KR20210114655A - Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby - Google Patents

Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby Download PDF

Info

Publication number
KR20210114655A
KR20210114655A KR1020200030018A KR20200030018A KR20210114655A KR 20210114655 A KR20210114655 A KR 20210114655A KR 1020200030018 A KR1020200030018 A KR 1020200030018A KR 20200030018 A KR20200030018 A KR 20200030018A KR 20210114655 A KR20210114655 A KR 20210114655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lithium metal
lithium
battery
metal
present
Prior art date
Application number
KR1020200030018A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
선양국
이선화
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020200030018A priority Critical patent/KR20210114655A/en
Publication of KR20210114655A publication Critical patent/KR20210114655A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1395Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134Electrodes based on metals, Si or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382Lithium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The present invention relates to a lithium metal surface treatment method and a lithium metal battery containing a lithium metal surface-treated thereby. According to the present invention, a solution of metal nitrate dissolved in gamma butyl lactone is reacted with a lithium metal to form an effective inorganic composite film on a surface of the lithium metal, and thus it is possible to improve the efficiency of a lithium metal battery by suppressing resins growth of the lithium metal according to charging and discharging, and thereby suppressing the consumption of electrolyte.

Description

리튬금속의 표면 처리 방법 및 이에 의해 표면 처리된 리튬금속을 포함하는 리튬금속전지{Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby}Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬금속전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a lithium metal battery.

일반적으로 사용되는 리튬전지용 음극소재인 탄소물질보다 이론용량이 높은 리튬금속을 음극재로 사용하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 안정으로 리튬금속음극을 활용하기 위해 다양한 인공피막을 리튬금속 표면에 형성시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.Studies are underway to use lithium metal, which has a higher theoretical capacity than carbon, which is a commonly used anode material for lithium batteries, as an anode material. Efforts are being made to form various artificial coatings on the surface of lithium metal in order to stably utilize the lithium metal anode.

종래의 리튬금속전지 연구는 주로 금속산화물을 표면에 피막으로 형성시키고자 하였다. 이를 통해 리튬이 수지상으로 성장하고자 하는 것을 물리적으로 억제하여 성능을 향상시켰다. 그러나 종래의 방식을 적용할 경우, 코팅층 사이에 포함된 기공(pore)을 통해 리튬이 성장하게 되며, 무엇보다 전해질과의 접촉을 최소화 할 수 없기 때문에 전해질의 지속적인 소모가 발생하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서는 보다 조밀한 코팅층이 형성되어 전해질의 반응을 최소화 시킬 수 있어야한다.Conventional lithium metal battery research mainly tried to form a metal oxide as a film on the surface. Through this, the performance was improved by physically inhibiting lithium from growing into a dendritic form. However, when the conventional method is applied, lithium grows through the pores included between the coating layers, and above all, since the contact with the electrolyte cannot be minimized, continuous consumption of the electrolyte occurs. In order to solve this problem, a denser coating layer should be formed to minimize the reaction of the electrolyte.

한국특허공개공보 제10-2017-0026098호Korean Patent Publication No. 10-2017-0026098

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 리튬금속 표면에 리튬이온전도에 효율적이며 조밀한 코팅층을 형성하기 위한 리튬금속의 표면 처리 방법 및 상기 방법으로 표면 처리된 리튬금속을 음극으로 사용한 리튬금속전지를 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a lithium metal surface treatment method for forming an efficient and dense coating layer for lithium ion conduction on the lithium metal surface, and a lithium metal battery using the lithium metal surface-treated by the above method as a negative electrode. is in

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 측면은 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 이용한 리튬금속의 표면 처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical object, one aspect of the present invention provides a method for surface treatment of lithium metal using a solution in which metal nitrate is dissolved in gamma butyllactone.

상기 표면 처리 방법은 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 리튬금속과 반응시켜 리튬금속 표면에 피막을 형성하는 단계를 포함한다.The surface treatment method includes the step of forming a film on the surface of the lithium metal by reacting a solution obtained by dissolving metal nitrate in gamma butyl lactone with lithium metal.

상기 질산금속의 금속성분은 마그네슘, 아연, 인듐, 리튬, 바륨, 나트륨, 세슘, 칼륨 또는 루비듐이 포함될 수 있다.The metal component of the metal nitrate may include magnesium, zinc, indium, lithium, barium, sodium, cesium, potassium or rubidium.

상기 질산금속은 전체 용액 내에서 0.0001 내지 1 몰% 포함될 수 있다.The metal nitrate may be included in an amount of 0.0001 to 1 mol% in the total solution.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 측면은 상기 표면 처리 방법에 의해 리튬금속질산화물이 코팅된 리튬금속을 포함하는 리튬금속전지를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, another aspect of the present invention provides a lithium metal battery comprising a lithium metal coated with a lithium metal nitrate by the surface treatment method.

본 발명에 따르면, 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 리튬금속과 반응시켜 리튬금속 표면에 효과적인 무기 복합막을 형성함으로써 충전 및 방전에 따른 리튬금속의 수지상 성장을 억제하고, 이에 따른 전해질의 소모를 억제함으로써 리튬금속전지의 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a solution obtained by dissolving metal nitrate in gamma butyl lactone reacts with lithium metal to form an effective inorganic composite film on the surface of lithium metal, thereby inhibiting dendritic growth of lithium metal due to charging and discharging, and thus consumption of the electrolyte It is possible to improve the efficiency of the lithium metal battery by suppressing the.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 리튬금속전지를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1, 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 3을 통해 표면 처리된 리튬금속의 표면을 전자주사현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1을 통해 표면 처리된 리튬금속을 포함하는 리튬금속전지의 충전대비 방전의 효율과 방전용량 유지율을 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a lithium metal battery according to an embodiment of the present invention.
2 is an image of the surface of the lithium metal surface-treated through Comparative Example 1, Preparation Example 1, Preparation Example 2, and Preparation Example 3 of the present invention observed with a scanning electron microscope.
3 is a graph showing the discharge efficiency and discharge capacity retention rate of the lithium metal battery containing the lithium metal surface-treated through Preparation Example 1, Preparation Example 2 and Comparative Example 1 of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "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, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

리튬금속의 표면 처리 방법Lithium metal surface treatment method

본 발명의 일 측면은 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 이용한 리튬금속의 표면 처리 방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a method for surface treatment of lithium metal using a solution in which metal nitrate is dissolved in gamma butyllactone.

상기 표면 처리 방법은 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 리튬금속과 반응시켜 리튬금속 표면에 피막을 형성하는 단계를 포함한다.The surface treatment method includes the step of forming a film on the surface of the lithium metal by reacting a solution obtained by dissolving metal nitrate in gamma butyl lactone with lithium metal.

상기 질산금속의 금속성분은 마그네슘, 아연, 인듐, 리튬, 바륨, 나트륨, 세슘, 칼륨 또는 루비듐이 포함될 수 있다.The metal component of the metal nitrate may include magnesium, zinc, indium, lithium, barium, sodium, cesium, potassium or rubidium.

상기 질산금속은 전체 용액 내에서 0.0001 내지 1 몰% 포함될 수 있다.The metal nitrate may be included in an amount of 0.0001 to 1 mol% in the total solution.

리튬금속전지lithium metal battery

한편, 본 발명의 다른 측면은 리튬금속전지를 제공한다. On the other hand, another aspect of the present invention provides a lithium metal battery.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 리튬금속전지를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a lithium metal battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리튬금속전지는 리튬 음극(10); 양극 활물질을 포함하는 양극(20); 및 상기 리튬 음극(10)과 양극(20) 사이에 위치하는 전해질(30)을 포함하여 구성될 수 있다.1, the lithium metal battery according to the present invention includes a lithium negative electrode 10; a positive electrode 20 including a positive active material; and an electrolyte 30 positioned between the lithium negative electrode 10 and the positive electrode 20 .

물론, 일 구현예에 따른 리튬금속전지가 이 형상으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 구현예에 따른 전해질을 포함하며 전지로서 작동할 수 있는 원통형, 파우치 등 어떠한 형성도 가능함은 당연하다.Of course, the lithium metal battery according to one embodiment is not limited to this shape, and it is natural that any formation, such as a cylindrical shape, a pouch, etc. that includes the electrolyte according to an embodiment of the present invention and can operate as a battery, is possible.

리튬 음극lithium negative electrode

상기 리튬 음극(10)은 전술한 표면 처리 방법에 의해 리튬금속질산화물이 코팅된 리튬금속 또는 리튬 합금일 수 있다.The lithium negative electrode 10 may be a lithium metal or a lithium alloy coated with a lithium metal nitrate by the above-described surface treatment method.

상기 리튬 합금으로는 리튬과, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속으로 이루어진 합금을 사용할 수 있다.As the lithium alloy, an alloy consisting of lithium and at least one metal selected from Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, and Sn may be used.

상기 리튬 음극(10) 표면에는 리튬금속질산화물로 이루어진 보호막층(40)이 형성되어 리튬금속을 안정화시킴으로써 리튬금속전지의 효율을 향상시킬 수 있다.A protective film layer 40 made of lithium metal nitrate is formed on the surface of the lithium anode 10 to stabilize lithium metal, thereby improving the efficiency of a lithium metal battery.

양극anode

상기 양극(20)은 당 업계에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조할 수 있으며, 리튬이차전지의 구체적 종류에 따라 달라질 수 있다.The positive electrode 20 may be manufactured by a conventional method known in the art, and may vary depending on the specific type of the lithium secondary battery.

구체적으로, 상기 리튬이차전지가 리튬이온전지인 경우, 상기 양극은 양극 활물질, 바인더, 및 도전재를 함유할 수 있다. 리튬이온전지의 양극활물질은 리튬-전이금속 산화물 또는 리튬-전이금속 인산화물을 함유할 수 있다. 상기 리튬-전이금속 산화물은 코발트, 망간, 니켈, 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 전이금속과 리튬과의 복합산화물일 수 있다. 리튬-전이금속 산화물은 일 예로서, Li(Ni1-x-yCoxMny)O2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), Li(Ni1-x-yCoxAly)O2 (0≤x≤1, 0<y≤1, 0<x+y≤1), 또는 Li(Ni1-x-yCoxMny)2O4 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있다. 리튬-전이금속 인산화물은 철, 코발트, 및 니켈로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 전이금속과 리튬과의 복합인산화물일 수 있다. 리튬-전이금속 인산화물은 일 예로서, Li(Ni1-x-yCoxFey)PO4 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있다. Specifically, when the lithium secondary battery is a lithium ion battery, the positive electrode may contain a positive electrode active material, a binder, and a conductive material. The positive electrode active material of the lithium ion battery may contain a lithium-transition metal oxide or a lithium-transition metal phosphate. The lithium-transition metal oxide may be a composite oxide of lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, and aluminum. Lithium-transition metal oxide is an example, Li(Ni 1-xy Co x Mn y )O 2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), Li(Ni 1- xy Co x Al y )O 2 (0≤x≤1, 0<y≤1, 0<x+y≤1), or Li(Ni 1-xy Co x Mn y ) 2 O 4 (0≤x≤1) 1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1). The lithium-transition metal phosphate may be a composite phosphate of lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of iron, cobalt, and nickel. As an example, the lithium-transition metal phosphate may be Li(Ni 1-xy Co x Fe y )PO 4 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1).

상기 리튬이차전지가 리튬황전지인 경우, 상기 양극은 양극활물질로서 황화합물을 함유할 수 있고, 바인더와 도전재를 더 함유할 수 있다. 상기 황화합물은 고체황(S8) 및/또는 Li2S일 수 있다.When the lithium secondary battery is a lithium sulfur battery, the positive electrode may contain a sulfur compound as a positive electrode active material, and may further contain a binder and a conductive material. The sulfur compound may be solid sulfur (S 8 ) and/or Li 2 S.

상기 리튬이차전지가 리튬공기전지인 경우, 상기 양극은 탄소재, 산소의 산화환원을 위한 촉매, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 상기 탄소재는 카본 블랙 (super P, ketjen black 등), 카본나노튜브 (CNT), 흑연 (graphite), 그래핀 (graphene), 다공성 카본 (porous carbon) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 산소의 산화환원을 위한 촉매는 전이금속, 전이금속 산화물, 또는 전이금속 탄화물일 수 있다. 상기 전이금속은 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 코발트(Co), 니켈 (Ni), 철(Fe), 은(Ag), 망간(Mn), 백금(Pt), 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 실리콘 (Si), 몰리브덴(Mo) 텅스텐(W) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 전이금속산화물은 이산화루테늄(RuO2), 이산화이리듐(IrO2), 사산화삼코발트(Co3O4), 이산화망간(MnO2), 이산화세륨(CeO2), 삼산화이철(Fe2O3), 사산화삼철(Fe3O4), 일산화니켈(NiO), 산화구리(CuO), 페로브스카이트(perovskite)계 촉매 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 전이금속탄화물은 타이타늄카바이드 (TiC), 실리콘카바이드 (SiC), 텅스텐카바이드(WC), 몰리브덴카바이드(Mo2C)계 촉매 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.When the lithium secondary battery is a lithium-air battery, the positive electrode may contain a carbon material, a catalyst for oxidation/reduction of oxygen, or a combination thereof. The carbon material may include carbon black (super P, ketjen black, etc.), carbon nanotubes (CNT), graphite, graphene, porous carbon, or a combination thereof. The catalyst for the redox of oxygen may be a transition metal, a transition metal oxide, or a transition metal carbide. The transition metal is ruthenium (Ru), palladium (Pd), iridium (Ir), cobalt (Co), nickel (Ni), iron (Fe), silver (Ag), manganese (Mn), platinum (Pt), gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti), silicon (Si), molybdenum (Mo) tungsten (W), or a combination thereof. have. The transition metal oxide is ruthenium dioxide (RuO 2 ), iridium dioxide (IrO 2 ), tricobalt tetraoxide (Co 3 O 4 ), manganese dioxide (MnO 2 ), cerium dioxide (CeO 2 ), ferric trioxide (Fe 2 O 3 ), It may include triiron tetraoxide (Fe 3 O 4 ), nickel monoxide (NiO), copper oxide (CuO), a perovskite-based catalyst, or a combination thereof. The transition metal carbide may include a titanium carbide (TiC), silicon carbide (SiC), tungsten carbide (WC), molybdenum carbide (Mo 2 C)-based catalyst, or a combination thereof.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 전도성이 높은 금속으로, 상기 양극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 양극 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.The positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and is a metal with high conductivity and a metal that the slurry of the positive electrode active material can easily adhere to, and the voltage range of the battery Any of the non-reactive ones can be used. Non-limiting examples of the positive electrode current collector include a foil made of aluminum, nickel, or a combination thereof.

상기 양극을 형성하기 위한 용매로는 NMP(N-메틸 피롤리돈), DMF(디메틸 포름아미드), 아세톤, 디메틸 아세트아미드 등의 유기용매 또는 물 등이 있으며, 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The solvent for forming the positive electrode includes an organic solvent such as NMP (N-methyl pyrrolidone), DMF (dimethyl formamide), acetone, dimethyl acetamide, or water or water, and these solvents are used alone or in two or more types. can be mixed and used.

용매의 사용량은 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 전극활물질, 바인더, 도전재를 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다.The amount of the solvent used is sufficient as long as it is capable of dissolving and dispersing the electrode active material, the binder, and the conductive material in consideration of the application thickness of the slurry and the production yield.

상기 도전재는 일반적으로 당 업계에서 사용할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 인조 흑연, 천연 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙, 탄소 섬유, 금속 섬유, 알루미늄, 주석, 비스무트, 실리콘, 안티몬, 니켈, 구리, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금, 란타늄, 루테늄, 백금, 이리듐, 산화티탄, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.The conductive material may be used without limitation as long as it is generally available in the art, for example, artificial graphite, natural graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, Denka black, thermal black, channel black, carbon fiber, metal fiber, Aluminum, tin, bismuth, silicon, antimony, nickel, copper, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, gold, lanthanum, ruthenium, platinum, iridium, titanium oxide, polyaniline, poly Thiophene, polyacetylene, polypyrrole, or a mixture thereof may be used.

상기 바인더는 일반적으로 당 업계에서 사용되는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVdF), 폴리헥사플루오로프로필렌-폴리비닐리덴플루오라이드의 공중합체 (PVdF/HFP), 폴리(비닐아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피리딘, 알킬화폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 불소 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 (EPDM) 술폰화 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 재생 셀룰로오스, 전분, 하이드록시프로필셀룰로오스, 테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.The binder may be used without limitation as long as it is generally used in the art, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyhexafluoropropylene-polyvinylidene fluoride copolymer (PVdF / HFP), poly( vinyl acetate), polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridine, alkylated polyethylene oxide, polyvinyl ether, poly(methyl methacrylate), poly(ethyl acrylate), polytetrafluoroethylene ( PTFE), polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, fluororubber, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) sulfonated ethylene-propylene-diene monomer, carboxymethylcellulose (CMC) ), regenerated cellulose, starch, hydroxypropyl cellulose, tetrafluoroethylene, or a mixture thereof may be used.

양극은, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The positive electrode may further add a filler to the mixture, if necessary. The filler is optionally used as a component for inhibiting the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. For example, an olipine-based polymer such as polyethylene or polypropylene; A fibrous material such as glass fiber or carbon fiber is used.

분리막separator

상기 양극과 음극 사이에서 상기 전극들을 절연시키는 분리막을 사용할 수 있으며, 상기 분리막으로는 종래에 분리막으로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.A separator that insulates the electrodes may be used between the positive electrode and the negative electrode, and the separator includes a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, for example, ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, A porous polymer film made of a polyolefin-based polymer such as an ethylene/hexene copolymer and an ethylene/methacrylate copolymer may be used alone or by laminating them, or a conventional porous nonwoven fabric, for example, a glass fiber having a high melting point, A nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate fiber or the like may be used, but is not limited thereto.

전해질electrolyte

상기 전해질은 리튬염 함유 비수계 전해질로서, 이는 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The electrolyte is a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, which consists of a non-aqueous electrolyte and lithium. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시푸란, 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butyl Rho lactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitro Methane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydro An aprotic organic solvent such as a furan derivative, ether, methyl pyropionate, or ethyl propionate may be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group or the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, etc. of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 and the like may be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material easily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenyl lithium borate, and imide can

또한, 상기 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.In addition, the electrolyte includes, for the purpose of improving charge and discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N,N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. have. In some cases, in order to impart incombustibility, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high-temperature storage characteristics.

전지모듈battery module

본 발명에 따른 리튬금속전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지모듈에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지들을 포함하는 중대형 전지팩에 단위전지로도 사용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지모듈은 전술한 리튬이차전지를 단위전지로 포함하며, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기 전지모듈을 포함한다.The lithium metal battery according to the present invention can be used not only in a battery module used as a power source for a small device, but also as a unit battery in a medium or large battery pack including a plurality of batteries. The battery module according to another embodiment of the present invention includes the above-described lithium secondary battery as a unit cell, and the battery pack according to another embodiment of the present invention includes the battery module.

상기 중대형 디바이스의 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장용 시스템 등을 들 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the medium-large device include, but are not limited to, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage system.

본 발명에서 사용되는 전지 케이스는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이 채택될 수 있고, 전지의 용도에 따른 외형에 제한이 없으며, 예를 들면, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다. The battery case used in the present invention may be adopted that is commonly used in the art, and there is no limitation in the external shape according to the use of the battery, for example, cylindrical, prismatic, pouch type or coin using a can. (coin) type, etc.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 제조예 및 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 제조예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 제조예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred preparation examples and experimental examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following Preparation Examples and Experimental Examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following Preparation Examples and Experimental Examples.

리튬금속전지의 제조 : Manufacturing of lithium metal battery: 제조예manufacturing example 1 내지 3 및 1 to 3 and 비교예comparative example 1 One

<제조예 1 : 표면 처리된 리튬금속을 포함하는 리튬금속전지의 제조><Preparation Example 1: Preparation of lithium metal battery containing surface-treated lithium metal>

질산마그네슘이 0.25 몰% 용해된 감마뷰틸락톤 용액에 리튬금속 호일을 넣고 한 시간 이상 반응시켜 표면 처리된 리튬금속 호일을 음극으로 사용하였다.A lithium metal foil was put into a gamma-butyllactone solution in which 0.25 mol% of magnesium nitrate was dissolved and reacted for at least one hour. A surface-treated lithium metal foil was used as a negative electrode.

알루미늄이 2 몰% 도핑된 층상계 [LiNi0 . 75Co0 . 10Mn0 . 15O2]을 양극 활물질로 사용하여 양극을 제조하였다.Layered system doped with 2 mol% aluminum [LiNi 0 . 75 Co 0 . 10 Mn 0 . 15 O 2 ] was used as a positive electrode active material to prepare a positive electrode.

상기 양극과 음극 사이에 리튬염 전해질을 사용하여 리튬금속전지를 제조하였다.A lithium metal battery was prepared using a lithium salt electrolyte between the positive electrode and the negative electrode.

<제조예 2><Production Example 2>

질산마그네슘 대신 질산아연을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 리튬금속전지를 제조하였다.A lithium metal battery was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1 except that zinc nitrate was used instead of magnesium nitrate.

<제조예 3><Production Example 3>

질산마그네슘 대신 질산인듐을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 리튬금속전지를 제조하였다.A lithium metal battery was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1 except that indium nitrate was used instead of magnesium nitrate.

<비교예 1 : 표면 처리되지 않은 리튬금속을 포함하는 리튬금속전지의 제조><Comparative Example 1: Preparation of lithium metal battery containing lithium metal without surface treatment>

리튬금속 호일을 표면 처리 없이 그대로 음극으로 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 리튬금속전지를 제조하였다.A lithium metal battery was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the lithium metal foil was used as the negative electrode without surface treatment.

<실험예 1 : 표면 분석><Experimental Example 1: Surface Analysis>

제조예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조된 리튬 음극에 있어서, 표면을 주사전자현미경으로 관찰하여 도 2에 나타내었다.In the lithium anodes prepared in Preparation Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the surfaces were observed with a scanning electron microscope and shown in FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 비교예 1, 제조예 1, 제조예 2 및 제조예 3을 통해 표면 처리된 리튬금속의 표면을 전자주사현미경으로 관찰한 이미지이며, 상단의 표시는 각 금속의 함량을 나타낸다.2 is an image of the surface of the lithium metal surface-treated through Comparative Example 1, Preparation Example 1, Preparation Example 2 and Preparation Example 3 of the present invention observed with a scanning electron microscope, and the display at the top indicates the content of each metal .

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 질산금속이 용해된 감마뷰틸락톤 용액에 리튬금속을 반응시킴으로써, 리튬금속 표면에 질산금속의 금속성분을 포함하는 피막이 조밀하게 형성됨을 확인하였다.As shown in FIG. 2, by reacting lithium metal with a gamma-butyllactone solution in which metal nitrate is dissolved according to the present invention, it was confirmed that a film containing a metal component of metal nitrate was densely formed on the surface of lithium metal.

<실험예 2 : 전지 충방전 테스트><Experimental Example 2: Battery charge/discharge test>

제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1에서 제조된 리튬금속전지에 대하여 정전류 충방전을 수행하여, 사이클 수에 따른 충전대비 방전의 효율과 방전용량 유지율을 측정하여 도 3에 나타내었다.The lithium metal batteries prepared in Preparation Example 1, Preparation Example 2 and Comparative Example 1 were subjected to constant current charging and discharging, and the efficiency and discharge capacity maintenance ratio of the lithium metal batteries prepared in Preparation Example 1, Preparation Example 2 and Comparative Example 1 were measured according to the number of cycles.

도 3은 본 발명의 제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1을 통해 표면이 코팅된 리튬금속의 코팅 유무에 따른 리튬금속전지의 충전대비 방전의 효율과 방전용량 유지율을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the discharge efficiency and discharge capacity retention rate of the lithium metal battery according to the presence or absence of the coating of the lithium metal having the surface coated through Preparation Example 1, Preparation Example 2 and Comparative Example 1 of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 이용하여 표면 처리한 리튬금속을 사용한 리튬금속전지는 표면 처리를 하지 않은 경우보다 충전대비 방전의 효율과 방전용량 유지율이 우수하게 유지됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, the lithium metal battery using lithium metal surface-treated using a solution in which metal nitrate is dissolved in gamma butyl lactone according to the present invention has better discharging efficiency and discharging capacity compared to charging compared to the case without surface treatment. It can be seen that the retention rate is maintained excellently.

따라서, 본 발명에 따른 표면 처리 방법은 질산금속을 감마뷰틸락톤에 용해한 용액을 리튬금속과 반응시켜 리튬금속의 표면상에 리튬금속질산화물과 같은 무기 복합막을 코팅함으로써, 충전 및 방전에 따른 리튬금속의 수지상 성장을 억제하고, 이에 따른 전해질의 소모를 억제함으로서, 리튬금속전지의 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the surface treatment method according to the present invention, a solution obtained by dissolving metal nitrate in gamma butyl lactone reacts with lithium metal to coat an inorganic composite film such as lithium metal nitrate on the surface of lithium metal. By suppressing the dendritic growth of the lithium metal battery and thereby suppressing the consumption of the electrolyte, it is possible to improve the efficiency of the lithium metal battery.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention 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 will be apparent 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: 리튬 음극
20: 양극
30: 전해질
40: 보호막층
10: lithium negative electrode
20: positive electrode
30: electrolyte
40: protective film layer

Claims (4)

질산금속을 감마부틸락톤에 용해한 용액을 수득하는 단계; 및
상기 용액을 리튬금속과 반응하여 상기 리튬금속 표면에 새로운 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 리튬금속의 표면 처리 방법.
obtaining a solution in which metal nitrate is dissolved in gamma-butyllactone; and
Forming a new film on the surface of the lithium metal by reacting the solution with the lithium metal; a method for surface treatment of lithium metal comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 질산금속 내 금속은 마그네슘, 징크, 인듐, 소듐, 리튬, 바륨, 나트륨, 세슘, 칼륨, 루비듐 중 어느 하나인 리튬금속의 표면 처리 방법.
The method according to claim 1,
The metal in the metal nitrate is any one of magnesium, zinc, indium, sodium, lithium, barium, sodium, cesium, potassium, and rubidium.
청구항 1에 있어서,
상기 피막은 리튬금속질화물인 리튬금속의 표면 처리 방법.
The method according to claim 1,
The film is a lithium metal nitride surface treatment method of lithium metal.
양극;
전해액; 및
상기 청구항 1의 표면 처리된 리튬금속을 음극으로 포함하는 리튬금속전지.
anode;
electrolyte; and
A lithium metal battery comprising the surface-treated lithium metal of claim 1 as an anode.
KR1020200030018A 2020-03-11 2020-03-11 Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby KR20210114655A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200030018A KR20210114655A (en) 2020-03-11 2020-03-11 Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200030018A KR20210114655A (en) 2020-03-11 2020-03-11 Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210114655A true KR20210114655A (en) 2021-09-24

Family

ID=77914636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200030018A KR20210114655A (en) 2020-03-11 2020-03-11 Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210114655A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170026098A (en) 2015-08-31 2017-03-08 삼성전자주식회사 Lithium metal battery including lithium metal anode, method of protecting the lithium metal anode, and protective layer prepared according to the method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170026098A (en) 2015-08-31 2017-03-08 삼성전자주식회사 Lithium metal battery including lithium metal anode, method of protecting the lithium metal anode, and protective layer prepared according to the method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3012890B1 (en) Method of manufacturing a cathode active material for secondary batteries
US20210135187A1 (en) Positive Electrode Active Material for Secondary Battery, Method of Preparing the Same, and Lithium Secondary Battery Including the Same
CN104638268B (en) Lithium ion secondary battery cathode active material, lithium ion secondary battery cathode and lithium rechargeable battery
CN110858649A (en) Lithium composite oxide, positive electrode active material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery containing same
US10128499B2 (en) Positive electrode active material, preparing method thereof, and lithium secondary battery including positive electrode comprising the positive electrode active material
KR100924650B1 (en) Lithium Secondary Battery of Improved High-Temperature Cycle Life Characteristics
KR101887781B1 (en) Negative electroed active material comprising titanium based composite, method thereof and lithium secondary battery comprising the same
US11377367B2 (en) Metal-doped cobalt precursor for preparing positive electrode active material for secondary battery
JP2021077657A (en) Composite positive electrode active material for lithium ion battery, manufacturing method thereof, and lithium ion battery including positive electrode including the same
US10230113B2 (en) Cathode, lithium battery including the same, and method of preparing the cathode
KR102227102B1 (en) Method for coating a lithium secondary battery electrode, and lithium secondary battery comprising a electrode using the same
US20210143510A1 (en) Lithium-sulfur battery
KR20180089030A (en) Positive Electrode Active Material for Lithium Secondary Battery Comprising High-voltage Lithium Cobalt Oxide and Method of Manufacturing the Same
KR20210114654A (en) Surface coating method of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal coated thereby
KR102341409B1 (en) Composite positive electrode active material for lithium ion battery, preparing method thereof, and lithium ion battery including positive electrode comprising the same
KR102452938B1 (en) Electrolyte for lithium metal battery and lithium metal battery comprising the same
KR20230025318A (en) Negative electrode active material, negative electrode comprising same, secondary battery comprising same and method for manufacturing negative electrode active material
KR20210115979A (en) Additive for electrolyte, the electrolyte and lithium metal battery comprising the same
KR20190036049A (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method thereof
KR20210114655A (en) Method for treating surface of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby
KR20210114653A (en) Surface treatment method of lithium metal and lithium metal battery comprising the lithium metal surface-treated thereby
KR20200047273A (en) Binder for lithium secondary, negative electrode of lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR101197483B1 (en) Cathode Active Material With High Power and Lithium Secondary Batter Having the Same
KR20170129514A (en) Pattern-coated negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR20170142381A (en) Positive Electrode Active Material Particle Comprising Core Having Lithium Cobalt Oxide and Shell Having Cobalt-Phosphate Based Composition and Method of Manufacturing the Same