KR20210073664A - Negative electrode and all-solid-state battery comprising the same - Google Patents

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KR20210073664A
KR20210073664A KR1020190163834A KR20190163834A KR20210073664A KR 20210073664 A KR20210073664 A KR 20210073664A KR 1020190163834 A KR1020190163834 A KR 1020190163834A KR 20190163834 A KR20190163834 A KR 20190163834A KR 20210073664 A KR20210073664 A KR 20210073664A
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이제남
우상길
정구진
유지상
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Abstract

The present invention relates to a negative electrode and an all-solid-state battery including the same, which are to solve the problem of lithium dendrite formation attributable to using a lithium metal as a negative electrode. The all-solid-state battery of the present invention uses a lithium alloy and a solid electrolyte layer containing a sulfide-based solid electrolyte as a negative electrode. Here, the lithium alloy used as a negative electrode acts as a seed and a support for lithium electrodeposition, and thus a space for lithium electrodeposition and dissolution is provided. The lithium alloy is capable of controlling lithium penetrating the solid electrolyte layer, and the metal alloyed with the lithium acts as a seed to induce uniform lithium electrodeposition.

Description

음극 및 그를 포함하는 전고체전지{Negative electrode and all-solid-state battery comprising the same}Negative electrode and all-solid-state battery comprising the same

본 발명은 전고체전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬합금을 음극으로 사용하는 전고체전지에 관한 것이다.The present invention relates to an all-solid-state battery, and more particularly, to an all-solid-state battery using a lithium alloy as an anode.

전기자동차 및 대용량 전력 저장장치의 요구가 높아지면서 이를 충족시키기 위한 다양한 전지의 개발이 이루어져 왔다.As the demand for electric vehicles and large-capacity power storage devices increases, various batteries have been developed to satisfy them.

리튬 이차전지는 다양한 이차전지 중에서 에너지밀도 및 출력 특성이 가장 우수하여 널리 상용화되었다. 리튬 이차전지로는 유기용매를 포함하는 액체 타입의 전해질을 포함하는 리튬 이차전지(이하 '액체 타입 이차전지'라 함)가 주로 사용되고 있다.Lithium secondary batteries have been widely commercialized because of their excellent energy density and output characteristics among various secondary batteries. As a lithium secondary battery, a lithium secondary battery (hereinafter referred to as a 'liquid-type secondary battery') including a liquid-type electrolyte containing an organic solvent is mainly used.

하지만 액체 타입 이차전지는 액체전해질이 전극 반응에 의해 분해되어 전지의 팽창을 야기하고 액체전해질의 누출에 의한 발화의 위험성이 지적되고 있다. 이러한 액체 타입 이차전지의 문제점을 해소하기 위해서, 안정성이 우수한 고체전해질을 적용한 리튬 이차전지(이하 '전고체전지'라 함)가 주목받고 있다.However, in the liquid type secondary battery, the liquid electrolyte is decomposed by the electrode reaction, causing the battery to expand, and the risk of ignition due to leakage of the liquid electrolyte is pointed out. In order to solve the problems of the liquid type secondary battery, a lithium secondary battery (hereinafter referred to as an 'all-solid-state battery') to which a solid electrolyte having excellent stability is applied is attracting attention.

이러한 전고체전지는 리튬금속을 음극으로 사용하고, 고체전해질이 양극과 음극 사이에 놓이는 것을 기본 시스템으로 한다.These all-solid-state batteries use lithium metal as the negative electrode, and the basic system is that a solid electrolyte is placed between the positive electrode and the negative electrode.

이때 고체전해질은 산화물계와 황화물계로 나눌 수 있다. 황화물계 고체전해질이 산화물계 고체전해질과 비교하여 높은 리튬이온 전도도를 가지고, 넓은 전압 범위에서 안정하기 때문에, 고체전해질로 황화물계 고체전해질을 주로 사용하고 있다.In this case, the solid electrolyte can be divided into oxide-based and sulfide-based electrolytes. Since sulfide-based solid electrolytes have high lithium ion conductivity and are stable over a wide voltage range compared to oxide-based solid electrolytes, sulfide-based solid electrolytes are mainly used as solid electrolytes.

그리고 리튬금속을 음극으로 사용하기 때문에, 전지의 에너지밀도를 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.And since lithium metal is used as the negative electrode, it has the advantage of increasing the energy density of the battery.

하지만 리튬금속을 음극으로 사용하기 때문에, 리튬 덴드라이트 형성에 따른 전지의 단락이 이슈가 되고 있다. 특히 황화물계 고체전해질을 사용하는 경우, 앞서 언급한 리튬 덴드라이트 형성에 의한 단락 문자 이 외에도 리튬과 황화물계 고체전해질 간의 부반응이 문제가 되고 있다.However, since lithium metal is used as the negative electrode, the short circuit of the battery due to the formation of lithium dendrites is an issue. In particular, when a sulfide-based solid electrolyte is used, a side reaction between lithium and a sulfide-based solid electrolyte is a problem in addition to the above-mentioned paragraph character due to the formation of lithium dendrites.

이러한 문제점을 해소하기 위해서, 리튬의 덴드라이트 형성을 억제하거나 부반응을 제어하기 위해서, 리튬금속 위에 Poly(ethylene oxide) 소재의 코팅층을 도입하는 방법이 있다.In order to solve this problem, in order to suppress the formation of dendrites of lithium or to control side reactions, there is a method of introducing a coating layer made of a poly(ethylene oxide) material on lithium metal.

하지만 코팅층의 낮은 이온전도도로 인하여, 전지의 성능을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.However, due to the low ionic conductivity of the coating layer, the performance of the battery is deteriorated.

공개특허공보 제2019-0079135호 (2019.07.05.)Unexamined Patent Publication No. 2019-0079135 (2019.07.05.)

따라서 본 발명의 목적은 리튬금속을 음극으로 사용하는 데에 따른 리튬 덴드라이트 형성 문제를 해소할 수 있는 음극 및 그를 포함하는 전고체전지를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an anode capable of solving the problem of lithium dendrite formation caused by using lithium metal as an anode and an all-solid-state battery including the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전고체전지용 음극으로서, 상기 음극은 리튬합금이다.In order to achieve the above object, the present invention provides an anode for an all-solid-state battery, wherein the anode is a lithium alloy.

상기 리튬합금의 리튬에 합금되는 금속은 Mg, Al, Bi 및 Zn으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.The metal alloyed with lithium of the lithium alloy includes at least one selected from the group consisting of Mg, Al, Bi and Zn.

상기 리튬합금 중 상기 금속의 함량은 20 wt% 이하이다.The content of the metal in the lithium alloy is 20 wt% or less.

본 발명은 또한, 황화물계 고체전해질을 포함하는 고체전해질층; 상기 고체전해질층의 일면에 적층된 양극; 및 상기 고체전해질층의 일면에 반대되는 타면에 적층된 음극;을 포함하고, 상기 음극은 리튬합금인 전고체전지를 제공한다.The present invention also provides a solid electrolyte layer comprising a sulfide-based solid electrolyte; a positive electrode laminated on one surface of the solid electrolyte layer; and a negative electrode laminated on the other surface opposite to one surface of the solid electrolyte layer, wherein the negative electrode is a lithium alloy.

상기 황화물계 고체전해질은 아래의 화학식으로 표시될 수 있다.The sulfide-based solid electrolyte may be represented by the following chemical formula.

[화학식][Formula]

LaMbPcSdXe L a M b P c S d X e

(L=알칼리 금속, M=B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, 및 W 중 적어도 하나를 포함, X= F, Cl, Br, I 및 O 중 적어도 하나를 포함, 0≤a≤12, 0≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)(L = alkali metal, M = B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, contains at least one of Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, and W, X= contains at least one of F, Cl, Br, I and O, 0≤a≤12, 0 ≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)

그리고 상기 고체전해질층의 기공도는 30% 이하이다.And the porosity of the solid electrolyte layer is 30% or less.

본 발명에 따르면, 전고체전지의 음극으로 리튬합금을 사용함으로써, 리튬 덴드라이트 형성 문제를 해소할 수 있다.According to the present invention, by using a lithium alloy as a negative electrode of an all-solid-state battery, it is possible to solve the problem of lithium dendrite formation.

즉 음극으로 사용되는 리튬합금은 리튬이 전착될 수 있는 씨드(seed) 역할과 지지체 역할을 하기 때문에, 리튬의 전착 및 용해할 수 있는 공간을 제공한다.That is, since the lithium alloy used as the negative electrode serves as a seed and a support on which lithium can be electrodeposited, it provides a space for electrodeposition and dissolution of lithium.

그리고 리튬합금은 고체전해질층 내로 리튬이 파고드는 것을 제어할 수 있으며, 리튬에 합금된 금속이 씨드 역할을 하여 균일한 리튬 전착을 유도하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the lithium alloy can control the penetration of lithium into the solid electrolyte layer, and the metal alloyed with lithium can act as a seed to induce uniform lithium electrodeposition.

도 1은 본 발명에 따른 전고체전지를 보여주는 단면도이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전고체전지의 초기 충방전 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시예에 따른 전고체전지의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.1 is a cross-sectional view showing an all-solid-state battery according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing initial charge/discharge curves of all-solid-state batteries according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
3 is a graph showing the lifespan characteristics of the all-solid-state battery according to the embodiment.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms in order to best describe their inventions. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전고체전지를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an all-solid-state battery according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전고체전지(100)는 황화물계 고체전해질을 포함하는 고체전해질층(10), 고체전해질층(10)의 일면에 적층된 양극(20), 및 고체전해질층(10)의 일면에 반대되는 타면에 적층된 음극(30)을 포함한다. 그리고 음극은 리튬합금일 수 있다.Referring to FIG. 1 , an all-solid-state battery 100 according to the present invention includes a solid electrolyte layer 10 including a sulfide-based solid electrolyte, a positive electrode 20 stacked on one surface of the solid electrolyte layer 10 , and a solid electrolyte. It includes a cathode 30 laminated on the other surface opposite to one surface of the layer 10 . And the negative electrode may be a lithium alloy.

여기서 고체전해질층(10)의 황화물계 고체전해질은 Li을 캐리어 이온으로 포함하며, S를 음이온을 갖는 황화물계 고체전해질이다. 즉 아래의 화학식 1로 표시될 수 있다.Here, the sulfide-based solid electrolyte of the solid electrolyte layer 10 is a sulfide-based solid electrolyte including Li as a carrier ion and S having an anion. That is, it may be represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

LaMbPcSdXe L a M b P c S d X e

(L=알칼리 금속, M=B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, 및 W 중 적어도 하나를 포함, X= F, Cl, Br, I 및 O 중 적어도 하나를 포함, 0≤a≤12, 0≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)(L = alkali metal, M = B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, contains at least one of Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, and W, X= contains at least one of F, Cl, Br, I and O, 0≤a≤12, 0 ≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)

예컨대 황화물계 고체전해질은 Li6PS5Cl, Li2S-P2S5, Li6PS5Br, Li7P3S11, Li3PS4, Li10GeP2S12 일 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.For example, the sulfide-based solid electrolyte may be Li 6 PS 5 Cl, Li 2 SP 2 S 5 , Li 6 PS 5 Br, Li 7 P 3 S 11 , Li 3 PS 4 , Li 10 GeP 2 S 12 , and limited thereto. it's not going to be

고체전해질층(10)의 기공도(공극율)는 30% 이하일 수 있다.The porosity (porosity) of the solid electrolyte layer 10 may be 30% or less.

양극(20)은 양극 활물질, 바인더, 도전재를 포함한다. 양극(20)은 황화물계 전해질을 더 포함할 수 있다.The positive electrode 20 includes a positive electrode active material, a binder, and a conductive material. The positive electrode 20 may further include a sulfide-based electrolyte.

여기서 양극 활물질로는 리튬 니켈-코발트-망간 산화물(Li(NixCoyMnz)O2; NCM, x+y+z=1)이 사용될 수 있다. 예컨대 양극 활물질로는 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811), LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2 (NCM7) 등이 사용될 수 있다.Here, lithium nickel-cobalt-manganese oxide (Li(Ni x Co y Mn z )O 2 ; NCM, x+y+z=1) may be used as the cathode active material. For example, LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811), LiNi 0.7 Co 0.15 Mn 0.15 O 2 (NCM7), etc. may be used as the cathode active material.

도전재로는 VGCF(vapor grown carbon fiber), 탄소나노튜브, 그래핀, Super-P, Super-C, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙 및 서머 블랙으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다.Conductive materials include VGCF (vapor grown carbon fiber), carbon nanotubes, graphene, Super-P, Super-C, natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, furnace black, lamp black and summer At least one selected from the group consisting of black may be used.

양극(20)에 포함된 황화물계 전해질로는 고체전해질층(10)에 포함되는 황화물계 전해질과 동일한 소재가 사용될 수 있다.As the sulfide-based electrolyte included in the positive electrode 20 , the same material as the sulfide-based electrolyte included in the solid electrolyte layer 10 may be used.

그리고 음극(30)으로 리튬금속이 사용된다. 여기서 리튬합금은 리튬이 전착될 수 있는 씨드(seed) 역할과 지지체 역할을 하기 때문에, 리튬의 전착 및 용해할 수 있는 공간을 제공한다.And lithium metal is used as the negative electrode 30 . Here, since the lithium alloy serves as a seed and a support on which lithium can be electrodeposited, it provides a space for electrodeposition and dissolution of lithium.

그리고 리튬합금은 고체전해질층(10) 내로 리튬이 파고드는 것을 제어할 수 있으며, 리튬에 합금된 금속이 씨드 역할을 하여 균일한 리튬 전착을 유도하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the lithium alloy can control the penetration of lithium into the solid electrolyte layer 10 , and the metal alloyed with lithium serves as a seed to induce uniform lithium electrodeposition.

여기서 리튬금속에 있어서, 리튬에 합금되는 금속(이하 '합금금속'이라 함)은 Mg, Al, Bi 및 Zn으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다. 리튬금속에 합금금속은 1 내지 20 wt% 가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 10 wt% 이하로 포함되는 것이다. 즉 합금금속의 함량이 20 wt%를 초과하는 경우, 전지의 성능이 열화될 수 있기 때문이다.Here, in the lithium metal, at least one selected from the group consisting of Mg, Al, Bi and Zn may be used as the metal alloyed with lithium (hereinafter referred to as 'alloy metal'). The alloy metal may be included in an amount of 1 to 20 wt% in lithium metal, and is preferably included in an amount of 10 wt% or less. That is, when the content of the alloy metal exceeds 20 wt%, the performance of the battery may be deteriorated.

[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]

이와 같은 본 발명에 따른 리튬합금을 음극으로 사용하는 전고체전지의 전기화학 특성을 평가하기 위해서 아래와 같이 실시예 및 비교예에 따른 전고체전지를 제조하였다.In order to evaluate the electrochemical characteristics of the all-solid-state battery using the lithium alloy according to the present invention as an anode, all-solid-state batteries according to Examples and Comparative Examples were prepared as follows.

고체전해질층으로는 Li6PS5Cl(LPSCL)을 사용하였고, 2.5 ton 으로 펠레타이징 하였다. Li 6 PS 5 Cl (LPSCL) was used as the solid electrolyte layer, and pelletized to 2.5 ton.

양극은 양극 활물질, 바인더 및 도전재의 중량비(wt%)를 60 : 35 : 5의 비율로 혼합하여 제조하였다. 이때 양극 활물질로는 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)을 사용하였다.The positive electrode was prepared by mixing the weight ratio (wt%) of the positive electrode active material, the binder, and the conductive material in a ratio of 60:35:5. In this case, LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811) was used as the cathode active material.

그리고 음극으로, 실시예 1에서는 리튬-마그네슘 합금을 사용하였다.And as the negative electrode, in Example 1, a lithium-magnesium alloy was used.

먼저 100mg의 황화물계 고체전해질을 펠렛타이저에 투입하여 압력을 가하여 펠렛 형태로 가공하였다. 그 후 양극의 소재를 투입하여 다시 압력을 가하여 고체전해질층 위에 양극을 구축하였다. 이후 고체전해질층의 반대쪽에 리튬-마그네슘 합금을 삽입 후 압력을 가하여 펠렛타이져 내부에 음극을 구축하였다. 이를 압력셀에 위치시키고 실링시켜 실시예 1에 따른 전고체전지를 제조하였다. 이러한 셀 제조 방식은 전고체전지용 소재 및 셀 평가에 통상적으로 사용되는 방식이다.First, 100 mg of a sulfide-based solid electrolyte was put into a pelletizer and pressure was applied to process the pellets. After that, the material for the anode was put in, and pressure was applied again to build the cathode on the solid electrolyte layer. After inserting a lithium-magnesium alloy on the opposite side of the solid electrolyte layer, pressure was applied to build a negative electrode inside the pelletizer. This was placed in a pressure cell and sealed to prepare an all-solid-state battery according to Example 1. This cell manufacturing method is a method commonly used for all-solid-state battery materials and cell evaluation.

비교예 1에 따른 전고체전지는 음극으로 100 ㎛ 두께의 리튬금속을 사용한다. 그 외 비교예 1에 따른 전고체전지의 제조 공정은 실시예 1에 따른 전고체전지의 제조 공정과 동일하게 진행하여 제조하였다.The all-solid-state battery according to Comparative Example 1 uses a lithium metal having a thickness of 100 μm as an anode. Other than that, the manufacturing process of the all-solid-state battery according to Comparative Example 1 was performed in the same manner as the manufacturing process of the all-solid-state battery according to Example 1.

도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전고체전지의 초기 충방전 곡선을 보여주는 그래프이다. 그리고 도 3은 실시예에 따른 전고체전지의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing initial charge/discharge curves of all-solid-state batteries according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 3 is a graph showing the lifespan characteristics of the all-solid-state battery according to the embodiment.

도 2를 참조하면, 2.5~4.3V 구동 조건 하에서 비교예 1의 경우, 초기 0.05 C 구동 조건에서 쇼트에 의한 늘어짐 현상이 보였다.Referring to FIG. 2 , in the case of Comparative Example 1 under 2.5 to 4.3 V driving conditions, sagging due to short circuit was observed in the initial 0.05 C driving conditions.

반면에, 실시예 1의 경우 충방전이 안정적으로 진행되었다.On the other hand, in the case of Example 1, charging and discharging proceeded stably.

그리고 도 3을 참조하면, 실시예 1의 경우, 90 사이클 이상 사이클 구동이 원활하게 이루어지는 것을 확인할 수 있다.And referring to FIG. 3 , in the case of Example 1, it can be seen that the cycle driving of 90 cycles or more is smoothly performed.

이와 같이 실시예 1에 따르면, 전고체전지의 음극으로 리튬-마그네슘 합금을 사용함으로써, 리튬 덴드라이트 형성 문제를 해소할 수 있다.As described above, according to Example 1, the lithium dendrite formation problem can be solved by using the lithium-magnesium alloy as the negative electrode of the all-solid-state battery.

즉 음극으로 사용되는 리튬-마그네슘 합금은 리튬이 전착될 수 있는 씨드 역할과 지지체 역할을 하기 때문에, 리튬의 전착 및 용해할 수 있는 공간을 제공한다.That is, since the lithium-magnesium alloy used as the negative electrode serves as a seed and a support on which lithium can be electrodeposited, it provides a space for electrodeposition and dissolution of lithium.

그리고 리튬-마그네슘 합금은 고체전해질층 내로 리튬이 파고드는 것을 제어할 수 있으며, 리튬에 합금된 마그네슘이 씨드 역할을 하여 균일한 리튬 전착을 유도하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the lithium-magnesium alloy can control the penetration of lithium into the solid electrolyte layer, and the magnesium alloyed with lithium can act as a seed to induce uniform lithium electrodeposition.

이로 인해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 전고체전지는 양호한 충방전 특성을 나타내는 것으로 판단된다.Accordingly, as shown in FIGS. 2 and 3 , it is determined that the all-solid-state battery according to Example 1 exhibits good charge/discharge characteristics.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 고체전해질층
20 : 양극
30 : 음극
100 : 전고체전지10: solid electrolyte layer
20: positive electrode
30: cathode
100: all-solid-state battery

Claims (8)

전고체전지용 음극으로서,
상기 음극은 리튬합금인 것을 특징으로 하는 전고체전지용 음극.As an anode for an all-solid-state battery,
The negative electrode is an all-solid-state battery negative electrode, characterized in that the lithium alloy. 제1항에 있어서,
상기 리튬합금의 리튬에 합금되는 금속은 Mg, Al, Bi 및 Zn으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 음극.According to claim 1,
The anode for an all-solid-state battery, characterized in that the metal alloyed with lithium of the lithium alloy comprises at least one selected from the group consisting of Mg, Al, Bi and Zn. 제2항에 있어서,
상기 리튬합금 중 상기 금속의 함량은 20 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 전고체전지용 음극.3. The method of claim 2,
The anode for an all-solid-state battery, characterized in that the content of the metal in the lithium alloy is 20 wt% or less. 황화물계 고체전해질을 포함하는 고체전해질층;
상기 고체전해질층의 일면에 적층된 양극; 및
상기 고체전해질층의 일면에 반대되는 타면에 적층된 음극;을 포함하고,
상기 음극은 리튬합금인 것을 특징으로 하는 전고체전지.a solid electrolyte layer comprising a sulfide-based solid electrolyte;
a positive electrode laminated on one surface of the solid electrolyte layer; and
Including; a negative electrode laminated on the other surface opposite to one surface of the solid electrolyte layer;
The anode is an all-solid-state battery, characterized in that the lithium alloy. 제4항에 있어서,
상기 황화물계 고체전해질은 아래의 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체전지.
[화학식]
LaMbPcSdXe
(L=알칼리 금속, M=B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, 및 W 중 적어도 하나를 포함, X= F, Cl, Br, I 및 O 중 적어도 하나를 포함, 0≤a≤12, 0≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)5. The method of claim 4,
The all-solid-state battery, characterized in that the sulfide-based solid electrolyte is represented by the following chemical formula.
[Formula]
L a M b P c S d X e
(L = alkali metal, M = B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, contains at least one of Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, and W, X= contains at least one of F, Cl, Br, I and O, 0≤a≤12, 0 ≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9) 제5항에 있어서,
상기 고체전해질층의 기공도는 30% 이하인 것을 특징으로 하는 전고체전지.6. The method of claim 5,
The all-solid-state battery, characterized in that the porosity of the solid electrolyte layer is 30% or less. 제4항에 있어서,
상기 리튬합금의 리튬에 합금되는 금속은 Mg, Al, Bi 및 Zn으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지.5. The method of claim 4,
The all-solid-state battery, characterized in that the metal alloyed with lithium of the lithium alloy comprises at least one selected from the group consisting of Mg, Al, Bi and Zn. 제4항에 있어서,
상기 리튬합금 중 상기 금속의 함량은 20 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 전고체전지.5. The method of claim 4,
The all-solid-state battery, characterized in that the content of the metal in the lithium alloy is 20 wt% or less.
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