KR20220037037A - 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지 - Google Patents

다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20220037037A
KR20220037037A KR1020200119268A KR20200119268A KR20220037037A KR 20220037037 A KR20220037037 A KR 20220037037A KR 1020200119268 A KR1020200119268 A KR 1020200119268A KR 20200119268 A KR20200119268 A KR 20200119268A KR 20220037037 A KR20220037037 A KR 20220037037A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positive electrode
lithium
solid
sulfur battery
sulfur
Prior art date
Application number
KR1020200119268A
Other languages
English (en)
Inventor
임진섭
김호성
김민영
허국진
이종관
임제홍
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020200119268A priority Critical patent/KR20220037037A/ko
Publication of KR20220037037A publication Critical patent/KR20220037037A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H01M4/5815—Sulfides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • H01M4/747—Woven material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 것인 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체가 제공된다. 본 발명의 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지는 다공성 탄소기재를 포함함으로써 출력특성 및 싸이클 특성이 향상되는 효과가 있다.

Description

다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지{CATHODE COMPLEX COMPRISING POROUS CARBON SUBSTRATE, AND ALL SOLID LITHIUM-SULFUR BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다공성 탄소기재를 포함함으로써 출력특성 및 싸이클 특성이 향상된 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지에 관한 것이다.
리튬이차전지는 에너지 밀도 및 생성하는 전압이 높기 때문에, 휴대전화와 노트북, 캠코더 등의 전자 기기에 흔히 이용된다. 최근에는 환경 보호에 대한 의식의 고양이나 관련법의 정비가 바탕이 되어, 리튬이차전지의 사용례가 더욱 증가하는 추세이다. 가령, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차 등의 자동차에 동력을 공급하는 용도 내지 가정용 전력을 저장하는 축전지로서 리튬이차전지를 사용하는 방안이 고려된다.
가장 중요한 전지의 특성으로서 고에너지 밀도를 고려할 수 있다. 고에너지 밀도를 구현하기 위해서는 이론 용량이 큰 전극 활물질의 개발이 필수적으로 요구된다. 그러나 기존의 리튬이차전지용 양극활물질인 전이금속 산화물은 그 이론 용량은 약 250mAh/g이하 정도에 불과하여, 전이금속 산화물을 포함하는 리튬이차전지의 고에너지 밀도화를 구현하는 것은 전혀 용이하지 않았다.
이를 극복하기 위한 일 방안으로, 황 계열의 화합물을 양극활물질로 사용하는 리튬-황 전지에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다. 리튬-황 전지는 이론적인 용량 밀도가 2,600mAh/kg에 달하여, 단순 계산시 통상의 전이금속 산화물의 10배에 해당하는 용량특성을 갖춘 것으로 알려져 있다. 따라서, 양극활물질로서 황을 포함하여, 종래 리튬이차전지에 비해 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있으리라 기대된다. 또한, 부수적으로 염가의 황을 이차전지의 주원료로 사용하여 이차전지의 생산단가를 낮출 수 있다.
일반적으로 리튬-황 전지는 디설파이드(Disulfide) 결합을 갖는 황 계열 화합물을 양극활물질로 사용하고 리튬금속 혹은 리튬 이온을 포함하는 물질을 음극활물질로 사용하는 구조를 가진다. 구체적으로, 방전 시 음극에서 분해되어 나온 리튬 이온과 디설파이드 결합의 황이 반응하여 리튬황화물이 생성되고, 디설파이드 결합의 해리에 의하여 황의 산화수가 감소된다. 반대로, 충전 시 상기 리튬 이온이 다시 음극 표면에 도금되고, 디설파이드 결합이 생성되어 황의 산화수가 증가된다. 즉, 상술한 산화-환원 반응을 통하여 전기적 에너지가 저장되거나 방출된다.
한편, 방전 시 양극에서 방전 생성물로서 액상의 리튬 폴리설파이드(Li2Sx, 4≤x≤8) 및 고상의 불용성 리튬설파이드(Li2S2, Li2S)가 생성되고, 충전 시에는 그 역반응이 진행된다. 특히, 액상의 리튬 폴리설파이드는 중성분자 내지 음이온의 형태로 전해질을 통해 확산된다. 리튬 폴리설파이드가 양극의 영역 밖으로 확산됨에 따라, 양극에서 전기화학 반응에 참여하는 황의 양이 감소하게 된다. 황의 양의 감소는 결과적으로 용량의 감소를 초래한다.
또한, 음극과 리튬 폴리설파이드의 부반응이 추가로 문제될 수 있다. 충방전 반응이 지속적으로 진행될수록 불용성 리튬설파이드(Li2S)가 음극과 표면에 고착된다. 표면에 고착된 불용성 리튬설파이드는 음극의 반응 활성도를 낮추고 전지의 전반적인 전위 특성을 악화시키는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 상세하게는 다공성 탄소기재를 포함함으로써 출력특성 및 싸이클 특성이 향상된 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 것인 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체가 제공된다.
상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소직물 기재가 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고, 상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고, 상기 실다발이 복수의 탄소 실(carbon yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소직물 기재가 카본클로스(Carbon Cloth)를 포함할 수 있다.
상기 양극활물질이 활성황(전기활성이 있는 황), 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx : Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
상기 고체전해질이 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
상기 도전재가 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 니트릴부타디엔러버(NBR, nitrile butadiene rubber), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리프로필렌옥사이드(polypropyleneoxide), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리비닐리덴카보네이트(polyvinylidenecarbonate) 및 폴리비닐피롤리디논(polyvinyl pyrrolidinone)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide)를 포함할 수 있다.
상기 양극소재가 상기 황 원소를 포함하는 양극 활물질 100중량부에 대하여 상기 고체전해질 1 내지 20중량부; 상기 도전재 1 내지 20중량부; 및 상기 바인더 15 내지 40중량부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 양극 복합체; 상기 양극 복합체 상에 위치하고, 고체전해질 및 바인더를 포함하는 고체 전해질층; 및 상기 고체 전해질층 상에 위치하고, 리튬 금속을 포함하는 음극;을 포함하는 전고체 리튬-황 전지가 제공된다.
상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 양극활물질이 활성황(전기활성이 있는 황), 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx : Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
상기 고체전해질이 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
상기 고체 전해질층이 리튬염을 추가로 포함할 수 있다.
상기 리튬염이 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지는 다공성 탄소기재를 포함함으로써 출력특성 및 싸이클 특성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전고체 리튬-황 전지의 구조도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 양극 집전체의 SEM 분석 이미지이고, 도 2b는 실시예 1에 따른 양극 복합체의 SEM 분석 이미지이다.
도 3은 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 충방전 특성 곡선이다.
도 4는 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 출력 특성 분석 그래프이다.
도 5는 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 싸이클 특성 분석 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체는 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함할 수 있다.
상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 양극소재는 5 내지 100㎛의 두께로 상기 양극 집전체 상에 형성될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 50㎛의 두께로 상기 양극 집전체 상에 형성될 수 있으며, 상기 양극소재는 상기 양극 집전체의 표면 전체에 걸쳐 코팅되거나 함침될 수 있다.
상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소직물 기재가 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고, 상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고, 상기 실다발이 복수의 탄소 실(carbon yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소구조체가 카본클로스(Carbon Cloth)를 포함할 수 있다.
상기 카본클로스(Carbon Cloth)는 두께가 0.1 내지 0.5mm일 수 있다.
상기 양극활물질이 활성황(전기활성이 있는 황), 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx : Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시될 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시될 수 있고, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
[화학식 2]
LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
[화학식 3]
Li7-3xAlpLa3Zr2O12(0.1≤p≤0.4)
상기 고체전해질은 단일상의 큐빅 구조를 포함할 수 있다.
상기 도전재가 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 니트릴부타디엔러버(NBR, nitrile butadiene rubber), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리프로필렌옥사이드(polypropyleneoxide), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리비닐리덴카보네이트(polyvinylidenecarbonate) 및 폴리비닐피롤리디논(polyvinyl pyrrolidinone)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide)를 포함할 수 있다.
상기 양극소재가 상기 황 원소를 포함하는 양극 활물질 100중량부에 대하여 상기 고체전해질 1 내지 20중량부; 상기 도전재 1 내지 20중량부; 및 상기 바인더 15 내지 40중량부;를 포함할 수 있다.
상기 양극소재가 리튬염을 추가로 포함할 수 있다.
상기 리튬염이 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전고체 리튬-황 전지의 구조도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 전고체 리튬-황 전지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
리튬황전지는 양극소재로 황을 사용하고, 음극 소재로는 리튬 금속을 사용한다. 리튬황전지의 방전 반응시 음극에서는 리튬의 산화반응이 발생하고, 양극에서는 황의 환원반응이 발생한다. 이때 반응의 시작물질은 고리 구조의 S8이다. 방전을 진행하면서 연속적은 환원반응의 선형 구조인 리튬 폴리설파이드(Li2S8 -> Li2Sn -> Li2S2)의 단계를 거치게 되고, 양극에서 음극으로 이동하며 더 낮은 단량체의 폴리 설파이드로 순차적으로 환원된다. 최종적으로 불용해성 물질인 리튬 설파이드(Li2S)를 생성한다. 충전 반응시에는 역순으로 산화반응을 거쳐 S8로 돌아오면서 셔틀메커니즘이 발생한다. 각 리튬 폴리설파이드로 환원되는 과정에 의해 리튬황전지의 방전 거동은 리튬이온전지와는 달리 단계적으로 방전 전압을 나타내는 것이 특징이다.
본 발명의 전고체 리튬-황 전지는 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 양극 복합체; 상기 양극 복합체 상에 위치하고, 고체전해질 및 바인더를 포함하는 고체 전해질층; 및 상기 고체 전해질층 상에 위치하고, 리튬 금속을 포함하는 음극;을 포함할 수 있다.
상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 양극활물질이 활성황(전기활성이 있는 황), 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx : Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시될 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시될 수 있고, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
[화학식 2]
LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
[화학식 3]
Li7-3xAlpLa3Zr2O12(0.1≤p≤0.4)
상기 고체 전해질층이 리튬염을 추가로 포함할 수 있다.
상기 리튬염이 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 알루미늄이 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(Aluminum doped lithium lanthanum zirconium oxide, Al-LLZO)의 제조
증류수에 출발물질인 La:Zr:Al의 몰비율이 3:2:0.25가 되도록 란타늄 질산염(La(NO3)3·6H2O), 지르코늄 염산염(ZrOCl2·8H2O) 및 알루미늄 질산염(Al(NO3)3·9H2O)을 용해시켜 출발물질이 1몰 농도인 출발물질 용액을 제조하였다.
상기 출발물질 용액, 착화제로 암모니아수 0.6몰, 및 수산화나트륨 수용액을 적정량 첨가하여 pH가 11로 조절된 혼합 용액이 되도록 하고 반응온도는 25℃, 반응시간은 4hr, 교반봉의 교반속도는 1,300 rpm으로 하여 공침시켜 액상 슬러리 형태의 전구체 슬러리를 얻었다.
상기 전구체 슬러리를 정제수로 세척한 후, 24h 건조하였다. 건조된 전구체를 볼밀로 분쇄한 후, 과잉의 LiOH·H2O을 첨가하고, 볼밀로 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물의 LiOH·H2O 함량은 LiOH·H2O 중 Li의 함량이 생성되는 고체전해질 중 Li 100중량부에 대하여 103 중량부가 되도록 3 wt% 과잉 투입하였다. 상기 혼합물을 900℃에서 2시간 동안 하소한 후 분쇄하여 알루미늄이 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(Al-LLZO)를 제조하였다.
제조예 2: 고체 전해질층의 제조
Al-LLZO와 바인더의 중량비가 70:30이 되도록 혼합물을 제조하였다. 즉 제조예 1에 따라 제조된 Al-LLZO 100 중량부를 기준으로 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 바인더 42.9 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 PEO 바인더는 폴리에틸렌옥사이드(PEO, 분자량 200,000)와 리튬염 LiClO4을 포함하고, 상기 PEO와 상기 리튬염의 몰비가 [EO]: [LiClO4] = 20 : 1이 되도록 하였다.
구체적으로, 먼저 제조예 1에 따라 제조된 Al-LLZO 및 PEO 바인더를 상기 중량비로 칭량한 후, 상기 혼합물에 아세토니트릴(acetonitrile, ACN)을 혼합하고, 싱키 혼합기로 교반하여 적절한 점도로 조절하였다. 다음으로, 2mm 지르콘 볼을 첨가하고 싱키 혼합기로 1800rpm으로 5분 동안 4회 교반하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리는 PET(polyethylene terephthalate) 필름 상에 100㎛ 두께로 캐스팅하고 24h 상온 건조하여 고체 전해질층을 제조하였다.
실시예 1: 양극 복합체의 제조
양극활물질, 고체전해질, 도전재, 바인더의 중량비가 30:10:30:30이 되도록 혼합물을 제조하였다. 즉 양극활물질 Sulfur (제조사: NEI corporation) 100 중량부를 기준으로 제조예 1에 따라 제조된 Al-LLZO 33.33 중량부, 도전재 Super-P 100 중량부, PEO 바인더 100 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 PEO 바인더는 폴리에틸렌옥사이드(PEO, 분자량 200,000)와 리튬염 LiClO4을 포함하고, 상기 PEO와 상기 리튬염의 몰비가 [EO]: [LiClO4] = 20 : 1이 되도록 하였다.
구체적으로, 먼저 양극활물질 Sulfur (제조사: NEI corporation), Al-LLZO 및 Super-p를 상기 중량비로 칭량한 후, 막자 사발을 이용하여 30분 동안 혼합하여 혼합 분말을 제조하였다. 상기 혼합 분말은 싱키 혼합기(Thinky mixer) 전용 용기에 옮겨 담은 후 상기 중량비로 PEO 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 다음으로, 상기 혼합물에 아세토니트릴(acetonitrile, ACN)을 혼합하여 적절한 점도로 조절하고, 지르콘 볼을 넣은 후 1800rpm으로 5분 동안 4회 교반하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 카본 크로스(Carbon cloth, W0S1002, Cetech) 상에 캐스팅하고, 24h 상온 건조하여 양극을 제조하였다.
하기 표 1에 상기 카본 크로스(Carbon cloth, W0S1002, Cetech)의 사양을 기재하였다.
Substrate without Micro Porous Layer(MPL) & PTFE Carbon cloth
Measurement Units Method W0S1002
Thickness mm TECLOCK SM-114 0.33
Basic Weight g/m2 ASTM D 616 120
Air permeability Sec Gurley <10
Through-Plane Resistance mΩcm2 Base on ASTM C 611 <5
Tensile Strength(MD) N/cm ASTM D 828 10
Tensile Strength(XD) N/cm 5
비교예 1: 양극의 제조
실시예 1에서 슬러리를 카본 크로스(Carbon cloth) 상에 캐스팅하는 대신에 슬러리를 알루미늄 포일(Al Foil, 제조사: 롯데알미늄) 상에 캐스팅하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다.
소자실시예 1: 전고체 리튬-황 전지의 제조
실시예 1에 따라 제조된 양극 복합체와 제조예 2에 따라 제조된 고체전해질층을 각각 Ø14, Ø19 사이즈로 펀칭한 후 적층하였다. 다음으로, 약 70℃로 가열하면서 0.5분 동안 0.3MPa로 가압하여 적층체를 제조하였다.
상기 적층체 상에 리튬 금속을 포함하는 음극을 올려, 2032 규격의 코인셀로 전고체 리튬-황 전지를 제조하였다.
소자비교예 1: 전고체 리튬-황 전지의 제조
소자실시예 1에서 실시예 1에 따라 제조된 양극 복합체를 사용하는 대신에 비교예 1에 따라 제조된 양극을 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 전고체 리튬-황 전지를 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: SEM 분석
도 2a는 본 발명에 따른 양극 집전체의 SEM 분석 이미지이고, 도 2b는 실시예 1에 따른 양극 복합체의 SEM 분석 이미지이다.
도 2a 및 2b에 따르면, carbon cloth 상에 양극활물질이 균일하게 캐스팅되어 있음을 알 수 있었다.
시험예 2: 전고체 리튬-황 전지의 용량 분석
도 3은 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 충방전 특성 곡선이다. 측정 조건은 전압 범위 1.0~3.0V, 전류 조건 0.1C, CC 모드로 70℃ 챔버에서 측정하였다.
도 3을 참조하면, 소자실시예 1에 따른 전지의 용량은 495.4mAh/g로 나타나고, 소자비교예 1에 따른 전지의 용량은 271.8mAh/g로 나타나, 소자비교예 1에 비해 소자실시예 1에 따른 전지의 용량이 크게 증가하였고, 이는 기존 2-Dimension collector인 Al foil과 달리 3-Dimension collector인 Carbon cloth는 활물질(active material)과 집전체(collector)의 접촉 면적 증가 즉, 활성면적 증가로 Carbon cloth collector에 캐스팅된 활물질(active material)이 보다 더 많은 전기화학적 반응을 하게 되므로 Al foil collector에 캐스팅한 전극을 사용한 전지보다 carbon cloth collector에 캐스팅한 전극을 사용한 전지의 용량이 더 증가한 것으로 판단된다.
시험예 3: 전고체 리튬-황 전지의 싸이클에 따른 출력 특성 분석
도 4는 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 출력 특성 분석 그래프이다. 측정 조건은 전압 범위 1.0~3.0V, 전류 조건 0.1C, 0.2C, 0.5C, 1C, CC 모드로 70℃ 챔버에서 측정하였다.
도 4를 참조하면, 소자실시예 1에 따른 전지는 소자비교예 1에 따른 전지에 비해 저율 및 고율 모두에서 우수한 출력특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 4: 전고체 리튬-황 전지의 싸이클 특성 분석
도 5는 소자실시예 1 및 소자비교예 1에 따른 전고체 리튬-황 전지의 싸이클 특성 분석 그래프이다. 측정 조건은 전압 범위 1.0~3.0V, 전류 조건 0.1C, CC 모드로 70℃ 챔버에서 측정하였다.
도 5를 참조하면, 소자비교예 1과 소자실시예 1의 사이클에 따른 퍼센트 용량회복율은 비슷하지만, 상기 시험예 2에서 나타난 바와 같이 소자실시예 1은 소자비교예 1에 비해 2배 이상의 초기 용량을 유지하며 20 사이클 이상 지속적으로 유지되고 있음을 보여주고 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및
    상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고,
    상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 것인 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 탄소직물 기재가 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고,
    상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고,
    상기 실다발이 복수의 탄소 실(carbon yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 탄소직물 기재가 카본클로스(Carbon Cloth)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양극활물질이 활성황, 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx: Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
    [화학식 1]
    LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고체전해질이 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
    [화학식 2]
    LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도전재가 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 니트릴부타디엔러버(NBR, nitrile butadiene rubber), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리프로필렌옥사이드(polypropyleneoxide), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리비닐리덴카보네이트(polyvinylidenecarbonate) 및 폴리비닐피롤리디논(polyvinyl pyrrolidinone)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 바인더가 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 복합체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 양극소재가
    상기 황 원소를 포함하는 양극 활물질 100중량부에 대하여,
    상기 고체전해질 1 내지 20중량부;
    상기 도전재 1 내지 20중량부; 및
    상기 바인더 15 내지 40중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지용 양극 복합체.
  13. 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극소재를 포함하는 양극;을 포함하고, 상기 양극소재는 황 원소를 포함하는 양극 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 양극 복합체;
    상기 양극 복합체 상에 위치하고, 고체전해질 및 바인더를 포함하는 고체 전해질층; 및
    상기 고체 전해질층 상에 위치하고, 리튬 금속을 포함하는 음극;을
    포함하는 전고체 리튬-황 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 양극이 상기 양극 집전체 내부에 함침된 양극소재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 다공성 탄소기재가 다공성 탄소직물 기재, 카본펠트 기재, 카본페이퍼 기재로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 양극활물질이 활성황, 황화물, 폴리황화물 및 고산화된 형태의 폴리황화리튬 (Li2Sx: Li2S2, Li2S4, Li2S6, Li2S8 및 Li2S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 고체전해질이 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
    [화학식 1]
    LixAlpGaqLayZrzO12(5≤x≤9, 0≤p≤4, 0≤q≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
  18. 제17항에 있어서,
    상기 고체전해질이 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
    [화학식 2]
    LixAlpLayZrzO12(5≤x≤9, 0<p≤4, 2≤y≤4, 1≤z≤3)
  19. 제13항에 있어서,
    상기 고체 전해질층이 리튬염을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 리튬염이 리튬퍼클로레이트(LiClO4), 리튬트리플레이트(LiCF3SO3), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4) 및 리튬트리플루오로메탄설포닐이미드(LiN(CF3SO2)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 리튬-황 전지.
KR1020200119268A 2020-09-16 2020-09-16 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지 KR20220037037A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200119268A KR20220037037A (ko) 2020-09-16 2020-09-16 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200119268A KR20220037037A (ko) 2020-09-16 2020-09-16 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220037037A true KR20220037037A (ko) 2022-03-24

Family

ID=80935740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200119268A KR20220037037A (ko) 2020-09-16 2020-09-16 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220037037A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024096556A1 (ko) * 2022-11-04 2024-05-10 경상국립대학교산학협력단 고성능 황 양극재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬-황 전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024096556A1 (ko) * 2022-11-04 2024-05-10 경상국립대학교산학협력단 고성능 황 양극재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬-황 전지

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101793168B1 (ko) Llzo 고체전해질을 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR101847035B1 (ko) 전도성 고분자를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR101939142B1 (ko) 갈륨(Ga)이 도핑된 LLZO 고체 전해질을 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
JP5099168B2 (ja) リチウムイオン二次電池
KR101382502B1 (ko) 전지용 활물질 및 전지
EP2565974B1 (en) Lithium ion secondary battery
KR102103898B1 (ko) 비수전해액용 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지
KR101946381B1 (ko) 박막형 고체전해질 복합시트 및 그를 포함하는 전고체 리튬이차전지
KR20240042381A (ko) 이차 전지용 전해액 및 이차 전지
CN103515651B (zh) 一种锂离子电池高电压碳酸酯基电解液及制备方法与应用
KR20180014955A (ko) 리튬이차전지용 리튬 코발트 복합 산화물 및 이를 포함한 양극을 함유한 리튬이차전지
US20110059372A1 (en) Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
EP3614479A1 (en) Member for electrochemical devices, and electrochemical device
KR102101466B1 (ko) 복합리튬염의 고체전해질을 적용한 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR101768452B1 (ko) 음극, 그를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR102272459B1 (ko) 이중구조의 복합 고체 전해질층, 그를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR20170092264A (ko) 전도성 고분자를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR101848677B1 (ko) 공침법을 이용한 전고체 리튬이차전지용 양극복합소재 및 그의 제조방법
KR20220037037A (ko) 다공성 탄소기재를 포함하는 양극 복합체 및 그를 포함하는 전고체 리튬-황 전지
KR102012414B1 (ko) 복합계면층을 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
Rumjit et al. Research and development and commercialization in rechargeable batteries
KR20190031978A (ko) 리튬 이차 전지
KR102102217B1 (ko) 양극 코팅활물질의 코팅에 의해 성능이 향상된 양극소재를 포함하는 양극, 그를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법
KR20170009696A (ko) 이차 전지용 전해액 및 이차 전지
CN107732290B (zh) 一种高稳定性锂离子电池电解液及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination