KR20200053186A - 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀에 관한 것으로, 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하여 구성되는 단위셀에 있어서, 상기 수계 전해액은 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 포함하여 구성되는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의하여 저온 및 고온에서 용량 유지율이 향상되고, 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스의 장기 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하는 단위 셀에 있어서 상기 수계 전해액에 고온특성 향상을 위한 첨가제를 적용하여 고온 및 저온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시키는 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것이다.
일반적으로 RuO2, MnO2, Ni(OH)2, SnO2, Mo2N, TiN, V2O5, MnFe2O4, Ta2O5 등과 같은 전이금속 산화물(transition metal oxide), Li에 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 리튬금속 산화물, 및 전이금속 산화물(transition metal oxide) 및 리튬금속산화물/탄소를 복합재료로 하는 양극과 CaCu5형 구조 AB5계 합금, Lavas상 구조(MgCu2형 또는 MgZn2형)를 갖는 AB2계 합금, CsCl형 구조를 갖는 AB계 합금, Mg2Ni형 구조를 갖는 A2B계 합금 등과 같은 수소 저장 합금 및 탄소 등을 음극으로 구성하는 하이브리드 커패시터, 수계 리튬이온전지, 니켈 수소 전지, 레독스 흐름 전지, 리튬 공기전지, 알루미늄 공기전지 등은 에너지 밀도가 높고, 고율 충방전 및 우수한 충방전 사이클 수명 성능을 가지고 있기 때문에 가전 및 휴대통신기기 등의 소형 기기에서 전동 공구나 전기 자동차, 하이브리드형 전기 자동차에 이르기까지 동력원으로서 폭넓게 이용되고 있다.
이러한 디바이스의 경우 수계 전해액으로 구성되어 지는데, 유기계에 비해 높은 이온 전도성과 안전성 측면 및 제조 공정 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 그러나 유기 전해액에 비해 낮은 작동 전압으로 인하여 에너지 밀도가 상대적으로 낮고 물을 사용하기 때문에 음극 활물질의 초기 효율, 수명 특성이 문제가 되고 있다.
그 중 고에너지 하이브리드 커패시터는 초충전 테스트가 행해져 성능을 평가하게 되는데, 이때 양극의 활성화를 위하여 일정한 전류를 인가하여 충전하게 된다. 정전류로 일정 시간 동안 전압을 인가하게 되면 셀 전압이 상승되어, 산소 과전압에 도달하게 되고, 산소 과전압에 도달한 셀의 경우 양극 전극의 활성화 공정에 의하여 산소 가스가 연속적으로 발생하게 된다. 이때 발생한 산소 가스는 알칼리 전해액의 물을 전기분해하여 수소 가스를 발생시키며, 이러한 수소 가스가 외부로 배출되지 않고 효율적으로 음극에 저장되어 가역적인 용량이 발생되게 해야 하는데 이때 셀의 내부와 외부를 밀폐시켜 외부 가스가 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 필수적이다. 셀의 내부가 외부와 밀폐되어 있지 않으면, 알칼리 전해액의 경우 연속적인 충방전 및 외부 환경에 의해 전해액이 증발되거나, 또 누액이 발생하여 효율적인 셀 성능을 기대하기 어렵다. 또한, 셀의 연속적인 충방전 과정에서 과충전, 과방전에 도달하게 되면 전극의 열화로 인하여 과량의 산소 및 수소 가스가 발생하게 되는데 이러한 과도한 가스의 경우 셀의 내압을 증가시켜 폭발을 야기하는 문제점이 있다.
한편, 다양한 동력원으로 활용하기 위해서는 넓은 온도 범위에서의 셀 성능이 요구되지만, 수계 전해액을 사용하는 디바이스의 경우 50℃ 이상의 고온에서 충전 및 방전을 하게 되면 충전 효율은 저하되고, 방전 용량은 감소되기 때문에 셀의 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하는 단위셀에 있어서 상기 수계 전해액에 고온특성 향상을 위한 첨가제를 적용하여 고온 및 저온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시키는 단위셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀은, 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하여 구성되는 단위셀에 있어서, 상기 수계 전해액은 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 첨가제는, LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3, K3PO4, KIO4, Li2SO4, K2SO4, Na2SO4, Rb2SO4, Cs2SO4, LiCHO2, NaCHO2, KCHO2, CsCHO2, Na2WO4, NaC2H3O2, KC2H3O2 및 이의 혼합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 첨가제는, 상기 수계 전해액에 0.3 내지 1 M의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 음극 및 양극은, 다공채로 이루어진 전도성 기판의 공극에 활물질, 도전재 및 바인더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된 슬러리를 충진하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에너지 저장 디바이스는, 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀을 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 고온 및 저온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고, 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시키는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스의 저온 및 고온에서의 용량 유지율 및 장기 신뢰성을 향상시키고 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 비교예 및 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀의 온도에 따른 용량 유지율(%)을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명은, 수계 전해액에 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 추가한 단위셀 및 이를 이용한 에너지 저장 디바이스에 관한 것으로, 이러한 구성을 통해 고온 및 저온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고 용량 유지율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이하에서 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하여 구성되는 단위셀에 있어서, 수계 전해액은 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
일반적으로 전해질은 종류에 따라 유기계(aprotic), 수계(aqueous), 고체형(solid state) 및 하이브리드형(mixed aqueous/aprotic)으로 구분할 수 있으며, 수계 전해액은 유기 전해액에 비해 이온 전도성 및 안정성이 높고 제조공정 비용이 저렴하다는 장점이 있으나, 유기 전해액에 비해 낮은 작동 전압으로 인하여 에너지 밀도가 상대적으로 낮고 물을 사용하기 때문에 음극 활물질의 초기 효율, 수명 특성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고 수계 전해액은 저온 및 고온에서의 충방전 특성이 저하되며, 특히 50℃ 이상의 고온에서 셀 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같이 저온 및 고온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시킬 수 있도록 수계 전해액에 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 적용한 단위셀을 제공한다.
여기서, 첨가제는 옥시산염 (oxyacid salts) 계열의 첨가제인 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3, K3PO4, KIO4, Li2SO4, K2SO4, Na2SO4, Rb2SO4, Cs2SO4, LiCHO2, NaCHO2, KCHO2, CsCHO2, Na2WO4, NaC2H3O2, KC2H3O2 및 이의 혼합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시예에 있어서 첨가제는 수계 전해액에 0.3 내지 1 M의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 첨가제가 1M을 넘는 경우 첨가제가 수계 전해액에 녹지 않는 문제점이 있으며, 0.3M 보다 작은 경우 고온특성이 향상되지 못한다.
한편, 본 발명에 따른 단위셀에서 음극 및 양극은, 다공채로 이루어진 전도성 기판의 공극에 활물질, 도전재 및 바인더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된 슬러리를 충진하여 이루어질 수 있다.
양극은 일반적으로 일반적으로 RuO2, MnO2, Ni(OH)2, SnO2, Mo2N, TiN, V2O5, MnFe2O4, Ta2O5 등과 같은 전이금속 산화물(transition metal oxide), Li에 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 리튬금속 산화물, 및 전이금속 산화물(transition metal oxide) 및 리튬금속산화물/탄소를 복합재료 등으로 구성될 수 있으며, 양극은 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
또한, 음극은 CaCu5형 구조 AB5계 합금, Lavas상 구조(MgCu2형 또는 MgZn2형)를 갖는 AB2계 합금, CsCl형 구조를 갖는 AB계 합금, Mg2Ni형 구조를 갖는 A2B계 합금 등과 같은 수소 저장 합금 및 탄소 등으로 구성될 수 있으며, 음극 역시 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
전도성 기판은, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 탄탈(Ta), 백금 (Pt) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 본 발명에서는 다공성 구조의 니켈 폼(Ni form) 집전체가 사용될 수 있다.
그리고, 전도성 기판의 공극에 충진되는 슬러리는 활물질, 도전재 및 바인더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 도전재는 카본블랙, 카본나노튜브, 카본나노파이브, 흑연, 그래핀 및 이의 혼합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 바인더는 PTFE (Polytetrafluoroethylene), CMC (Carboxymethylcellulose), PVA (Polyvinyl alcohol), PVDF (Polyvinyliene fluoride), PVP (Polyvinylpyrrolidone), MC (메틸 셀룰로오스), 에틸렌-염화비닐 공중합수지, 염화비닐리덴 라텍스, 염소화 수지, 초산 비닐 수지, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포름알, 비스페놀계 에폭시 수지, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 및 이의 혼합으로 이루어진 군로부터 선택되는 것이 바람직하다.
제조된 슬러리는 전도성 기판의 공극에 충진한 후 건조 및 프레스를 이용하여 압착되어 양극 및 음극을 제조할 수 있다.
전술한 양극, 음극 및 고온 특성 향상을 위한 첨가제가 포함된 수계 전해액을 포함하여 구성된 단위셀은, 고온 및 저온에서 셀 성능이 저하되는 것을 방지하고, 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시키는 효과를 가진다.
한편 본 발명에 따른 에너지 저장 디바이스는 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀을 이용하여 구성될 수 있다. 따라서 수소 저장 합금 분말을 주성분으로 하는 수소 저장 합금 전극을 산성 또는 알칼리성이 수용액 중에서 전해 환원함으로써 본 발명에 따른 첨가제가 적용된 수계 전해액을 사용하는 에너지 저장 디바이스의 온도 특성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스에 대하여 살펴보았으며, 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서 고온특성 향상을 위한 첨가제를 적용과 수계 전해액을 포함하는 단위셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스의 전기적 또는 전기화학적 평가방법은 다음과 같다.
[양극 제조]
양극 전극의 조성은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 89 : 6 : 5 중량비로 제조하였으며, 이때 전도성 기판으로 두께 1.0mm의 다공성 니켈폼 (Ni foam) 집전체를 사용하였다.
바인더는 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC) 0.3g을 탈이온수(deionized water) 9.7ml에 녹인 후, 도전재인 카본블랙(carbon black)과 CoO를 각각 0.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 3차원 고속 믹서를 이용하여 20분간 교반한 뒤, 활물질, 도전재, 바인더의 분산을 돕기 위하여 균질기(Homogenizer)를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber, SBR)를 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa가 되도록 조정하였다. 이렇게 제조되어진 슬러리를 딥 코터(dip coater)를 이용하여 1mm의 두께를 가진 다공성 니켈폼(Ni foam) 집전체의 공극에 충진 한 다음, 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스(hot roll press)를 이용하여 전극의 두께 500㎛, , 전극 밀도 3.38g/cc 가 되도록 압착시켰다.
[음극 제조]
음극 전극의 조성은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 82 : 8 : 10 중량비로 제조하였으며, 이때 전도성 기판으로 두께 1.8mm의 다공성 니켈폼 (Ni foam) 집전체를 사용하였다.
바인더는 카복시메틸셀룰로오스 0.3g을 탈이온수 9.7ml에 녹인 용액과 미리 연신시켜놓은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 0.5g에 도전재인 카본블랙을 1.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 활물질을 16.4g 추가하여 . 초음파 처리가 끝난 후 3차원 고속 믹서를 이용하여 20분간 교반한 뒤, 활물질, 도전재, 바인더의 분산을 돕기 위하여 균질기(Homogenizer)를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 SBR을 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa가 되도록 조정하였다. 이렇게 제조되어진 슬러리를 dip coater를 이용하여 1.8mm 의 두께를 가진 다공성 니켈폼(Ni foam) 집전체의 공극에 충진 한 다음, 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스를 이용하여 전극의 두께가 900㎛가 되도록 압착시켰다.
<실시예 1>
상기 전극 제조 공정으로 전극을 제조하여 25mm×25mm 사이즈로 재단한 뒤, 폴리프로필렌 계열의 부직포 분리막을 이용하여 양극/분리막/음극 전극 순서로 겹쳐서 쌓아 테스트용 셀을 제조하였다. 전해액은 증류수 500ml에 6M KOH, 0.3M LiOH, 1.7M NaOH를 부피 플라스크(volume flask)에 넣어 10시간 동안 교반한 뒤 0.3M의 Na2WO4를 추가하여 최종 전해액을 제조하였으며, 테스트용 셀을 500mm×700mm×600m 사이즈의 테프론 셀에 넣은 후 전해액 주입기를 이용하여 진공 감압, 가압을 반복한 뒤 밀봉하여 단위 셀을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 전극 제조 공정으로 전극을 제조하여 25mm×25mm 사이즈로 재단한 뒤, 폴리프로필렌 계열의 부직포 분리막을 이용하여 양극/분리막/음극 전극 순서로 겹쳐서 쌓아 테스트용 셀을 제조하였다. 전해액은 증류수 500ml에 5.5M KOH, 0.3M LiOH, 3M NaOH를 부피 플라스크(volume flask)에 넣어 10시간 동안 교반한 뒤 0.3M의 Na2WO4를 추가하여 최종 전해액을 제조하였으며, 테스트용 셀을 500mm×700mm×600m 사이즈의 테프론 셀에 넣은 후 전해액 주입기를 이용하여 진공 감압, 가압을 반복한 뒤 밀봉하여 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 전극 제조 공정으로 전극을 제조하여 25mm×25mm 사이즈로 재단한 뒤, 폴리프로필렌 계열의 부직포 분리막을 이용하여 양극/분리막/음극 전극 순서로 겹쳐서 쌓아 테스트용 셀을 제조하였다. 전해액은 증류수 500ml에 6M KOH, 0.3M LiOH, 1.7M NaOH를 부피 플라스크(volume flask)에 넣어 10시간 동안 교반하여 최종 전해액을 제조하였으며, 테스트용 셀을 500mm×700mm×600m 사이즈의 테프론 셀에 넣은 후 전해액 주입기를 이용하여 진공 감압, 가압을 반복한 뒤 밀봉하여 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 전극 제조 공정으로 전극을 제조하여 25mm×25mm 사이즈로 재단한 뒤, 폴리프로필렌 계열의 부직포 분리막을 이용하여 양극/분리막/음극 전극 순서로 겹쳐서 쌓아 테스트용 셀을 제조하였다. 전해액은 증류수 500ml에 5.5M KOH, 0.3M LiOH, 3M NaOH를 부피 플라스크(volume flask)에 넣어 10시간 동안 교반하여 최종 전해액을 제조하였으며, 테스트용 셀을 500mm×700mm×600m 사이즈의 테프론 셀에 넣은 후 전해액 주입기를 이용하여 진공 감압, 가압을 반복한 뒤 밀봉하여 단위 셀을 제조하였다.
<초기 사이클의 용량 상승 특성 평가>
니켈이차전지를 전해액 주입 후 12시간 동안 진공 상태에서 방치하고, 전지의 온도를 40℃로 유지하여 속도 1/50C mA에서 10시간 충전하고, 속도는 1/10C mA에서 10시간 충전하였다. 계속해서 속도 1/5C mA에서 cut off 전압을 1.0V로 방전하였다. 2cycle 이후는 속도 1/10C mA에서 15시간을 충전하고, 1/5C mA cut off 전압을 1.0V로 하는 조건에서 충방전을 반복 실시하였다.
<온도 성능 평가>
충전 및 방전을 10cycle 반복한 실시예에 따른 니켈이차전지 및 비교예의 니켈이차전지는 방전 특성들이 안정한 것을 확인하였다. 그 후 25℃의 온도에서 1C mA의 전류로 15시간 충전한 후 25℃ 및 -25℃, 50℃, 70℃ 의 온도 범위에서 cut-off 전압 1.0V까지 1C mA의 전류범위에서 방전하였다. 이들 방전시험에서 얻어진 용량을 20℃, 1C 방전 용량에 대한 상대비를 용량 유지율(capacity retention, %)로 나타내었다.
| 용량유지율 (%) @1C, 3rd discharge |
||||
| -25℃ |
25℃ |
50℃ |
70℃ |
|
| 실시예1 |
84.61 |
100.0 |
93.41 |
81.62 |
| 실시예2 |
78.02 |
100.0 |
93.07 |
80.47 |
| 비교예1 |
83.71 |
100.0 |
75.66 |
49.98 |
| 비교예2 |
79.89 |
100.0 |
71.96 |
54.98 |
표 1 및 도 1은 비교예와 본 발명에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀 실시예의 온도에 따른 용량 유지율(%)결과를 나타낸 표 및 그래프이다.
일반적으로 셀에 온도를 인가하면 전극/집전체, 전해액에 포함되어 있는 수분 및 관능기의 열화 반응으로 인하여 연속적인 부반응이 발생되며, 이로 인하여 셀의 용량 유지율이 시간이 지남에 따라 점차 감소한다. 수계 전해액을 사용하는 디바이스의 경우 50℃ 이상의 고온에서 충전 및 방전을 하게 되면 충전 효율은 저하되고, 방전 용량은 감소되기 때문에 셀의 특성이 저하된다.
실시예 1과 2에 첨가한 Na2WO4의 경우 단위셀 성능이 저하되는 것을 방지하고, 특히 고온에서의 산소 과전압을 증가시켜 셀의 용량을 증가시켜 주는 역할을 하여 용량 유지율(%)을 향상시켜 준다.
이상의 결과로부터, 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하여 구성되는 단위셀에 있어서, 수계 전해액에 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 적용하면 저온 및 고온에서 단위셀의 용량 유지율(%)이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
Claims (5)
- 음극, 양극 및 수계 전해액을 포함하여 구성되는 단위셀에 있어서,
상기 수계 전해액은 고온 특성 향상을 위한 첨가제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀. - 제1항에 있어서,
상기 첨가제는,
LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3, K3PO4, KIO4, Li2SO4, K2SO4, Na2SO4, Rb2SO4, Cs2SO4, LiCHO2, NaCHO2, KCHO2, CsCHO2, Na2WO4, NaC2H3O2, KC2H3O2 및 이의 혼합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀. - 제1항에 있어서,
상기 첨가제는,
상기 수계 전해액에 0.3 내지 1 M의 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀. - 제1항에 있어서,
상기 음극 및 양극은,
다공채로 이루어진 전도성 기판의 공극에 활물질, 도전재 및 바인더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된 슬러리를 충진하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀. - 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 따른 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위셀을 이용하는 에너지 저장 디바이스.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180136483A KR20200053186A (ko) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180136483A KR20200053186A (ko) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200053186A true KR20200053186A (ko) | 2020-05-18 |
Family
ID=70912814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180136483A KR20200053186A (ko) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 고온특성 향상을 위한 첨가제가 적용된 수계 전해액을 포함하는 단위 셀 및 이를 이용하는 에너지 저장 디바이스 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200053186A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023214656A1 (ko) * | 2022-05-06 | 2023-11-09 | 재단법인대구경북과학기술원 | 수계 전해질 조성물 및 이를 포함하는 수계 이차전지 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100560536B1 (ko) | 2003-08-14 | 2006-03-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 수계 전해액 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를포함하는 수용성 전해액 리튬 이차 전지 |
-
2018
- 2018-11-08 KR KR1020180136483A patent/KR20200053186A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100560536B1 (ko) | 2003-08-14 | 2006-03-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 수계 전해액 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를포함하는 수용성 전해액 리튬 이차 전지 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023214656A1 (ko) * | 2022-05-06 | 2023-11-09 | 재단법인대구경북과학기술원 | 수계 전해질 조성물 및 이를 포함하는 수계 이차전지 |
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