. by a heating method to modify the surface modification of the metal foam sheet 20, and the metal foam sheet 20 heated through the surface modification of the metal foam sheet 20. The molten lithium is mixed in a state in which molten lithium is uniformly mixed with the metal foam sheet 20 by improving the wettability of the molten lithium by melting the lithium foil 10 by the heat conduction of heat generated in the molten lithium to generate molten lithium. The metal foam sheet 20 is pressed. For example, the press 130 is disposed above the induction heating apparatus 120 so that the metal foam sheet 20 is preferentially heated by the induction heating apparatus 120 so that the surface of the metal foam sheet 20 may be lithium. The foil 10 is melted and pressed so that molten lithium is uniformly impregnated so that a lithium electrode 10 may be manufactured in a state in which the lithium foil 10 is uniformly impregnated in the metal foam sheet 20.

인덕션 가열방법에 사용되는 인덕션 가열장치(120)는 도 5에서와 같이 자성체 용기(121), 절연판(122), 하부 케이스(123) 및 코일(124)을 포함한다. 자성체 용기(121)는 상부가 개방된 원통형으로 형성되고 재질은 비자성체가 사용되며, 내측에 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)가 배치되며, 상측에 프레스(130)가 배치된다. 프레스(130)와 자성체 용기(121)의 연결관계는 공지된 기술이 적용되어 설명을 생략하며, 프레스(130)의 승강운동은 직선 이송기구(도시 않음)를 이용해 구동된다. 절연판(122)은 자성체 용기(121)와 하부 케이스(123) 사이에 배치되며, 하부 케이스(123)는 내측에 코일(124)이 배치된다. 코일(124)은 외부에서 전류가 인가되면 자력선(124a)을 발생시키고, 발생된 자력선(124a)은 메탈 폼 시트(20)나 프레스(130)를 직접 가열시켜 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)를 용융시킴에 의해 온도구배를 균일하게 할 수 있어 리튬(Li)과 철(Fe)을 균일하게 혼합하고 용융할 수 있게 된다. 여기서, 리튬(Li)은 리튬 포일(10)에서 용융된 재질이며, 철(Fe)은 메탈 폼 시트(20)에서 용융된 재질이다. Induction heating apparatus 120 used in the induction heating method includes a magnetic container 121, an insulating plate 122, a lower case 123 and a coil 124 as shown in FIG. The magnetic body 121 is formed in a cylindrical shape with an open top, a non-magnetic material is used, the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 is disposed inside, the press 130 is disposed on the upper side. The connection between the press 130 and the magnetic container 121 is omitted because the known technique is applied, the lifting movement of the press 130 is driven using a linear transfer mechanism (not shown). The insulating plate 122 is disposed between the magnetic container 121 and the lower case 123, and the coil 124 is disposed inside the lower case 123. The coil 124 generates a magnetic force line 124a when a current is applied from the outside, and the generated magnetic force line 124a directly heats the metal foam sheet 20 or the press 130 to form the lithium foil 10 and the metal foam sheet. By melting (20), the temperature gradient can be made uniform so that lithium (Li) and iron (Fe) can be uniformly mixed and melted. Herein, lithium (Li) is a material melted in the lithium foil 10, and iron (Fe) is a material melted in the metal foam sheet 20.

인덕션 가열장치(120)와 프레스(130)에 의해 표면이 개질된 메탈 폼 시트(20)에 용융된 리튬 포일(10)이 함침되어 혼합, 즉, 리튬 포일(10)이 메탈 폼 시트(20)에 함침되어 혼합되면 도 1에서와 같이 냉각시켜 리튬 전극(도시 않음)을 제조한다(S30). 표면이 개질된 메탈 폼 시트(20)에 용융된 리튬 포일(10)이 함침되어 혼합되면 냉각시켜 리튬 전극을 제조하는 단계(S30)에서 리튬 전극은 표면이 개질된 메탈 폼 시트(20)에 용융된 리튬 포일(10)이 함침되면 이를 공기를 이용해 냉각시켜 제조된다.The molten lithium foil 10 is impregnated into the metal foam sheet 20 whose surface is modified by the induction heating apparatus 120 and the press 130 and mixed, that is, the lithium foil 10 is mixed with the metal foam sheet 20. When impregnated in and mixed to produce a lithium electrode (not shown) by cooling as shown in Figure 1 (S30). When the molten lithium foil 10 is impregnated and mixed in the surface-modified metal foam sheet 20 and cooled to prepare a lithium electrode (S30), the lithium electrode is melted in the surface-modified metal foam sheet 20. When the lithium foil 10 is impregnated, it is manufactured by cooling it using air.

전술한 본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법으로 제조된 리튬 전극의 전기적인 시험 즉, 리튬 전극의 ESR(equivalent series resistance) 특성을 시험하기 위해 표 1에서와 같이 실시예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지를 제조하였다. 실시예 1에 따른 리튬 이차 전지는 메탈 폼 시트(20)의 형성된 포어(21)의 입경(D2)이 20㎛가 되도록 형성한 후 도 4에서와 같이 리튬 포일(10)과 한 쌍의 메탈 폼 시트(20)를 정렬시킨 후 인덕션 가열장치(120)와 프레스(130)를 이용해 180℃로 가열하여 리튬 전극을 제조하였고, 이를 이용해 공지된 방법을 이용해 제조하였다.In order to test the electrical test of the lithium electrode manufactured by the electrode manufacturing method of the lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode, that is, the equivalent series resistance (ESR) characteristics of the lithium electrode, as shown in Table 1 The lithium secondary batteries according to 1 and 2 were prepared. In the lithium secondary battery according to the first embodiment, the particle diameter D2 of the formed pores 21 of the metal foam sheet 20 is 20 μm, and then the lithium foil 10 and the pair of metal foams are formed as shown in FIG. 4. After the sheet 20 was aligned, a lithium electrode was manufactured by heating to 180 ° C. using an induction heating apparatus 120 and a press 130, using the known method.

실시예 2에 따른 리튬 이차 전지는 메탈 폼 시트(20)의 형성된 포어(21)의 입경(D2)이 45㎛가 되도록 형성한 후 도 4에서와 같이 리튬 포일(10)과 한 쌍의 메탈 폼 시트(20)를 정렬시킨 후 인덕션 가열장치(120)와 프레스(130)를 이용해 350℃로 가열하여 리튬 전극을 제조하였고, 이를 이용해 공지된 방법을 이용해 제조하였다.In the lithium secondary battery according to the second embodiment, the particle diameter D2 of the formed pores 21 of the metal foam sheet 20 is 45 μm, and then the lithium foil 10 and the pair of metal foams are formed as shown in FIG. 4. After the sheet 20 was aligned, a lithium electrode was manufactured by heating to 350 ° C. using an induction heating apparatus 120 and a press 130, using the known method.

실시예 1 및 실시예 2에 따른 리튬 이차 전지를 제조한 후 각각 제조된 리튬 이차 전지에 대해 ESR(equivalent series resistance) 특성을 테스트한 결과가 표 1에 도시되어 있다. Table 1 shows the results of testing the equivalent series resistance (ESR) characteristics of the lithium secondary batteries prepared after manufacturing the lithium secondary batteries according to Examples 1 and 2, respectively.

가열온도(℃)Heating temperature (℃) 포어 평균입경(㎛)Pore average particle size (㎛) ESR(mΩ)ESR (mΩ) 실시예1Example 1 180180 2020 1111 실시예2Example 2 350350 4545 1313

표 1에서와 같이 포어(21)의 입경(D2)이 20㎛이고 180℃로 가열하여 제조된 리튬 전극이 적용된 실시예 1에 따른 리튬 이차 전지 즉, 리튬 전지는 ESR의 특성을 시험한 결과, 11mΩ으로 측정되었으며, 포어(21)의 입경(D2)이 45㎛이고 350℃로 가열하여 제조된 리튬 전극이 적용된 실시예 1에 따른 리튬 전지는 ESR의 특성을 시험한 결과, 13mΩ으로 측정되었다. 실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 리튬 전극이 적용된 리튬 전지는 각각 ESR의 특성을 시험한 결과 우수한 ESR의 특성을 갖는 것으로 알 수 있다. As shown in Table 1, the lithium secondary battery according to Example 1 to which the lithium electrode manufactured by heating the particle diameter (D2) of the pore 21 to 20 μm and heated to 180 ° C., that is, the lithium battery was tested for the characteristics of the ESR. The lithium battery according to Example 1 to which the lithium electrode prepared by heating at 350 ° C. and having a particle diameter (D2) of the pore 21 having a diameter of 45 μm and heated to 350 ° C. was tested to have a characteristic of ESR and was measured to be 13 m ×. Lithium batteries to which the lithium electrodes prepared according to Examples 1 and 2 were applied, respectively, were tested for the characteristics of the ESR, it can be seen that it has excellent characteristics of the ESR.

즉, 본 발명의 리튬 전지의 전극제조방법은 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)를 서로 겹처지도록 정렬시킨 상태에서 인덕션 가열 방법을 이용해 가열시켜 제조함으로써 승온 시간을 줄여 리튬 전극의 제조가 용이하며 이로 인해 생기는 생산 단가를 줄여 생산성을 개선시킬 수 있음과 아울러 메탈 폼 시트(20)의 우선적 가열을 통한 표면개질을 의해 리튬(Li)의 젖음성을 개선시켜 메탈 폼 시트(20)에 리튬(Li)을 용이하게 함침시킬 수 있으며, 메탈 폼 시트(20)의 우선적 가열을 통한 표면 개질에 의해 리튬(Li)을 용이하게 함침시킴에 의해 리튬 포일(10)과 메탈 폼 시트(20)를 균일하게 혼합할 수 있어 메탈 폼에 리튬이 균일하게 형성시킬 수 있고 이로 인해 ESR 특성을 개선시킬 수 있게 된다.That is, the electrode manufacturing method of the lithium battery of the present invention is manufactured by heating by using an induction heating method in a state in which the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 are aligned to overlap each other, thereby reducing the temperature rise time to manufacture the lithium electrode. It is easy to improve the productivity by reducing the resulting production cost and the surface modification through the preferential heating of the metal foam sheet 20 to improve the wettability of lithium (Li) to improve the lithium in the metal foam sheet 20 (Li) may be easily impregnated, and the lithium foil 10 and the metal foam sheet 20 may be easily impregnated with lithium (Li) by surface modification through preferential heating of the metal foam sheet 20. The uniform mixing allows lithium to be uniformly formed on the metal foam, thereby improving the ESR characteristics.

본 발명의 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법은 이차 전지 제조 산업 분야에 적용할 수 있다.The electrode manufacturing method of a lithium battery using the lithium metal of the present invention as a negative electrode can be applied to the secondary battery manufacturing industry.

10: 리튬 포일
20: 메탈 폼 시트
21: 포어
110: 압연장치
120: 인덕션 가열장치
130: 프레스
10: lithium foil
20: metal foam sheet
21: Fore
110: rolling apparatus
120: induction heater
130: press

Claims (7)

리튬 포일(lithium foil)과 메탈 폼 시트(metal foam sheet)가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계;
상기 리튬 포일과 상기 메탈 폼 시트가 정렬되면 상기 메탈 폼 시트를 인덕션 가열방법으로 가열시켜 메탈 폼 시트 표면개질을 통해 리튬 포일을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되도록 하는 단계; 및
상기 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되면 냉각시켜 리튬 전극을 제조하는 단계를 포함하는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
Aligning the lithium foil and the metal foam sheet to overlap each other;
When the lithium foil and the metal foam sheet are aligned, heating the metal foam sheet by an induction heating method to melt the lithium foil through surface modification of the metal foam sheet so that molten lithium is impregnated into the metal foam sheet; And
When the molten lithium is impregnated in the metal foam sheet, the method for producing a lithium battery using a lithium metal as a negative electrode comprising the step of cooling to produce a lithium electrode.
제1항에 있어서,
상기 리튬 포일과 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계는 리튬 포일을 준비하는 단계;
메탈 폼 시트를 준비하는 단계;
상기 메탈 폼 시트를 압연 방법을 이용해 압착시키는 단계; 및
상기 리튬 포일과 상기 압착된 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계를 포함하며,
상기 리튬 포일을 준비하는 단계에서 리튬 포일의 재질은 리튬(Li)이 사용되고, 상기 메탈 폼 시트를 준비하는 단계에서 상기 메탈 폼 시트는 평균 입경은 50 내지 500㎛인 다수개의 포어(pore)가 형성되며 재질은 스테인레스(Sus), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중 하나가 선택되어 사용되거나 둘 이상이 혼합되어 사용되며, 상기 메탈 폼 시트를 압연 방법을 이용해 압착시키는 단계에서 상기 메탈 폼 시트는 다수개의 포어의 평균 입경이 작아지도록 압연 방법을 이용해 압착되는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
The method of claim 1,
Aligning the lithium foil and the metal foam sheet to overlap each other may include preparing a lithium foil;
Preparing a metal foam sheet;
Pressing the metal foam sheet using a rolling method; And
Aligning the lithium foil and the compressed metal foam sheet to overlap each other;
In preparing the lithium foil, a material of the lithium foil is lithium (Li), and in preparing the metal foam sheet, the metal foam sheet has a plurality of pores having an average particle diameter of 50 to 500 μm. The material is selected from one of stainless steel (Sus), nickel (Ni) and iron (Fe) or used in combination of two or more, the metal foam sheet in the step of pressing the metal foam sheet using a rolling method A method of manufacturing an electrode of a lithium battery using lithium metal, which is pressed using a rolling method, as a negative electrode so that an average particle diameter of a plurality of pores becomes small.
제1항에 있어서,
상기 리튬 포일과 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬시키는 단계에서 상기 메탈 폼 시트는 한 쌍이 구비되며, 상기 한 쌍의 메탈 폼 시트는 리튬 포일의 일측의 면과 타측의 면에 각각 위치됨에 의해 한 쌍의 메탈 폼 시트 사이에 리튬 포일이 배치되어 리튬 포일과 한 쌍의 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬되는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of arranging the lithium foil and the metal foam sheet to overlap each other, the metal foam sheet is provided with a pair, and the pair of metal foam sheets are positioned on one side and the other side of the lithium foil, respectively. A method of manufacturing an electrode of a lithium battery, wherein lithium metal is disposed between a pair of metal foam sheets so that the lithium foil and the pair of metal foam sheets are aligned to overlap each other.
제2항에 있어서,
상기 메탈 폼 시트를 압연 방법을 이용해 압착시키는 단계에서 상기 메탈 폼 시트는 프레스를 이용해 두께가 상기 리튬 포일의 두께보다 작으며 상기 다수개의 포어의 입경이 20 내지 45㎛가 되도록 압착되는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
The method of claim 2,
In the step of pressing the metal foam sheet using a rolling method, the metal foam sheet is a negative electrode of lithium metal that is pressed to have a thickness smaller than the thickness of the lithium foil and a particle size of the plurality of pores is 20 to 45 μm using a press. Electrode manufacturing method of a lithium battery to be used as.
제1항에 있어서,
상기 메탈 폼 시트 표면개질을 통해 리튬 포일을 용융시켜 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되도록 하는 단계는
상기 리튬 포일과 압착된 메탈 폼 시트가 서로 겹처지도록 정렬된 상태에서 인덕션 가열장치를 이용한 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트를 직접 가열하여 표면개질을 시키고 가열된 메탈 폼 시트에서 발생된 열에 의해 리튬 포일을 용융시켜 용융리튬을 발생시키며 용융리튬이 메탈 폼 시트에 함침되어 균일하게 혼합되도록 하는 단계; 및
상기 용융리튬이 메탈 폼 시트에 균일하게 혼합되면 프레스(press)를 이용해 혼합된 용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트를 압착시키는 단계를 포함하는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
The method of claim 1,
Melting the lithium foil through surface modification of the metal foam sheet so that the molten lithium is impregnated into the metal foam sheet
In the state in which the lithium foil and the pressed metal foam sheet are aligned to overlap each other, the metal foam sheet is directly heated by surface induction by an induction heating method using an induction heating apparatus, and the lithium foil is formed by heat generated from the heated metal foam sheet. Melting to generate molten lithium and allowing molten lithium to be impregnated into the metal foam sheet to be uniformly mixed; And
When the molten lithium is uniformly mixed to the metal foam sheet, a method of manufacturing an electrode of a lithium battery using a lithium metal as a negative electrode comprising the step of pressing a metal foam sheet mixed with a mixed molten lithium using a press (press).
제5항에 있어서,
상기 용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트를 압착시키는 단계는 프레스를 이용해 혼합된 메탈 폼 시트와 리튬 포일을 압착시키는 단계에서 상기 프레스는 상기 인덕션 가열장치의 상측에 배치되어 인덕션 가열장치를 이용한 인덕션 가열방법으로 메탈 폼 시트를 180 내지 350℃로 가열시켜 메탈 폼 시트의 표면개질을 통해 용융리튬을 발생시킴에 의해 용융리튬의 젖음성을 개선하여 용융리튬이 메탈 폼 시트에 균일하게 혼합된 상태에서 용융리튬이 혼합된 메탈 폼 시트를 압착시키는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.
The method of claim 5,
The pressing of the molten lithium mixed metal foam sheet may include pressing the mixed metal foam sheet and the lithium foil using a press, and the press may be disposed on an upper side of the induction heating apparatus to use an induction heating apparatus. By heating the metal foam sheet to 180 to 350 ℃ to generate molten lithium through surface modification of the metal foam sheet to improve the wettability of the molten lithium, the molten lithium is uniformly mixed with the molten lithium in the metal foam sheet Electrode manufacturing method of a lithium battery using a lithium metal to press the mixed metal foam sheet as a negative electrode.
제1항에 있어서,
상기 리튬 포일이 메탈 폼 시트에 함침되어 혼합되면 냉각시켜 리튬 전극을 제조하는 단계에서 리튬 전극은 리튬 포일과 메탈 폼 시트가 용융되어 혼합되면 이를 공기를 이용해 냉각시켜 제조되는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 리튬 전지의 전극 제조방법.


The method of claim 1,
When the lithium foil is impregnated and mixed in the metal foam sheet to cool the lithium electrode to prepare a lithium electrode in the step of melting and mixing the lithium foil and the metal foam sheet using a lithium metal produced by cooling it using air as a cathode Electrode manufacturing method of a lithium battery.


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