KR20230133684A - The structure for all solid secondary battery and solid secondary battery including the same - Google Patents

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Abstract

양극층; 및 상기 양극층 상에 배치된 고체전해질층을 포함하고, 상기 양극층이 양극집전체 및 상기 양극집전체의 일면 또는 양면 상에 배치된 양극활물질층을 포함하며, 상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지용 구조체 및 상기 전고체 이차 전지용 구조체를 포함하는 전고체 이차 전지를 제공한다.anode layer; and a solid electrolyte layer disposed on the positive electrode layer, wherein the positive electrode layer includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer disposed on one or both sides of the positive electrode current collector, and the solid electrolyte layer is oriented in a plane direction. The maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be obtained when cutting is larger than the area of the maximum cross-sectional area that can be obtained when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction, and the solid electrolyte layer covers the positive electrode active material layer, and a structure for an all-solid-state secondary battery. An all-solid-state secondary battery including the structure for an all-solid-state secondary battery is provided.

Description

전고체 이차 전지용 구조체 및 이를 포함하는 전고체 이차 전지{THE STRUCTURE FOR ALL SOLID SECONDARY BATTERY AND SOLID SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}Structure for an all-solid secondary battery and an all-solid secondary battery including the same {THE STRUCTURE FOR ALL SOLID SECONDARY BATTERY AND SOLID SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}

전고체 이차 전지용 구조체 및 이를 포함하는 전고체 이차 전지에 관한 것이다.It relates to a structure for an all-solid-state secondary battery and an all-solid-state secondary battery including the same.

최근 산업상의 요구에 의하여 에너지 밀도와 안전성이 높은 전지의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 리튬 이온 전지는 정보 관련 기기, 통신 기기 분야뿐만 아니라 자동차 분야에서도 실용화되고 있다. 자동차 분야에 있어서는 생명과 관계되기 때문에 특히 안전이 중요시된다.Recently, in response to industrial demands, the development of batteries with high energy density and safety has been actively conducted. For example, lithium-ion batteries are being put into practical use not only in the fields of information-related devices and communication devices, but also in the automobile field. In the automotive field, safety is especially important because it involves life.

현재 시판되고 있는 리튬 이온 전지는 가연성 유기 용매를 포함 전해액이 이용되고 있기 때문에, 단락이 발생한 경우 과열 및 화재 가능성이 있다. 이에 대해 전해액 대신에 고체전해질을 이용한 전고체 이차 전지가 제안되고 있다.Lithium-ion batteries currently on the market use electrolytes containing flammable organic solvents, so there is a risk of overheating and fire in the event of a short circuit. In response to this, an all-solid secondary battery using a solid electrolyte instead of an electrolyte has been proposed.

전고체 이차 전지는 가연성 유기 용매를 사용하지 않음으로써, 단락이 발생해도 화재나 폭발이 발생할 가능성을 크게 줄일 수 있다. 따라서 이러한 전고체 이차 전지는 전해액을 사용하는 리튬 이온 전지에 비해 크게 안전성을 높일 수 있다.By not using flammable organic solvents, all-solid-state secondary batteries can greatly reduce the possibility of fire or explosion even if a short circuit occurs. Therefore, these all-solid-state secondary batteries can greatly increase safety compared to lithium-ion batteries that use electrolytes.

한 측면은 전고체 이차 전지용 구조체 및 이를 포함하는 전고체 이차 전지를 제공하는 것이다.One aspect is to provide a structure for an all-solid-state secondary battery and an all-solid-state secondary battery including the same.

일 구현예에 따르면, According to one embodiment,

양극층; 및 상기 양극층 상에 배치된 고체전해질층을 포함하며,anode layer; And a solid electrolyte layer disposed on the anode layer,

상기 양극층이 양극집전체 및 상기 양극집전체의 일면 또는 양면 상에 배치된 양극활물질층을 포함하며,The positive electrode layer includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer disposed on one or both sides of the positive electrode current collector,

상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고,The area of the largest cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction,

상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지용 구조체가 제공된다.A structure for an all-solid secondary battery is provided, wherein the solid electrolyte layer covers the positive electrode active material layer.

다른 일 구현예에 따르면,According to another embodiment,

양극 집전체와 양극활물질층을 포함하는 양극층; 음극 집전체와 상기 음극 집전체 상에 배치된 무음극 코팅층; 및 상기 양극활물질층과 상기 무음극 코팅층 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하며, A positive electrode layer including a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer; A negative electrode current collector and a non-negative coating layer disposed on the negative electrode current collector; And a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode coating layer,

상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고,The area of the largest cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction,

상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지가 제공된다.An all-solid-state secondary battery is provided in which the solid electrolyte layer covers the positive electrode active material layer.

한 측면에 따른, 상기 전고체 이차 전지용 구조체는 상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이가 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 커, 리튬 이온의 이동 영역이 증가할 수 있다.According to one aspect, the structure for an all-solid-state secondary battery has a maximum cross-sectional area among cross-sectional areas that can be obtained when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction, which is greater than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction. large, the movement area of lithium ions may increase.

이에 따라, 상기 전고체 이차 전지용 구조체를 포함하는 전고체 이차 전지는 리튬 금속이 균일하게 성장하여, 리튬 금속의 불균일 성장에 의한 음극 집전체의 노출을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 리튬 금속의 불균일 성장으로 인한 크랙 발생 및 전고체 이차 전지의 급락이 효과적으로 방지될 수 있다.Accordingly, the all-solid-state secondary battery including the structure for an all-solid-state secondary battery can grow lithium metal uniformly, effectively preventing exposure of the negative electrode current collector due to non-uniform growth of lithium metal. In addition, the occurrence of cracks and sudden drop of the all-solid-state secondary battery due to non-uniform growth of lithium metal can be effectively prevented.

도 1은 일 실시예에 따른 전고체 이차전지용 구조체의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전고체 이차전지의 단면도이다.
도 3는 일 실시예에 따른 리튬 금속층이 형성된 전고체 이차전지의 단면도이다.
도 4는 일 비교예에 따른 전고체 이차전지의 단면도이다.
도 5는 일 비교예에 따른 리튬 금속층이 형성된 전고체 이차전지의 단면도이다.
Figure 1 is a cross-sectional view of a structure for an all-solid secondary battery according to an embodiment.
Figure 2 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
Figure 3 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery on which a lithium metal layer is formed according to an embodiment.
Figure 4 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery according to a comparative example.
Figure 5 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery with a lithium metal layer formed according to a comparative example.

양극층; 및 상기 양극층 상에 배치된 고체전해질층을 포함하며, 상기 양극층이 양극집전체 및 상기 양극집전체의 일면 또는 양면 상에 배치된 양극활물질층을 포함하며,anode layer; and a solid electrolyte layer disposed on the positive electrode layer, wherein the positive electrode layer includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer disposed on one or both sides of the positive electrode current collector,

상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지용 구조체가 제공될 수 있다.The area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction, and the solid electrolyte layer is the cathode active material layer. A structure for an all-solid-state secondary battery may be provided.

상기 전고체 이차 전지용 구조체는 상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이가 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이보다 커, 리튬 이온의 이동 영역이 증가될 수 있다. 이에 따라, 리튬 이온이 균일하게 이동될 수 있다.The structure for an all-solid-state secondary battery has a maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction, which is larger than the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction, so that the lithium ions The movement area can be increased. Accordingly, lithium ions can be moved uniformly.

이하에서 설명되는 본 창의적 사상(present inventive concept)은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 창의적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 창의적 사상의 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present inventive concept described below can be subjected to various transformations and can have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit this creative idea to a specific embodiment, and should be understood to include all transformations, equivalents, or substitutes included in the technical scope of this creative idea.

이하에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 창의적 사상을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품, 성분, 재료 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 나타내려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품, 성분, 재료 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서 사용되는 "/"는 상황에 따라 "및"으로 해석될 수도 있고 "또는"으로 해석될 수도 있다.The terms used below are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the creative idea. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Hereinafter, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, ingredients, materials, or combinations thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more of the It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, components, materials, or combinations thereof. “/” used below may be interpreted as “and” or “or” depending on the situation.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 명세서 및 도면에 있어서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 참조하는 것으로 중복 설명을 생략한다.In order to clearly express various layers and areas in the drawing, the thickness is enlarged or reduced. Throughout the specification, similar parts are given the same reference numerals. Throughout the specification, when a part such as a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this includes not only the case where it is directly on top of the other part, but also the case where there is another part in between. . Throughout the specification, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. In this specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are given the same reference numerals and redundant description is omitted.

이하에서 예시적인 구현예들에 따른 전고체 이차전지에 관하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, all-solid-state secondary batteries according to example embodiments will be described in more detail.

본 명세서에서 용어 "전고체전지용 무음극 코팅층"은 전지 조립시에는 음극 활물질층을 갖고 있지 않는 무음극 전고체전지에서 집전체 상부에 형성된 코팅층을 나타낸다. 무음극 코팅층을 갖는 전고체전지는 충전시 무음극 코팅층에 리튬이 흡장되고 무음극 코팅층의 충전용량이 초과된 후에 음극 집전체와 무음극 코팅층 사이에 리튬 금속층이 형성된다. In this specification, the term "non-cathode coating layer for an all-solid-state battery" refers to a coating layer formed on the top of the current collector in a non-cathode all-solid-state battery that does not have a negative electrode active material layer during battery assembly. When an all-solid-state battery with a non-cathode coating layer is charged, lithium is absorbed into the non-cathode coating layer, and after the charging capacity of the non-cathode coating layer is exceeded, a lithium metal layer is formed between the anode current collector and the non-cathode coating layer.

[전고체 이차전지용 구조체(10)][Structure for all-solid-state secondary battery (10)]

도 1은 일 실시예에 따른 전고체 이차전지용 구조체의 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view of a structure for an all-solid secondary battery according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 상기 전고체 이차 전지용 구조체(10)는 양극층(100); 및 상기 양극층(100) 상에 배치된 고체전해질층(200)을 포함하며, 상기 양극층(100)은 양극집전체(110) 및 상기 양극집전체(110)의 일면 또는 양면 상에 배치된 양극활물질층(120)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the structure 10 for an all-solid-state secondary battery includes an anode layer 100; and a solid electrolyte layer 200 disposed on the positive electrode layer 100, wherein the positive electrode layer 100 is disposed on one or both sides of the positive electrode current collector 110 and the positive electrode current collector 110. It may include a positive electrode active material layer 120.

예를 들면, 상기 전고체 이차 전지용 구조체(10)는 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이는 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극활물질층(120)을 덮을 수 있다.For example, in the all-solid-state secondary battery structure 10, the maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X) is the cathode active material layer 120. The solid electrolyte layer 200 may cover the positive electrode active material layer 120, which is larger than the maximum cross-sectional area (A) among the cross-sectional areas that can be obtained when cutting in the plane direction (X).

이 경우, 상기 양극 활물질층(120)으로부터 상기 고체전해질층(200)으로 리튬(Li) 이온이 균일하게 확산될 수 있다. 이에 따라, 상기 전고체 이차 전지용 구조체(10)를 후술할 전고체 이차 전지에 적용할 경우, 리튬 이온이 균일하게 확산 됨에 따라, 후술할 음극층에 리튬 금속층이 고르게 형성되어, 전고체 이차 전지 내 크랙 발생 및 급락이 효과적으로 방지될 수 있다.In this case, lithium (Li) ions can be uniformly diffused from the positive electrode active material layer 120 to the solid electrolyte layer 200. Accordingly, when the structure 10 for an all-solid-state secondary battery is applied to an all-solid-state secondary battery, which will be described later, as the lithium ions are uniformly diffused, a lithium metal layer is evenly formed on the negative electrode layer, which will be described later, within the all-solid-state secondary battery. Crack occurrence and plummeting can be effectively prevented.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)을 덮도록 형성되어, 상기 고체 전해질층(200) 중 적어도 일부가 상기 양극집전체(110) 상에 형성될 수 있다.For example, the solid electrolyte layer 200 may be formed to cover the positive electrode active material layer 120, so that at least a portion of the solid electrolyte layer 200 may be formed on the positive electrode current collector 110.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)을 덮도록 형성되어, 상기 고체전해질층(200) 중 적어도 일부가 상기 양극 집전체(110)와 직접 접촉(directly contacted)할 수 있다.For example, the solid electrolyte layer 200 is formed to cover the positive electrode active material layer 120, so that at least a portion of the solid electrolyte layer 200 is in direct contact with the positive electrode current collector 110. can do.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)의 상면 및 상기 양극 활물질층(120)의 측면 중 적어도 하나 이상 상에 형성될 수 있다. For example, the solid electrolyte layer 200 may be formed on at least one of the top surface of the positive electrode active material layer 120 and the side surface of the positive electrode active material layer 120.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)의 상면 및 상기 양극 활물질층(120)의 측면 중 적어도 하나 이상과 직접 접촉(directly contacted)할 수 있다. For example, the solid electrolyte layer 200 may be in direct contact with at least one of the top surface of the positive electrode active material layer 120 and the side surface of the positive electrode active material layer 120.

일 구현예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.According to one embodiment, the solid electrolyte layer 200 may cover at least a portion of the positive electrode active material layer 120.

다른 구현예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극 활물질층(120)을 완전히(totally) 덮을 수 있다.According to another embodiment, the solid electrolyte layer 200 may completely cover the positive electrode active material layer 120.

일 실시예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)을 완전히(totally) 덮는다는 것은 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)의 상면 및 상기 양극 활물질층(120)의 측면을 모두 덮도록 형성된 경우를 의미할 수 있다.According to one embodiment, the solid electrolyte layer 200 completely covers the positive electrode active material layer 120, meaning that the solid electrolyte layer 200 covers the upper surface of the positive electrode active material layer 120 and the positive electrode active material. This may mean that the layer 120 is formed to cover all sides.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)을 덮는다는 의미는, 상기 양극 활물질층(120) 상에 형성된 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)보다 넓은 면적으로 형성되는 경우를 의미할 수 있다. 이 경우, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)의 면 중, 상기 양극 집전체(110)와 접하지 않은 2 이상의 면 상에 고체 전해질층(200)이 형성될 수 있다.For example, the solid electrolyte layer 200 covers the positive electrode active material layer 120, meaning that the solid electrolyte layer 200 formed on the positive electrode active material layer 120 is larger than the positive electrode active material layer 120. This may mean that it is formed over a large area. In this case, the solid electrolyte layer 200 may be formed on two or more surfaces of the positive electrode active material layer 120 that are not in contact with the positive electrode current collector 110.

다른 실시예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)을 완전히(totally) 덮는다는 것은 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극 활물질층(120)의 상면 및 상기 양극 활물질층(120)의 측면을 모두 덮고, 상기 양극 집전체(110) 상에 상기 고체전해질층(200) 적어도 일부가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 양극 집전체(110)와 상기 고체 전해질층(200)은 직접 접촉(directly contacted)할 수 있다.According to another embodiment, the fact that the solid electrolyte layer 200 completely covers the positive electrode active material layer 120 means that the solid electrolyte layer 200 is formed on the upper surface of the positive electrode active material layer 120 and the positive electrode active material. All sides of the layer 120 may be covered, and at least a portion of the solid electrolyte layer 200 may be formed on the positive electrode current collector 110 . In this case, the positive electrode current collector 110 and the solid electrolyte layer 200 may be directly contacted.

예를 들어, 상기 면 방향(X)은 상기 양극층(100)의 두께 방향(Y) 및 상기 고체전해질층(200)의 두께 방향(Y)에 수직한 방향을 의미할 수 있다.For example, the surface direction (X) may mean a direction perpendicular to the thickness direction (Y) of the anode layer 100 and the thickness direction (Y) of the solid electrolyte layer 200.

예를 들어, 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)은 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단함에 따라 형성될 수 있는 복수의 단면적 형태들 중 넓이가 가장 넓은 단면적을 의미할 수 있다.For example, the maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X) can be formed by cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X). It may refer to the widest cross-sectional area among a plurality of cross-sectional shapes.

일 구현예에 따르면, 상기 양극 집전체(110)를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이(C)는 상기 고체 전해질층(200)을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이(B)보다 작거나 같을 수 있다.According to one embodiment, the area (C) of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode current collector 110 in the plane direction is the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the solid electrolyte layer 200 is cut in the plane direction. It may be less than or equal to the area (B) of .

[양극층(100)][Anode layer (100)]

[양극층(100): 양극활물질층(120)][Anode layer (100): Anode active material layer (120)]

양극활물질층(120)은 예를 들어 양극활물질 및 고체전해질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양극활물질은 리튬전이금속산화물을 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer 120 may include, for example, a positive electrode active material and a solid electrolyte. For example, the positive electrode active material may include lithium transition metal oxide.

예를 들어, 상기 양극층(100)에 포함된 상기 고체전해질은 후술할 고체전해질층(200)에 포함되는 고체 전해질과 동일하거나 상이할 수 있다.For example, the solid electrolyte included in the positive electrode layer 100 may be the same as or different from the solid electrolyte included in the solid electrolyte layer 200, which will be described later.

일 구현예에 따르면, 상기 양극활물질은 리튬 이온을 가역적으로 흡장(absorb) 및 방출(desorb)할 수 있는 양극활물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 양극활물질은 리튬코발트산화물(LCO), 리튬니켈산화물(Lithium nickel oxide), 리튬니켈코발트산화물(lithium nickel cobalt oxide), 리튬니켈코발트알루미늄산화물(NCA), 리튬니켈코발트망간산화물(NCM), 리튬망간산화물(lithium manganate), 리튬인산철산화물(lithium iron phosphate) 등의 리튬전이금속산화물, 황화 니켈, 황화 구리, 황화 리튬, 산화철, 산화 바나듐(vanadium oxide) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode active material may be a positive electrode active material capable of reversibly absorbing and desorbing lithium ions. For example, the positive electrode active material includes lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), and lithium nickel cobalt manganese oxide ( NCM), lithium transition metal oxides such as lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, lithium sulfide, iron oxide, vanadium oxide, or any combination thereof may include.

다른 구현예에 따르면, 상기 양극활물질은 리튬전이금속산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬전이금속산화물은 리튬코발트산화물(LCO), 리튬니켈산화물(Lithium nickel oxide), 리튬니켈코발트산화물(lithium nickel cobalt oxide), 리튬니켈코발트알루미늄산화물(NCA), 리튬니켈코발트망간산화물(NCM), 리튬망간산화물(lithium manganate), 리튬인산철산화물(lithium iron phosphate) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the positive electrode active material may include lithium transition metal oxide. For example, the lithium transition metal oxide includes lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), and lithium nickel cobalt manganese. It may include oxide (NCM), lithium manganate, lithium iron phosphate, or any combination thereof.

일 구현예에 따르면, 리튬전이금속산화물은 LiaA1-bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 산화물일 수 있다. According to one embodiment, the lithium transition metal oxide is Li a A 1-b B b D 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1 and 0 ≤ b ≤ 0.5); Li a E 1-b B b O 2-c D c (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiE 2-b B b O 4-c D c (wherein 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a Ni 1-bc Co b B c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Co b B c O 2-α F 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c D α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F α (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F 2 (wherein 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (In the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 (In the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a CoG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a MnG b O 2 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (in the above formula, 0.90 ≤ a ≤ 1, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiIO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ f ≤ 2); It may be an oxide represented by any one of the chemical formulas of LiFePO 4 .

상기 리튬전이금속산화물 중, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn, 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합일 수 있다.Among the lithium transition metal oxides, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; B is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element, or a combination thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; E is Co, Mn, or a combination thereof; F is F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn, or a combination thereof; I is Cr, V, Fe, Sc, Y, or a combination thereof; J may be V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, or a combination thereof.

예를 들어, 상기 리튬전이금속산화물은 표면에 형성된 코팅층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬전이금속산화물은 표면에 코팅층이 형성된 산화물 및 코팅층이 형성되지 않은 산화물을 동시에 포함할 수도 있다.For example, the lithium transition metal oxide may further include a coating layer formed on the surface. For example, the lithium transition metal oxide may simultaneously include an oxide with a coating layer formed on its surface and an oxide without a coating layer.

일 구현예에 따르면, 상기 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트, 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the coating layer may include a coating element compound of the oxide, hydroxide, oxyhydroxide of the coating element, oxycarbonate of the coating element, or hydroxycarbonate of the coating element.

일 구현예에 따르면, 상기 코팅층을 이루는 산화물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the oxide forming the coating layer may be amorphous or crystalline. For example, the coating element included in the coating layer may include Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or any combination thereof. You can.

예를 들어, 상기 코팅층의 형성 방법은 양극활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다. 예를 들어 상기 코팅층의 형성 방법은 스프레이 코팅, 침지법 등을 포함할 수 있다.For example, the method of forming the coating layer may be selected within a range that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material. For example, the method of forming the coating layer may include spray coating, dipping, etc.

예를 들어, 상기 양극활물질은 상술한 리튬전이금속산화물 중 층상암염형(layered rock salt type) 구조를 갖는 전이금속산화물의 리튬염을 포함할 수 있다. "층상 암염형 구조"는 예를 들어 입방정 암염형(cubic rock salt type) 구조의 <111> 방향으로 산소 원자층과 금속 원자층이 교대로 규칙적으로 배열하고, 이에 의하여 각각의 원자층이 이차원 평면을 형성하고 있는 구조일 수 있다.For example, the positive electrode active material may include a lithium salt of the transition metal oxide having a layered rock salt type structure among the lithium transition metal oxides described above. “Layered rock salt type structure” is, for example, a cubic rock salt type structure in which oxygen atomic layers and metal atomic layers are alternately and regularly arranged in the <111> direction, whereby each atomic layer forms a two-dimensional plane. It may be a structure that forms a .

"입방정 암염형 구조"는 결정 구조의 일종인 염화나트륨형(NaCl type) 구조를 나타내며, 양이온 및 음이온의 각각 형성하는 면심 입방 격자(face centered cubic lattice, fcc)가 서로 단위 격자(unit lattice)의 능(ridge)의 1/2 만큼 어긋나 배치된 구조를 나타낼 수 있다. 이러한 층상암염형 구조를 갖는 리튬전이금속산화물은, 예를 들어, LiNixCoyAlzO2 (NCA) 또는 LiNixCoyMnzO2 (NCM) (0 < x < 1, 0 < y < 1, 0 < z < 1, x + y + z = 1) 등의 삼원계 리튬전이금속산화물일 수 있다. 상기 양극활물질이 층상암염형 구조를 갖는 삼원계 리튬전이금속산화물을 포함하는 경우, 상기 전고체 이차 전지용 구조체(10)를 포함하는 전고체 이차전지의 에너지(energy) 밀도 및 열안정성이 더욱 향상될 수 있다.“Cubic rock salt type structure” refers to a sodium chloride type (NaCl type) structure, which is a type of crystal structure, and the face centered cubic lattice (fcc) formed by cations and anions, respectively, forms the function of a unit lattice. It can represent a structure arranged offset by 1/2 of the ridge. The lithium transition metal oxide having this layered rock salt structure is, for example, LiNi x Co y Al z O 2 (NCA) or LiNi x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 < x < 1, 0 < y It may be a ternary lithium transition metal oxide such as < 1, 0 < z < 1, x + y + z = 1). When the positive electrode active material includes a ternary lithium transition metal oxide having a layered rock salt-type structure, the energy density and thermal stability of the all-solid secondary battery including the all-solid secondary battery structure 10 will be further improved. You can.

예를 들어, 상기 양극활물질은 상술한 바와 같이 코팅층을 더 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 코팅층은 Li2O-ZrO2 (LZO)를 포함할 수 있다.For example, the positive electrode active material may further include a coating layer as described above. According to one embodiment, the coating layer may include Li 2 O-ZrO 2 (LZO).

예를 들어, 양극활물질이 NCA 또는 NCM 등의 삼원계 리튬전이금속산화물로서 니켈(Ni)을 포함하는 경우, 후술할 전고체 이차전지의 용량 밀도를 상승시켜 충전 상태에서 양극활물질의 금속 용출이 감소될 수 있다. 이에 따라, 후술할 전고체 이차전지의 사이클(cycle) 특성이 향상될 수 있다.For example, when the cathode active material contains nickel (Ni) as a ternary lithium transition metal oxide such as NCA or NCM, the capacity density of the all-solid-state secondary battery, which will be described later, is increased, and metal elution from the cathode active material in the charged state is reduced. It can be. Accordingly, the cycle characteristics of the all-solid-state secondary battery, which will be described later, can be improved.

일 구현예에 따르면, 상기 양극활물질의 형상은, 진구, 타원 구형 등의 입자 형상일 수 있다.According to one embodiment, the shape of the positive electrode active material may be a particle shape such as a sphere or an elliptical sphere.

[양극층: 고체전해질][Anode layer: solid electrolyte]

일 구현예에 따르면, 양극활물질층(120)은 고체전해질을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode active material layer 120 may include a solid electrolyte.

예를 들어, 양극층(100)이 포함하는 고체전해질은 고체전해질층(200)이 포함하는 고체 전해질과 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 고체전해질 대한 자세한 내용은 후술하는 고체전해질층(200)을 참조할 수 있다.For example, the solid electrolyte included in the positive electrode layer 100 may be the same as or different from the solid electrolyte included in the solid electrolyte layer 200. For further details on the solid electrolyte, refer to the solid electrolyte layer 200 described later.

양극활물질층(120)이 포함하는 상기 고체전해질은 상기 고체전해질층(200)에 포함된 고체전해질에 비하여 D50 평균입경이 작을 수 있다. 예를 들어 상기 양극활물질층(120)에 포함되는 고체전해질의 D50 평균 입경은, 고체전해질층(30)에 포함되는 고체전해질의 D50 평균입경의 90% 이하, 80% 이하, 70% 이하, 60% 이하, 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 또는 20% 이하일 수 있다.The solid electrolyte included in the positive electrode active material layer 120 may have a D50 average particle diameter smaller than that of the solid electrolyte included in the solid electrolyte layer 200. For example, the D50 average particle diameter of the solid electrolyte included in the positive electrode active material layer 120 is 90% or less, 80% or less, 70% or less, 60% or less of the D50 average particle diameter of the solid electrolyte included in the solid electrolyte layer 30. % or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, or 20% or less.

예를 들어, D50 평균입경은, 메디안 입자 직경(D50)일 수 있다. 메디안 입자 직경(D50)은 예를 들어 레이저 회절법으로 측정되는 입자의 크기 분포에서 작은 입자 크기를 가지는 입자 측으로부터 계산하여 50% 누적 부피에 해당하는 입자의 크기를 의미할 수 있다.For example, the D50 average particle diameter may be the median particle diameter (D50). The median particle diameter (D50) may mean the size of a particle corresponding to 50% of the cumulative volume calculated from the side of the particle having a small particle size in the particle size distribution measured, for example, by laser diffraction.

[양극층: 바인더][Anode layer: binder]

일 구현예에 따르면, 양극활물질층(120)은 바인더를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode active material layer 120 may further include a binder. For example, the binder may include styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, or any combination thereof.

[양극층: 도전재][Anode layer: conductive material]

일 구현예에 따르면, 양극활물질층(120)은 도전재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전재는 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 켓젠(Ketjen) 블랙, 탄소 섬유, 금속 분말 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode active material layer 120 may further include a conductive material. For example, the conductive material may include graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, or any combination thereof.

[양극층: 기타 첨가제][Anode layer: Other additives]

일 구현예에 따르면, 양극활물질층(120)은 상술한 양극활물질, 고체전해질, 바인더, 도전재 외에 예를 들어 필러(filler), 코팅제, 분산제, 이온 전도성 보조제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode active material layer 120 may further include additives such as filler, coating agent, dispersant, and ion conductivity auxiliary agent in addition to the positive electrode active material, solid electrolyte, binder, and conductive material described above. .

예를 들어, 양극활물질층(120)이 포함할 수 있는 필러, 코팅제, 분산제, 이온 전도성 보조제 등으로는 일반적으로 전고체 이차전지의 전극에 사용되는 공지의 재료를 사용할 수 있다.For example, fillers, coating agents, dispersants, ion conductive auxiliaries, etc. that the positive electrode active material layer 120 may contain may be known materials that are generally used in electrodes of all-solid-state secondary batteries.

[양극층: 양극집전체][Anode layer: Anode current collector]

일 구현예에 따르면, 양극집전체(110)는 인듐(In), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 스테인레스 스틸, 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 리튬(Li) 또는 이들의 합금으로 이루어진 판상체(plate) 또는 호일(foil) 등을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode current collector 110 is made of indium (In), copper (Cu), magnesium (Mg), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), and nickel (Ni). , it may include a plate or foil made of zinc (Zn), aluminum (Al), germanium (Ge), lithium (Li), or an alloy thereof.

일 구현예에 따르면, 양극집전체(11)의 두께는 예를 들어 1um 내지 100um, 1 um 내지 50um, 5 um 내지 25 um, 또는 10 um 내지 20um일 수 있다.According to one embodiment, the thickness of the positive electrode current collector 11 may be, for example, 1 um to 100 um, 1 um to 50 um, 5 um to 25 um, or 10 um to 20 um.

[고체전해질층][Solid electrolyte layer]

[고체전해질층: 고체전해질][Solid electrolyte layer: solid electrolyte]

일 구현예에 따르면, 고체전해질층(200)은 고체전해질을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the solid electrolyte layer 200 may include a solid electrolyte.

일 구현예에 따르면, 상기 고체전해질은 황화물계 고체전해질이다. 예를 들어, 상기 황화물계 고체전해질은 Li2S-P2S5, Li2S-P2S5-LiX(X는 할로겐 원소), Li2S-P2S5-Li2O, Li2S-P2S5-Li2O-LiI, Li2S-SiS2, Li2S-SiS2-LiI, Li2S-SiS2-LiBr, Li2S-SiS2-LiCl, Li2S-SiS2-B2S3-LiI, Li2S-SiS2-P2S5-LiI, Li2S-B2S3, Li2S-P2S5-ZmSn(m, n은 양의 수, Z는 Ge, Zn 또는 Ga 중 하나), Li2S-GeS2, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-SiS2-LipMOq(p, q는 양의 수, M은 P, Si, Ge, B, Al, Ga In 중 하나), Li7-xPS6-xClx(0≤x≤2, Li7-xPS6-xBrx, 0≤x≤2) 및 Li7-xPS6-xIx(0≤x≤2) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the solid electrolyte is a sulfide-based solid electrolyte. For example, the sulfide-based solid electrolyte is Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 -LiX (X is a halogen element), Li 2 SP 2 S 5 -Li 2 O, Li 2 SP 2 S 5 - Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-SiS 2 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -LiBr, Li 2 S-SiS 2 -LiCl, Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI, Li 2 SB 2 S 3 , Li 2 SP 2 S 5 -Z m S n (m, n are positive numbers, Z are Ge, Zn or one of Ga), Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 , Li 2 S-SiS 2 -Li p MO q (p, q are positive numbers, M is P, Si , Ge, B, Al, Ga In), Li 7-x PS 6-x Cl x (0≤x≤2, Li 7-x PS 6-x Br x , 0≤x≤2) and Li 7 -x PS 6-x I x (0≤x≤2) or any combination thereof.

다른 구현예에 따르면, 상기 황화물계 고체전해질은 Li2S, P2S5 등의 출발 원료를 용융 급냉법이나 기계적 밀링(mechanical milling) 법 등에 의해 처리하여 제작될 수 있다. 또한, 이러한 처리 후, 열처리가 수행될 수 있다.According to another embodiment, the sulfide-based solid electrolyte can be manufactured by processing starting materials such as Li 2 S and P 2 S 5 by melting quenching or mechanical milling. Additionally, after this treatment, heat treatment may be performed.

일 구현예에 따르면, 상기 고체 전해질은 비정질, 결정질, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 상기 고체전해질은 상술한 황화물계 고체 전해질 재료 중 구성 원소로서 황(S), 인(P) 및 리튬(Li)을 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment, the solid electrolyte may be amorphous, crystalline, or any combination thereof. For example, the solid electrolyte may include sulfur (S), phosphorus (P), and lithium (Li) as constituent elements among the sulfide-based solid electrolyte materials described above.

예를 들어, 상기 고체전해질 질을 형성하는 황화물계 고체 전해질 재료로 Li2S-P2S5를 포함할 수 있다. 상기 고체전해질을 형성하는 황화물계 고체 전해질 재료로 Li2S-P2S5를 포함하는 것을 이용하는 경우, Li2S와 P2S5의 혼합 몰비는 Li2S : P2S5 = 50 : 50 내지 90 : 10일 수 있다.For example, the sulfide-based solid electrolyte material forming the solid electrolyte may include Li 2 SP 2 S 5 . When using a sulfide-based solid electrolyte material that forms the solid electrolyte containing Li 2 SP 2 S 5 , the mixing molar ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is Li 2 S: P 2 S 5 = 50: 50. It could be 90:10.

예를 들어, 상기 황화물계 고체전해질은 하기 화학식 1로 표시되는 아지로다이트형(Argyrodite type) 고체전해질을 포함할 수 있다:For example, the sulfide-based solid electrolyte may include an argyrodite type solid electrolyte represented by the following formula (1):

<화학식 1><Formula 1>

Li+ 12-n-xAn+X2- 6-xY- x Li + 12 - nx A n +

상기 식에서, A는 P, As, Ge, Ga, Sb, Si, Sn, Al, In, Ti, V, Nb 또는 Ta이며, X는 S, Se 또는 Te이며, Y는 Cl, Br, I, F, CN, OCN, SCN, 또는 N3이며, 1≤n≤5, 0≤x≤2이다. where A is P, As, Ge, Ga, Sb, Si, Sn, Al, In, Ti, V, Nb or Ta, X is S, Se or Te, and Y is Cl, Br, I, F , CN, OCN, SCN, or N 3 , 1≤n≤5, 0≤x≤2.

상기 황화물계 고체전해질은 예를 들어 Li7-xPS6-xClx, 0≤x≤2, Li7-xPS6-xBrx, 0≤x≤2, 및 Li7-xPS6-xIx, 0≤x≤2 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 아르지로다이트-타입(Argyrodite-type)의 화합물일 수 있다. 상기 황화물계 고체전해질은 예를 들어 Li6PS5Cl, Li6PS5Br 및 Li6PS5I 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 아르지로다이트-타입(Argyrodite-type) 화합물일 수 있다.The sulfide-based solid electrolyte is, for example, Li 7-x PS 6-x Cl x , 0≤x≤2, Li 7-x PS 6-x Br x , 0≤x≤2, and Li 7-x PS 6 It may be an argyrodite-type compound containing one or more selected from -x I x and 0≤x≤2. For example, the sulfide-based solid electrolyte may be an argyrodite-type compound containing one or more selected from Li 6 PS 5 Cl, Li 6 PS 5 Br, and Li 6 PS 5 I.

상기 아르지로다이트-타입(Argyrodite-type)의 고체전해질의 밀도가 1.5 내지 2.0 g/cc일 수 있다. 아르지로다이트-타입(Argyrodite-type)의 고체전해질이 1.5g/cc 이상의 밀도를 가짐에 의하여 전고체 이차전지의 내부 저항이 감소하고, Li에 의한 고체전해질층의 관통(penetration)을 효과적으로 억제할 수 있다.The density of the argyrodite-type solid electrolyte may be 1.5 to 2.0 g/cc. Argyrodite-type solid electrolyte has a density of 1.5 g/cc or more, which reduces the internal resistance of the all-solid secondary battery and effectively suppresses penetration of the solid electrolyte layer by Li. can do.

[고체전해질층: 바인더][Solid electrolyte layer: binder]

일 구현예에 따르면, 고체전해질층(200)은 바인더를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the solid electrolyte layer 200 may include a binder.

예를 들어, 고체전해질층(200)에 포함되는 바인더는, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리 불화 비닐 리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌 (polyethylene) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.For example, the binder included in the solid electrolyte layer 200 may be, for example, styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, or It may include any combination of these.

예를 들어, 고체전해질층(200) 포함된 바인더는 상술한 양극활물질층(120)과 후술한 음극층(300)에 포함된 바인더와 같거나 상이할 수 있다.For example, the binder included in the solid electrolyte layer 200 may be the same as or different from the binder included in the positive electrode active material layer 120 described above and the negative electrode layer 300 described later.

상기 고체전해질층(200)에 포함된 바인더 함량은 고체전해질층(200) 전체 중량에 대하여 0 내지 10wt%, 0 내지 5wt%, 0 내지 3wt%, 0 내지 1wt%, 0 내지 0.5wt%, 또는 0 내지 0.1wt%일 수 있다.The binder content contained in the solid electrolyte layer 200 is 0 to 10 wt%, 0 to 5 wt%, 0 to 3 wt%, 0 to 1 wt%, 0 to 0.5 wt%, or It may be 0 to 0.1 wt%.

[전고체 이차전지][All-solid-state secondary battery]

도 2는 일 실시예에 따른 전고체 이차전지의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 전고체 이차전지(20)는 양극 집전체(110)와 양극활물질층(120)을 포함하는 양극층(100); 음극 집전체(320)와 상기 음극 집전체 상에 배치된 무음극 코팅층을 포함하는 음극층(300); 및 상기 양극층(100)과 상기 음극층(300) 사이에 배치된 고체전해질층(200)을 포함하며, 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이는 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층(200)은 상기 양극활물질층(120)을 덮을 수 있다.Referring to FIG. 2, the all-solid-state secondary battery 20 includes a positive electrode layer 100 including a positive electrode current collector 110 and a positive electrode active material layer 120; a negative electrode layer 300 including a negative electrode current collector 320 and a non-negative coating layer disposed on the negative electrode current collector; And a solid electrolyte layer 200 disposed between the anode layer 100 and the cathode layer 300, and the largest cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be obtained when the solid electrolyte layer 200 is cut in the plane direction (X). The area of (B) is larger than the area of the maximum cross-sectional area (A) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X), and the solid electrolyte layer 200 is formed by the positive electrode active material layer 120. ) can be covered.

상기 양극층(100) 및 상기 고체전해질층(200)에 대한 설명은 상술한 기재를 참고한다.For a description of the anode layer 100 and the solid electrolyte layer 200, refer to the above description.

일 구현예에 따르면, 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이는 상기 음극 집전체(320)를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(D)의 넓이보다 작을 수 있다. 이 경우, 전고체 이차 전지(20)의 제조 과정에서 양극층(100), 고체전해질층(200) 및 음극층(300)의 정렬이 일치하지 않음에 따른 불량이 감소되어, 전고체 이차 전지(20)의 생산성이 향상될 수 있다.According to one embodiment, the maximum cross-sectional area (A) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X) is the cross-sectional area that can be derived when the negative electrode current collector 320 is cut in the plane direction. It may be smaller than the area of the maximum cross-sectional area (D). In this case, defects due to misalignment of the anode layer 100, solid electrolyte layer 200, and cathode layer 300 are reduced during the manufacturing process of the all-solid-state secondary battery 20, and the all-solid-state secondary battery ( 20) productivity can be improved.

일 구현예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이는 상기 음극 집전체(320)를 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(D)의 넓이 보다 크거나 같을 수 있다. 이 경우, 전고체 이차 전지(20)의 제조 과정에서 양극층(100), 고체전해질층(200) 및 음극층(300)의 정렬이 일치하지 않음에 따른 불량이 감소되어, 전고체 이차 전지(20)의 생산성이 향상될 수 있다.According to one embodiment, the area of the maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X) is the area when cutting the negative electrode current collector 320 in the plane direction (X). Among the cross-sectional areas that can be derived, it may be greater than or equal to the area of the maximum cross-sectional area (D). In this case, defects due to misalignment of the anode layer 100, solid electrolyte layer 200, and cathode layer 300 are reduced during the manufacturing process of the all-solid-state secondary battery 20, and the all-solid-state secondary battery ( 20) productivity can be improved.

일 구현예에 따르면, 상기 양극 집전체(110)를 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(C)의 넓이는 상기 음극 집전체(320)를 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(D)의 넓이 보다 클 수 있다. 이 경우, 전고체 이차 전지(20)의 제조 과정에서 양극층(100), 고체전해질층(200) 및 음극층(300)의 정렬이 일치하지 않음에 따른 불량이 감소되어, 전고체 이차 전지(20)의 생산성이 향상될 수 있다.According to one embodiment, the area of the maximum cross-sectional area (C) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode current collector 110 in the plane direction (X) is the area of the maximum cross-sectional area (C) when cutting the negative electrode current collector 320 in the plane direction (X). Among the cross-sectional areas that can be derived, it may be larger than the maximum cross-sectional area (D). In this case, defects due to misalignment of the anode layer 100, solid electrolyte layer 200, and cathode layer 300 are reduced during the manufacturing process of the all-solid-state secondary battery 20, and the all-solid-state secondary battery ( 20) productivity can be improved.

일 구현예에 따르면, 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 상기 양극층(100)과 인접한 영역의 단면적은 상기 음극층(300)과 인접한 영역의 단면적보다 작을 수 있다.According to one embodiment, among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X), the cross-sectional area of the area adjacent to the anode layer 100 is greater than the cross-sectional area of the area adjacent to the cathode layer 300. It can be small.

[음극층][Cathode layer]

도 2를 참고하면, 음극(300)은 음극 집전체(320) 및 무음극 코팅층(310)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the negative electrode 300 may include a negative electrode current collector 320 and a non-negative electrode coating layer 310.

일 구현예에 따르면, 음극 집전체(320)는 리튬과 반응하지 않는, 즉, 합금 및 화합물을 모두 형성하지 않는 재료로 구성될 수 있다.According to one embodiment, the negative electrode current collector 320 may be made of a material that does not react with lithium, that is, does not form any alloy or compound.

예를 들면, 음극 집전체(320)를 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 구리(Cu), 스테인리스 스틸, 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다. 예를 들면, 음극 집전체(310)는 판상 또는 박상으로 형성할 수 있다.For example, the material constituting the negative electrode current collector 320 includes copper (Cu), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), or these. Any combination may be used. For example, the negative electrode current collector 310 may be formed in a plate shape or a thin shape.

예를 들면, 음극 집전체(320)의 표면에 박막이 형성될 수 있다. 상기 박막은 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소를 포함할 수 있다. 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소는, 예를 들면, 금, 은, 아연, 주석, 인듐, 규소, 알루미늄, 비스무스 또는 이들의 임의의 조함을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막은 후술할 금속층의 석출 형태가 더 평탄화 될 수 있고, 이에 따라 전고체 이차 전지(20)의 특성이 더욱 향상될 수 있다.For example, a thin film may be formed on the surface of the negative electrode current collector 320. The thin film may contain an element that can form an alloy with lithium. Elements that can form alloys with lithium may include, for example, gold, silver, zinc, tin, indium, silicon, aluminum, bismuth, or any combination thereof. For example, the thin film can further flatten the precipitation form of the metal layer, which will be described later, and thus the characteristics of the all-solid-state secondary battery 20 can be further improved.

일 구현예에 따르면, 상기 박막은 상기 음극 집전체(320)와 상기 무음극 코팅층(310) 사이에 배치될 수 있다. 상기 박막의 두께는 1nm 내지 500nm일 수 있다.According to one embodiment, the thin film may be disposed between the anode current collector 320 and the non-cathode coating layer 310. The thickness of the thin film may be 1 nm to 500 nm.

일 구현예에 따르면, 상기 박막은 진공 증착법, 스퍼터링 법, 도금법 등에 의해 음극 집전체(320) 상에 형성될 수 있다.According to one embodiment, the thin film may be formed on the negative electrode current collector 320 by vacuum deposition, sputtering, plating, etc.

일구현예에 따르면 무음극 코팅층(310)은, 음극 활물질 및 바인더(binder)를 포함하며 음극 집전체상에서 안정화될 수 있다. According to one embodiment, the non-cathode coating layer 310 includes a cathode active material and a binder and can be stabilized on the anode current collector.

일 구현예에 따르면, 상기 무음극 코팅층(310)은 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 음극 활물질을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the non-cathode coating layer 310 may include a cathode active material that forms an alloy or compound with lithium.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질은 비정질 탄소(amorphous carbon), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn), 아연(Zn) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the negative electrode active material is amorphous carbon, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), and bismuth (Bi). ), tin (Sn), zinc (Zn), or any combination thereof.

예를 들어, 상기 비정질 탄소는, 카본블랙(carbon black)(CB), 아세틸렌블랙(acetylene black)(AB), 퍼니스블랙(furnace black)(FB), 케첸블랙(ketjen black)(KB), 그래핀(graphene) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.For example, the amorphous carbon includes carbon black (CB), acetylene black (AB), furnace black (FB), ketjen black (KB), etc. It may include graphene or any combination thereof.

다른 구현예에 따르면, 무음극 코팅층(310)은 음극 활물질로 비정질 탄소만을 포함하거나 금, 백금, 팔라듐, 실리콘, 은, 알루미늄, 비스무스, 주석 및 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 중 1 종 이상의 금속을 포함할 수도 있다.According to another embodiment, the non-cathode coating layer 310 contains only amorphous carbon as a cathode active material or one or more metals selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, and zinc. It may also be included.

다른 구현예에 따르면, 무음극 코팅층(310)은 비정질 탄소; 및 금, 백금, 팔라듐, 실리콘, 은, 알루미늄, 비스무스, 주석 및 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 1 종 이상의 금속;을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the non-cathode coating layer 310 includes amorphous carbon; and at least one metal selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, and zinc.

일 구현예에 따르면, 상기 비정질 탄소와 상기 금속의 중량비는, 예컨대, 10: 1 내지 1: 2일 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질이 상기 비정질 탄소 및 상기 금속을 상기 범위를 만족하도록 포함하는 경우, 전고체 이차 전지(20)의 특성이 더욱 향상될 수 있다.According to one embodiment, the weight ratio of the amorphous carbon and the metal may be, for example, 10:1 to 1:2. For example, when the negative electrode active material includes the amorphous carbon and the metal to satisfy the above range, the characteristics of the all-solid-state secondary battery 20 may be further improved.

다른 구현예에 따르면, 상기 비정질 탄소와 상기 금속의 중량비는, 예를 들어 3:1 내지 1:1일 수 있다.According to another embodiment, the weight ratio of the amorphous carbon and the metal may be, for example, 3:1 to 1:1.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질로 금, 백금, 팔라듐, 실리콘, 은, 알루미늄, 비스무스, 주석 및 아연 중 1 종 이상의 금속을 포함하는 경우, 상기 음극 활물질의 입자 크기(예컨대, 평균 입경(D50))는 약 4㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 음극 활물질의 입자 크기가 상기 범위를 만족하는 경우, 전고체 이차 전지(20)의 특성이 더욱 향상될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질의 입경은 약 10nm 이상 일 수 있다.According to one embodiment, when the negative electrode active material includes one or more metals from gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, and zinc, the particle size (e.g., average particle diameter (D50) of the negative electrode active material is )) may be about 4㎛ or less. For example, when the particle size of the anode active material satisfies the above range, the characteristics of the all-solid-state secondary battery 20 may be further improved. According to one embodiment, the particle size of the anode active material may be about 10 nm or more.

여기서, 음극 활물질의 입경은, 예를 들어, 레이저 식 입도 분포계를 사용하여 측정한 메디안(median) 직경(소위 D50)을 사용할 수 있다.Here, the particle size of the negative electrode active material can be, for example, the median diameter (so-called D50) measured using a laser particle size distribution meter.

일 구현예에 따르면, 음극 활물질은 파티클(particles) 형태를 가질 수 있고, 상기 음극 활물질의 평균 입경은 약 1 내지 3㎛일 수 있다. According to one embodiment, the negative electrode active material may have the form of particles, and the average particle diameter of the negative electrode active material may be about 1 to 3 μm.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질은 비정질 탄소로 형성된 제1 파티클(particles) 및 금속 또는 반도체로 형성된 제2 파티클(particles)의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기, 금속 또는 반도체는, 예를 들어, 금, 백금, 팔라듐, 실리콘, 은, 알루미늄, 비스무스, 주석, 아연 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 파티클의 함량은 상기 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 8 내지 60 중량 % 정도 또는 약 10 내지 50 중량 % 정도일 수 있다.According to one embodiment, the negative electrode active material may include a mixture of first particles formed of amorphous carbon and second particles formed of metal or semiconductor. The metal or semiconductor may include, for example, gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, zinc, etc. Here, the content of the second particles may be about 8 to 60% by weight or about 10 to 50% by weight based on the total weight of the mixture.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질이 실리콘을 함유하는 경우 초기 충방전 후 실리콘은 비정질화될 수 있다. According to one embodiment, when the anode active material contains silicon, the silicon may become amorphous after initial charge and discharge.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질은 상기 비정질 탄소와 실리콘(Si)의 혼합물 또는 비정질탄소와 은(Ag)의 혼합물을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the negative electrode active material may include a mixture of amorphous carbon and silicon (Si) or a mixture of amorphous carbon and silver (Ag).

음극 활물질은 비정질 탄소로 형성된 제1 파티클(particles)과, 금속 또는 반도체로 형성된 제2 파티클(particles)의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 제2 파티클의 함량은 상기 혼합물의 총 중량부 100 중량부를 기준으로 8 내지 60 중량부, 예를 들어 10 내지 70 중량부, 예를 들어 15 내지 60 중량부일 수 있다.The negative electrode active material may include a mixture of first particles formed of amorphous carbon and second particles formed of metal or semiconductor, and the content of the second particles is 100 parts by weight of the total weight of the mixture. It may be 8 to 60 parts by weight, for example 10 to 70 parts by weight, for example 15 to 60 parts by weight.

일 구현예에 따르면, 상기 바인더는 전도성 바인더를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 전도성 바인더는 무음극 코팅층(310)을 음극 집전체(320) 상에 안정화시킬 수 있고 저항 특성이 개선시킬 수 있다.According to one embodiment, the binder may include a conductive binder. For example, the conductive binder can stabilize the non-cathode coating layer 310 on the anode current collector 320 and improve resistance characteristics.

일 구현예에 따르면, 상기 전도성 바인더는 전도성 도메인과 비전도성 도메인을 함유하는 블록 공중합체를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the conductive binder may include a block copolymer containing a conductive domain and a non-conductive domain.

예를 들어, 상기 블록 공중합체 중 전도성 도메인은 블록 공중합체의 이온 전도성 및/또는 전자 전도성을 담당하는 영역이며, 비전도성 도메인은 블록 공중합체의 기계적 특성과 관련된 영역일 수 있다.For example, the conductive domain of the block copolymer may be a region responsible for ionic conductivity and/or electronic conductivity of the block copolymer, and the non-conductive domain may be a region related to the mechanical properties of the block copolymer.

일구현예에 따른 블록 공중합체에서 상기 전도성 도메인은 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자, 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자와 가교된 네크워크상(crosslinked network phase) 혼합물, 전자 전도성 반복단위를 포함하는 고분자 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.In the block copolymer according to one embodiment, the conductive domain is a polymer containing an ion-conducting repeating unit, a crosslinked network phase mixture of a polymer containing an ion-conducting repeating unit, and a polymer containing an electronically conducting repeating unit. Or it may include any combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리실세스퀴옥산, 폴리(에틸렌글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트(poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate: POEM), 폴리실록산, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리2-에틸헥실 아크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리2-에틸헥실메타크릴레이트, 폴리데실아크릴레이트 및 폴리에틸렌비닐아세테이트, 폴리이미드, 폴리아민, 폴리아미드, 폴리알킬카보네이트, 폴리니트릴, 폴리포스파진(polyphosphazines) 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.According to one embodiment, the polymer containing the ion conductive repeating unit is polyethylene oxide, polysilsesquioxane, poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate (POEM), polysiloxane, Polypropylene oxide, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polydimethylsiloxane, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, poly2-ethylhexyl acrylate, polybutyl methacrylate It may be one or more selected from the group consisting of polyester, poly2-ethylhexyl methacrylate, polydecyl acrylate, polyethylene vinyl acetate, polyimide, polyamine, polyamide, polyalkyl carbonate, polynitrile, and polyphosphazine.

일 구현예에 따르면, 전도성 도메인이 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자와 가교된 네크워크상(crosslinked network phase)의 혼합물을 포함하는 블록 공중합체 중 상기 가교된 네트워크상은 가교성 반응기 함유 화합물의 반응에 의하여 얻어진 것으로서, 가교성 반응기 화합물의 화학결합에 의하여 얻어진 생성물을 포함한다. 예를 드렁 상기 화학결합은 공유결합을 의미할 수 있다. 예를 들면, 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자와 가교된 네트워크상은 물리적으로 결합될 수 있다. 여기에서 물리적으로 결합된다는 것은 비공유결합을 통하여 연결되는 것을 의미할 수 있다.According to one embodiment, among block copolymers in which the conductive domain includes a mixture of a polymer containing an ion-conducting repeating unit and a crosslinked network phase, the crosslinked network phase is formed by reaction of a compound containing a crosslinkable reactive group. As obtained, it includes products obtained by chemical bonding of crosslinkable reactive compounds. For example, the above chemical bond may mean a covalent bond. For example, a polymer containing an ion-conducting repeating unit and a cross-linked network phase may be physically bonded. Here, being physically bound may mean connected through a non-covalent bond.

일 구현예에 따르면, 상기 가교성 반응기 함유 화합물은 가교성 반응기를 갖는 다관능성 중합성 모노머, 가교성 반응기를 갖는 무기 입자 및 가교성 반응기를 갖는 이온성 액체 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가교된 네트워크상은 상술한 가교성 반응기 함유 화합물의 반응 생성물을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the crosslinkable reactive group-containing compound may include one or more selected from the group consisting of a multifunctional polymerizable monomer having a crosslinkable reactive group, an inorganic particle having a crosslinkable reactive group, and an ionic liquid having a crosslinkable reactive group. For example, the crosslinked network phase may include a reaction product of the crosslinkable reactive group-containing compound described above.

일 구현예에 따르면, 상기 가교성 반응기 함유 화합물은 리튬 이온 전도성 유닛과 친수성 유닛(hydrophilic unit) 중에서 선택된 하나 이상의 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가교성 반응기 함유 화합물이 상기 유닛을 포함하는 경우 전해질 제조시 가교성 반응기 함유 화합물의 가교 반응이 이온 전도성 도메인에서 진행되어 가교된 네트워크상을 포함하는 이온 전도성 도메인을 갖는 블록 공중합체와 이를 함유한 전해질을 형성할 수 있다. According to one embodiment, the crosslinkable reactive group-containing compound may include one or more units selected from a lithium ion conductive unit and a hydrophilic unit. For example, when the crosslinkable reactive group-containing compound includes the unit, when preparing an electrolyte, the crosslinking reaction of the crosslinkable reactive group-containing compound proceeds in the ion conductive domain, resulting in a block copolymer having an ion conductive domain including a crosslinked network phase. and an electrolyte containing it can be formed.

일 구현예에 따르면, 상기 가교성 반응기를 갖는 다관능성 중합성 모노머는 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 1,4-부타데인, 1,6-헥사디엔, 알릴 아크릴레이트, 아크릴레이티드 신나메이트, 이소프렌, 부타디엔, 클로로프렌, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-하이드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로피온산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 이타콘산, 말레산, 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 3-이소시아네이토프로필 (메타)아크릴레이트, 4-이소시아네이토부틸 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 , 에틸렌디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리메틸렌프로판트리메타아크릴레이트, 트리메틸렌프로판트리아크릴레이트, 1,3-부탄디올메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 및 N-비닐 카프로락탐 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the multifunctional polymerizable monomer having a crosslinkable reactive group is polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, and ethoxylated trimethylolpropane tri. Methacrylate, 1,4-butadane, 1,6-hexadiene, allyl acrylate, acrylated cinnamate, isoprene, butadiene, chloroprene, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth)acrylate , 2-hydroxypropylene glycol (meth)acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, 2-(meth)acryloyloxy acetic acid, 3-(meth)acryloyloxy propionic acid, 4-(meth)acryloyloxy Butyric acid, itaconic acid, maleic acid, 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate, 3-isocyanatopropyl (meth)acrylate, 4-isocyanatobutyl (meth)acrylate, (meth)acrylate ) Acrylamide, N-vinyl pyrrolidone, ethylene dimethacrylate, diethylene glycol methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, trimethylene propane trimethacrylate, trimethylene propane triacrylate, 1,3 -It may include one or more selected from butanediol methacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, and N-vinyl caprolactam.

일 구현예에 따르면, 상기 전도성 도메인이 이온 전도성 반복단위를 포함하는 고분자와 가교된 네크워크상(crosslinked network phase)의 혼합물을 포함하는 블록 공중합체는 i)폴리스티렌 제1블록과, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택된 하나의 반응 생성물과 폴리에틸렌옥사이드를 포함하는 제2블록을 함유하는 블록 공중합체; ii) 폴리스티렌 제1블록과, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택된 하나의 반응 생성물과 폴리에틸렌옥사이드를 포함하는 제2블록과, 폴리스티렌 제3블록을 함유하는 블록 공중합체; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the block copolymer in which the conductive domain includes a mixture of a polymer containing an ion conductive repeating unit and a crosslinked network phase includes i) a first block of polystyrene, and polyethylene glycol diacrylate. and a block copolymer containing a second block containing a reaction product selected from polyethylene glycol dimethacrylate and polyethylene oxide; ii) a block copolymer containing a first polystyrene block, a second block containing polyethylene oxide and a reaction product selected from polyethylene glycol diacrylate and polyethylene glycol dimethacrylate, and a third polystyrene block; Or it may include any combination thereof.

예를 들어, 상기 전자 전도성 반복단위를 포함하는 고분자는 폴리아닐린(polyaniline: PANI), 폴리피롤. (polypyrrole, PPy), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)PEDOT), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜: 폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate) (PEDOT: PSS) 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, polymers containing the electronically conductive repeating units include polyaniline (PANI) and polypyrrole. (polypyrrole, PPy), poly(3,4-ethylenedioxythiophene)PEDOT), poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate) ) (PEDOT: PSS).

예를 들어, 상기 비전도성 도메인은 블록 공중합체에서 기계적 특성을 담당하는 영역으로서 구조 도메인(structural domain), 고무상 도메인 (rubbery domain), 올레핀계 도메인 (olefin domain), 유무기 실리콘 구조체를 갖는 구조 도메인 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.For example, the non-conductive domain is a region responsible for mechanical properties in a block copolymer and has a structural domain, a rubbery domain, an olefin domain, and an organic-inorganic silicone structure. may include domains or any combination thereof.

일 구현예에 따른 블록 공중합체에서 구조 도메인은 복수개의 구조상 반복단위를 포함하는 구조상 블록을 함유하며, 상기 구조상 블록은 구조 반복단위를 포함하는 고분자를 포함할 수 있다. 상기 구조 반복단위를 포함하는 고분자는 i) 폴리스티렌, 수소화된 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리비닐피리딘, 폴리비닐사이클로헥산, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸 펜텐-1), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(이소부틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리디메틸실록산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐사이클로헥산, 폴리말레산, 폴리말레산무수물, 폴리메타크릴산, 폴리(터트부틸비닐에테르), 폴리(사이클로헥실 메타크릴레이트), 폴리(사이클로헥실 비닐 에테르), 폴리(터트부틸 비닐에테르), 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리디비닐벤젠 중에서 선택된 하나 이상이거나 또는 ii) 상술한 고분자를 구성하는 반복단위를 2종 이상 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다.In the block copolymer according to one embodiment, the structural domain contains a structural block including a plurality of structural repeating units, and the structural block may include a polymer including a structural repeating unit. Polymers containing the structural repeating unit include i) polystyrene, hydrogenated polystyrene, polymethacrylate, poly(methyl methacrylate), polyvinylpyridine, polyvinylcyclohexane, polyimide, polyamide, polyethylene, and polyisobutyl. lene, polybutylene, polypropylene, poly(4-methyl pentene-1), poly(butylene terephthalate), poly(isobutyl methacrylate), poly(ethylene terephthalate), polydimethylsiloxane, polyacrylic Nitrile, polyvinylcyclohexane, polymaleic acid, polymaleic anhydride, polymethacrylic acid, poly(tertbutyl vinyl ether), poly(cyclohexyl methacrylate), poly(cyclohexyl vinyl ether), poly(tertbutyl) It may be one or more selected from vinyl ether), polyvinylidene fluoride, and polydivinylbenzene, or ii) a copolymer containing two or more types of repeating units constituting the above-mentioned polymer.

일 구현예에 따르면, 상기 고무상 도메인 (rubbery domain)은 강도, 연성 및 탄성을 모두 우수한 특성을 갖고 있고, 복수개의 고무상 반복단위를 포함하는 고무상 블록을 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 고무상 블록은 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 폴리클로로프렌, 폴리이소부틸렌 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the rubbery domain has excellent properties in all of strength, ductility, and elasticity, and may contain a rubbery block including a plurality of rubbery repeating units. For example, the rubber block may include one or more selected from the group consisting of polyisoprene, polybutadiene, polychloroprene, polyisobutylene, and polyurethane.

일 구현예에 따르면, 상기 고무상 도메인을 갖는 블록공중합체는 예를 들어 폴리스티렌 제1블록과 폴리이소프렌 제2블록을 포함하는 블록 공중합체, 폴리스티렌 제1블록과 폴리이소프렌 제2블록과 폴리스티렌 제3블록을 포함하는 블록 공중합체, 폴리스티렌 제1블록과 폴리부타디엔 제2블록을 포함하는 블록 공중합체, 또는 폴리스티렌 제1블록과 폴리부타디엔 제2블록과 폴리스티렌 제3블록을 포함하는 블록 공중합체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the block copolymer having the rubber-like domain is, for example, a block copolymer comprising a polystyrene first block and a polyisoprene second block, a polystyrene first block, a polyisoprene second block, and a polystyrene third block. A block copolymer containing a block, a block copolymer containing a polystyrene first block and a polybutadiene second block, or a block copolymer containing a polystyrene first block, a polybutadiene second block and a polystyrene third block, or these Any combination may be included.

일 구현예에 따르면, 상기 올레핀계 도메인은 비전도성 영역으로서 인장강도와 같은 기계적 물성에 기여할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 올레핀계 반복단위를 포함하는 올레핀계 블록을 함유하며 상기 올레핀계 블록은 올레핀계 반복단위를 포함하는 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 올레핀계 반복단위를 포함하는 고분자는 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 올레핀계 도메인을 갖는 블록 공중합체는 폴리에틸렌 옥사이드-폴리프로필렌 블록 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드-폴리프로필렌 블록 공중합체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the olefin-based domain is a non-conductive region and may contribute to mechanical properties such as tensile strength. For example, it contains an olefin-based block containing a plurality of olefin-based repeating units, and the olefin-based block may include a polymer containing an olefin-based repeating unit. For example, the polymer containing the olefinic repeating unit may include one or more selected from the group consisting of polyethylene, polybutylene, polyisobutylene, and polypropylene. For example, the block copolymer having the olefinic domain may include polyethylene oxide-polypropylene block copolymer, polyethylene oxide-polypropylene block copolymer, or any combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 유무기 실리콘 구조체를 갖는 구조 도메인은 무음극 코팅층의 강도와 기계적 물성에 관여될 수 있다. 예를 들어, 상기 유무기 실리콘 구조체가 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the structural domain having the organic-inorganic silicon structure may be involved in the strength and mechanical properties of the non-cathode coating layer. For example, the organic-inorganic silicon structure may include a compound represented by Formula 1 below.

<화학식 1><Formula 1>

SinO1.5n (R1)a(R2)b(R3)c Si n O 1.5n (R 1 ) a (R 2 ) b (R 3 ) c

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

n=a+b+c이고, 6≤n≤20이며,n=a+b+c, 6≤n≤20,

R1, R2, 및 R3은 서로 독립적으로 수소원자, 유기 작용기, 실리콘 작용기, 또는 이들의 조합이다.R 1 , R 2 , and R 3 are independently a hydrogen atom, an organic functional group, a silicon functional group, or a combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 블록 공중합체 중 전도성 도메인과 비전도성 도메인의 혼합중량비는 1:99 내지 99:1, 예를 들어 10:90 내지 90:10, 예를 들어 20:85 내지 15:80, 예를 들어 50 내지 80 중량부일 수 있다.According to one embodiment, the mixing weight ratio of the conductive domain and the non-conductive domain in the block copolymer is 1:99 to 99:1, for example, 10:90 to 90:10, for example, 20:85 to 15:80. , for example, may be 50 to 80 parts by weight.

일 구현예에 따르면, 상기 블록 공중합체가 이온 전도성 도메인과 구조 도메인을 함유하는 블록 공중합체인 경우, 이온 전도성 도메인의 함량은 블록 공중합체의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여 55 내지 80 중량부일 수 있다. 예를 들어, 이온 전도성 도메인의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 무음극 코팅층의 리튬 이온 전도성이 개선되어 방전시 양극으로 리튬 이온의 이동 특성이 더 향상될 수 있다. According to one embodiment, when the block copolymer is a block copolymer containing an ion conductive domain and a structural domain, the content of the ion conductive domain may be 55 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the block copolymer. . For example, when the content of the ion conductive domain satisfies the above range, the lithium ion conductivity of the non-cathode coating layer is improved, and the movement characteristics of lithium ions to the positive electrode during discharge can be further improved.

예를 들어, 상기 이온 전도성 도메인과 구조 도메인을 함유하는 블록 공중합체는 폴리스티렌 제1블록과, 폴리에틸렌옥사이드를 포함하는 제2블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리에틸렌옥사이드를 포함하는 제2블록과, 폴리스티렌 제3블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리실세스퀴옥산을 포함하는 제2블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리실세스퀴옥산을 포함하는 제2블록과 폴리스티렌 제3블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리(에틸렌글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트(poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate: POEM)을 포함하는 제2블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, POEM을 포함하는 제2블록과 폴리스티렌 제3블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리실록산을 포함하는 제2블록을 함유하는 블록 공중합체; 폴리스티렌 제1블록과, 폴리실록산을 포함하는 제2블록과, 폴리스티렌 제3블록을 함유하는 블록 공중합체; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.For example, the block copolymer containing the ion conductive domain and the structural domain may be a block copolymer containing a first block of polystyrene and a second block containing polyethylene oxide; A block copolymer containing a first block of polystyrene, a second block containing polyethylene oxide, and a third block of polystyrene; A block copolymer containing a first block of polystyrene and a second block containing polysilsesquioxane; A block copolymer containing a first block of polystyrene, a second block containing polysilsesquioxane, and a third block of polystyrene; A block copolymer containing a first block of polystyrene and a second block containing poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate (POEM); A block copolymer containing a first block of polystyrene, a second block containing POEM, and a third block of polystyrene; A block copolymer containing a first block of polystyrene and a second block containing polysiloxane; A block copolymer containing a first block of polystyrene, a second block containing polysiloxane, and a third block of polystyrene; Or it may include any combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 무음극 코팅층(310)은 상기 전도성 바인더로서 상술한 블록 공중합체 이외에 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리 불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌(polyethylene) 등과 같은 제2바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 제2바인더의 함량은 바인더의 총함량 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 30 중량부일 수 있다.According to one embodiment, the non-cathode coating layer 310 includes styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyethylene in addition to the block copolymer described above as the conductive binder. It may further include a second binder such as (polyethylene). The content of the second binder may be 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total binder content.

일 구현예에 따르면, 상기 무음극 코팅층(310)은, 무음극 코팅층을 구성하는 재료가 분산된 음극 슬러리를 음극 집전체 상에 도포, 건조하여 제작될 수 있다.According to one embodiment, the non-cathode coating layer 310 may be manufactured by applying and drying a negative electrode slurry in which the material constituting the non-cathode coating layer is dispersed on a negative electrode current collector.

일 구현예에 따르면, 스크린 인쇄법으로 상기 음극 슬러리를 음극 집전체(320) 상에 도포하는 경우, 스크린의 막힘(예를 들어, 음극 활물질의 응집체에 의한 막힘)을 억제할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 바인더를 이용하는 경우, 폴리비닐리덴플루오라이드와 같은 비전도성 바인더를 사용하는 경우와 비교하여 분산성이 개선되어 슬러리의 제작 공정시간이 단축될 수 있다.According to one embodiment, when the negative electrode slurry is applied on the negative electrode current collector 320 using a screen printing method, clogging of the screen (for example, clogging by aggregates of the negative electrode active material) can be suppressed. For example, when using the conductive binder, dispersibility is improved compared to when using a non-conductive binder such as polyvinylidene fluoride, and the slurry production process time can be shortened.

일 구현예에 따르면, 상기 바인더의 함량은 상기 음극 활물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 15 중량부, 예를 들어 1 내지 10 중량부일 수 있다.According to one embodiment, the content of the binder may be 0.3 to 15 parts by weight, for example, 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total weight of the negative electrode active material.

일 구현예에 따르면, 무음극 코팅층(310)의 두께는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.According to one embodiment, the thickness of the non-cathode coating layer 310 may be 1 μm to 20 μm.

예를 들어, 상기 무음극 코팅층(310)의 두께는 예를 들어 1 내지 10 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 무음극 코팅층(310)의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 전고체전지의 성능이 더욱 향상될 수 있다.For example, the thickness of the non-cathode coating layer 310 may be, for example, 1 to 10 ㎛. For example, when the thickness of the non-cathode coating layer 310 satisfies the above range, the performance of the all-solid-state battery can be further improved.

다른 구현예에 따르면, 무음극 코팅층(310)에는 일반적인 고체전지에 사용되는 첨가제, 예를 들면, 필러, 분산제, 이온 도전제 등이 적절하게 배합되어 있을 수 있다.According to another embodiment, the non-cathode coating layer 310 may be appropriately mixed with additives used in general solid-state batteries, such as fillers, dispersants, and ion conductive agents.

다른 구현예에 따르면, 상기 전고체 이차 전지(20)는 상기 음극 집전체(320)와 상기 무음극 코팅층(310) 사이에 배치된 금속층(315)을 더 포함할 수 있고, 상기 금속층(315)은 리튬 또는 리튬 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속층(315)은 충전 전에 상기 음극 집전체와 상기 무음극 코팅층 사이에 형성될 수도 있다.According to another embodiment, the all-solid-state secondary battery 20 may further include a metal layer 315 disposed between the negative electrode current collector 320 and the non-negative electrode coating layer 310, and the metal layer 315 It may contain lithium or lithium alloy. The metal layer 315 may be formed between the negative electrode current collector and the non-negative coating layer before charging.

이 경우, 상기 금속층(315)이 미리 준비될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(315)은 리튬 리저버(reservoir) 역할을 수행하므로, 전고체 이차 전지(20)의 특성이 더욱 향상될 수 있다. 상기 금속층(315)의 두께는 1㎛ 내지 200㎛ 정도일 수 있다.In this case, the metal layer 315 may be prepared in advance. For example, since the metal layer 315 functions as a lithium reservoir, the characteristics of the all-solid-state secondary battery 20 can be further improved. The thickness of the metal layer 315 may be about 1㎛ to 200㎛.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 집전체(320)와 상기 무음극 코팅층(310) 및 이들 사이의 영역은 상기 전고체 이차 전지(20)의 초기 상태 또는 방전 후 상태에서 리튬(Li)을 포함하지 않는 Li-프리(free) 영역일 수 있다. According to one embodiment, the negative electrode current collector 320, the non-negative electrode coating layer 310, and the area between them do not contain lithium (Li) in the initial or post-discharge state of the all-solid-state secondary battery 20. It may be a Li-free area.

도 3는 일 실시예에 따른 전고체 이차전지의 충전 시 리튬 금속층이 형성된 전고체 이전 전지의 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery in which a lithium metal layer is formed during charging of the all-solid-state secondary battery according to an embodiment.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시 형태에 따른 전고체 이차 전지(20)는 충전시, 충전 초기에는 무음극 코팅층(310)에 리튬이 흡장된다. 즉, 상기 음극 활물질은 양극(100)에서 이동해온 리튬 이온과 합금 또는 화합물을 형성할 수 있다. 무음극 코팅층(310)의 용량을 초과하여 충전을 하면, 도 3과 같이, 무음극 코팅층(310)의 뒷면, 즉 음극 집전체(320)과 무음극 코팅층(310) 사이에 리튬이 석출되고, 이 리튬에 의해 금속층(315)이 형성된다. 금속층(315)은 주로 리튬(즉, 금속 리튬)으로 구성될 수 있다. 이러한 현상은 음극 활물질을 특정 물질, 즉, 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 물질로 구성함으로써 발생할 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, when the all-solid-state secondary battery 20 according to this embodiment is charged, lithium is inserted into the non-cathode coating layer 310 at the beginning of charging. That is, the negative electrode active material can form an alloy or compound with lithium ions moving from the positive electrode 100. When charging exceeds the capacity of the non-cathode coating layer 310, lithium is precipitated on the back side of the non-cathode coating layer 310, that is, between the anode current collector 320 and the non-cathode coating layer 310, as shown in FIG. The metal layer 315 is formed by this lithium. The metal layer 315 may be mainly composed of lithium (i.e., metallic lithium). This phenomenon can occur by composing the negative electrode active material with a specific material, that is, a material that forms an alloy or compound with lithium.

방전시에는 무음극 코팅층(310) 및 금속층(315)의 리튬이 이온화되고 양극(100) 쪽으로 이동한다. 따라서, 전고체 이차 전지(20)에서 리튬을 음극 활물질로 사용할 수 있다. 또한, 무음극 코팅층(310)은 금속층(315)을 피복하기 때문에, 금속층(315)의 보호층 역할을 하는 동시에, 덴드라이트(dendrite)의 석출 성장을 억제할 수 있다. 이는 전고체 이차 전지(20)의 단락 및 용량 저하를 억제하고, 나아가 전고체 이차 전지(20)의 특성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.During discharge, lithium in the non-cathode coating layer 310 and metal layer 315 is ionized and moves toward the anode 100. Therefore, lithium can be used as a negative electrode active material in the all-solid-state secondary battery 20. Additionally, since the non-cathode coating layer 310 covers the metal layer 315, it serves as a protective layer for the metal layer 315 and can suppress the precipitation growth of dendrites. This may serve to suppress short circuits and capacity deterioration of the all-solid-state secondary battery 20 and further improve the characteristics of the all-solid-state secondary battery 20.

도 4는 일 비교예에 따른 전고체 이차전지의 단면도이다. 도 5는 일 비교예에 따른 리튬 금속층이 형성된 전고체 이차전지의 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery according to a comparative example. Figure 5 is a cross-sectional view of an all-solid-state secondary battery with a lithium metal layer formed according to a comparative example.

예를 들어, 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전고체 이차 전지(20)는 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이가 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극활물질층(120)을 덮을 수 있다.For example, referring to FIG. 2, the all-solid-state secondary battery 20 according to an embodiment has the maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X). is larger than the maximum cross-sectional area (A) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X), and the solid electrolyte layer 200 can cover the positive electrode active material layer 120. .

이에 따라, 도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 전고체 이차 전지(20)는 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이가 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 크고, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극활물질층(120)을 덮어, 상기 금속층(315)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이가 상기 무음극 코팅층(310)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적 및 상기 음극 집전체(320)를 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적과 동일하거나 클 수 있다. 이에 따라, 전고체 이차 전지(20)를 충전하는 과정에서 무음극 코팅층(310) 및 음극 집전체(320) 사이의 단락에 의한 전고체 이차 전지의 급락을 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 3, the all-solid-state secondary battery 20 according to an embodiment has a maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X). Among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X), the area is larger than the maximum cross-sectional area (A), and the solid electrolyte layer 200 covers the positive electrode active material layer 120, and the metal layer The area of the largest cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting (315) in the plane direction ( ) may be equal to or larger than the maximum cross-sectional area that can be derived when cutting in the plane direction (X). Accordingly, in the process of charging the all-solid-state secondary battery 20, it is possible to effectively prevent the all-solid-state secondary battery from plummeting due to a short circuit between the non-cathode coating layer 310 and the negative electrode current collector 320.

예를 들어, 도 4를 참고하면, 일 비교예에 따른 전고체 이차 전지(30)는 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이가 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 작거나 같고, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극활물질층(120)을 덮고 있지 않을 수 있다.For example, referring to FIG. 4, the all-solid-state secondary battery 30 according to a comparative example has a maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X). Among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X), it is smaller than or equal to the maximum cross-sectional area (A), and the solid electrolyte layer 200 does not cover the positive electrode active material layer 120. It may not be possible.

이에 따라, 도 5를 참고하면, 일 비교예에 따른 전고체 이차 전지(30)는 상기 고체전해질층(200)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(B)의 넓이가 상기 양극활물질층(120)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적(A)의 넓이 보다 작거나 같고, 상기 고체전해질층(200)이 상기 양극활물질층(120)을 덮지 않아, 상기 금속층(315)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이가 상기 무음극 코팅층(310)을 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적 및 상기 음극 집전체(320)를 면 방향(X)으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적과 작을 수 있다. 이에 따라, 전고체 이차 전지(20)를 충전하는 과정에서 무음극 코팅층(310) 및 음극 집전체(320) 사이의 단락이 발생하여, 전고체 이차 전지의 급락이 발생할 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 5, the all-solid-state secondary battery 30 according to a comparative example has a maximum cross-sectional area (B) among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer 200 in the plane direction (X). Among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer 120 in the plane direction (X), it is smaller than or equal to the area of the maximum cross-sectional area (A), and the solid electrolyte layer 200 does not cover the positive electrode active material layer 120 , the area of the largest cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the metal layer 315 in the plane direction (X) is the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the non-cathode coating layer 310 is cut in the plane direction ( Among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the entire 320 in the plane direction (X), it may be smaller than the maximum cross-sectional area. Accordingly, in the process of charging the all-solid-state secondary battery 20, a short circuit may occur between the non-cathode coating layer 310 and the negative electrode current collector 320, which may cause the all-solid-state secondary battery to plummet.

상기 전고체전지는 리튬 전지, 예를 들어 리튬이차전지일 수 있다. 그리고 일구현예에 따른 전고체전지는 전고체 이차일 수 있다.The all-solid-state battery may be a lithium battery, for example, a lithium secondary battery. And the all-solid-state battery according to one embodiment may be an all-solid secondary.

상기에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 관련되는 전고체 이차전지는, 여러 가지의 휴대 기기나 차량 등에 적용될 수 있다.As described above, the all-solid-state secondary battery according to this embodiment can be applied to various portable devices, vehicles, etc.

이상 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 일구현예에 대해 상세하게 설명하였으나, 본 창의적 사상은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 창의적 사상이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있음은 자명하며, 이것들도 당연히 본 창의적 사상의 기술적 범위에 속하는 것이다.Although an exemplary embodiment has been described in detail with reference to the attached drawings, the creative idea is not limited to this example. It is obvious that anyone with ordinary knowledge in the technical field to which this creative idea belongs can derive various examples of changes or modifications within the scope of the technical idea described in the patent claims, and these are naturally within the technical scope of this creative idea. belongs to

10: 전고체 이차 전지용 구조체
20, 30: 전고체 이차 전지
100: 양극층 110: 양극 집전체
120: 양극활물질층 200: 고체전해질층
300: 음극층 310: 무음극 코팅층
320: 음극 집전체 315: 금속층
10: Structure for all-solid-state secondary battery
20, 30: All-solid-state secondary battery
100: anode layer 110: anode current collector
120: positive electrode active material layer 200: solid electrolyte layer
300: cathode layer 310: non-cathode coating layer
320: negative electrode current collector 315: metal layer

Claims (20)

양극층; 및 상기 양극층 상에 배치된 고체전해질층을 포함하며,
상기 양극층이 양극집전체 및 상기 양극집전체의 일면 또는 양면 상에 배치된 양극활물질층을 포함하며,
상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고,
상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지용 구조체.
anode layer; And a solid electrolyte layer disposed on the anode layer,
The positive electrode layer includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer disposed on one or both sides of the positive electrode current collector,
The area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction,
A structure for an all-solid-state secondary battery, wherein the solid electrolyte layer covers the positive electrode active material layer.
제1항에 있어서,
상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 완전히(totally) 덮는, 전고체 이차 전지용 구조체.
According to paragraph 1,
A structure for an all-solid secondary battery, wherein the solid electrolyte layer completely covers the positive electrode active material layer.
제1 항에 있어서,
상기 양극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 고체 전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이보다 작거나 같은, 전고체 이차 전지용 구조체.

According to claim 1,
A structure for an all-solid-state secondary battery, wherein the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode current collector in the plane direction is smaller than or equal to the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the solid electrolyte layer is cut in the plane direction.

제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는 인듐(In), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 스테인레스 스틸, 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 리튬(Li) 또는 이들의 합금을 포함한, 전고체 이차 전지용 구조체.
According to paragraph 1,
The positive electrode current collector is indium (In), copper (Cu), magnesium (Mg), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), aluminum ( A structure for an all-solid-state secondary battery containing Al), germanium (Ge), lithium (Li), or alloys thereof.
제1항에 있어서, 상기 양극활물질층은 리튬전이금속산화물을 포함한, 전고체 이차 전지용 구조체.
The structure for an all-solid-state secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material layer includes lithium transition metal oxide.
제1항에 있어서,
상기 고체전해질층은 황화물계 고체전해질을 포함한, 전고체 이차 전지용 구조체.
According to paragraph 1,
The solid electrolyte layer is a structure for an all-solid secondary battery including a sulfide-based solid electrolyte.
양극 집전체와 양극활물질층을 포함하는 양극층;
음극 집전체와 상기 음극 집전체 상에 배치된 무음극 코팅층을 포함하는 음극층; 및
상기 양극층과 상기 음극층 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하며,
상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이 보다 크고,
상기 고체전해질층은 상기 양극활물질층을 덮는, 전고체 이차 전지.
A positive electrode layer including a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer;
A negative electrode layer including a negative electrode current collector and a non-negative electrode coating layer disposed on the negative electrode current collector; and
It includes a solid electrolyte layer disposed between the anode layer and the cathode layer,
The area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction,
An all-solid-state secondary battery, wherein the solid electrolyte layer covers the positive electrode active material layer.
제7항에 있어서,
상기 양극활물질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 음극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이보다 작은, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
An all-solid-state secondary battery in which the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode active material layer in the plane direction is smaller than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the negative electrode current collector is cut in the plane direction.
제7항에 있어서,
상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 음극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이보다 큰거나 같은, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
An all-solid-state secondary battery in which the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction is greater than or equal to the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the negative electrode current collector is cut in the plane direction.
제7항에 있어서,
상기 양극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이는 상기 음극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 최대 단면적의 넓이보다 큰, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
An all-solid-state secondary battery in which the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the positive electrode current collector in the plane direction is larger than the area of the maximum cross-sectional area among the cross-sectional areas that can be derived when the negative electrode current collector is cut in the plane direction.
제7항에 있어서,
상기 고체전해질층을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적 중 상기 양극층과 인접한 영역의 단면적은 상기 음극층과 인접한 영역의 단면적보다 작은, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
An all-solid-state secondary battery, wherein among the cross-sectional areas that can be derived when cutting the solid electrolyte layer in the plane direction, the cross-sectional area of the area adjacent to the positive electrode layer is smaller than the cross-sectional area of the area adjacent to the negative electrode layer.
제7항에 있어서,
상기 무음극 코팅층은 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 음극 활물질 및 바인더를 포함한, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
The non-cathode coating layer is an all-solid-state secondary battery including a cathode active material and a binder that forms an alloy or compound with lithium.
제7항에 있어서,
상기 음극 활물질은 비정질 탄소(amorphous carbon), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 실리콘(Si), 은(Ag), 알루미늄(Al), 비스무스(Bi), 주석(Sn), 아연(Zn) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
The negative electrode active material is amorphous carbon, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), silicon (Si), silver (Ag), aluminum (Al), bismuth (Bi), and tin (Sn). , zinc (Zn), or any combination thereof.
제7항에 있어서,
상기 음극 집전체와 상기 무음극 코팅층 및 이들 사이의 영역은 상기 전고체 이차 전지의 초기 상태 또는 방전후 상태에서 리튬(Li)을 포함하지 않는 Li-프리(free) 영역인, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
The negative electrode current collector, the non-negative electrode coating layer, and the area between them are Li-free areas that do not contain lithium (Li) in the initial or post-discharge state of the all-solid-state secondary battery.
제7항에 있어서,
상기 음극 집전체와 상기 무음극 코팅층 및 이들 사이의 영역은 상기 전고체 이차 전지의 충전 후 상태에서 리튬(Li)을 포함하는 영역이고,
상기 리튬(Li)을 포함하는 영역을 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적의 넓이는 상기 음극 집전체를 면 방향으로 절단 시 도출 가능한 단면적의 넓이와 같은, 전고체 이차 전지.
In clause 7,
The negative electrode current collector, the non-negative electrode coating layer, and the area between them are areas containing lithium (Li) in the after-charge state of the all-solid-state secondary battery,
An all-solid-state secondary battery in which the area of the cross-sectional area that can be derived when cutting the region containing lithium (Li) in the plane direction is the same as the area of the cross-section that can be derived when the negative electrode current collector is cut in the plane direction.
제7항에 있어서,
상기 음극 집전체 상에 리튬과 합금을 형성할 수 있는 원소를 포함하는 박막이 더 구비되고,
상기 박막은 상기 음극 집전체와 상기 음극 활물질층 사이에 배치되는 전고체 이차 전지.
In clause 7,
A thin film containing an element capable of forming an alloy with lithium is further provided on the negative electrode current collector,
The thin film is an all-solid-state secondary battery disposed between the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer.
제7항에 있어서,
상기 음극 집전체와 상기 무음극 코팅층 사이에 배치된 금속층을 더 포함하고, 상기 금속층은 리튬 또는 리튬 합금을 포함하는 전고체 이차 전지.
In clause 7,
An all-solid-state secondary battery further comprising a metal layer disposed between the negative electrode current collector and the non-negative electrode coating layer, wherein the metal layer includes lithium or a lithium alloy.
제7항에 있어서,
상기 전고체전지의 충전 후 무음극 코팅층은 비정질 탄소, 은(Ag), 실리콘(Si), 그 리튬 합금, 그 복합체 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 전고체전지.
In clause 7,
After charging the all-solid-state battery, the non-cathode coating layer includes one or more selected from amorphous carbon, silver (Ag), silicon (Si), a lithium alloy thereof, and a composite thereof.
제7항에 있어서,
상기 무음극 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 20㎛인 전고체전지.
In clause 7,
An all-solid-state battery wherein the thickness of the non-cathode coating layer is 1㎛ to 20㎛.
제7항에 있어서,
상기 음극과 고체 전해질 사이에 배치된 금속층을 더 포함하고, 상기 금속층은 리튬 또는 리튬 합금을 포함하는 전고체전지.
In clause 7,
An all-solid-state battery further comprising a metal layer disposed between the cathode and the solid electrolyte, wherein the metal layer includes lithium or a lithium alloy.
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