KR20240038368A - Electrode protective layer and battery including the same - Google Patents

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KR20240038368A
KR20240038368A KR1020220117097A KR20220117097A KR20240038368A KR 20240038368 A KR20240038368 A KR 20240038368A KR 1020220117097 A KR1020220117097 A KR 1020220117097A KR 20220117097 A KR20220117097 A KR 20220117097A KR 20240038368 A KR20240038368 A KR 20240038368A
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lignin
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정형모
권혜민
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본원은 리그닌 함유 화합물; 금속 염; 및 바인더; 를 포함하는, 전극 보호층에 관한 것이다.Disclosed herein are lignin-containing compounds; metal salt; and binder; It relates to an electrode protective layer containing.

Description

전극 보호층 및 이를 포함하는 전지 {ELECTRODE PROTECTIVE LAYER AND BATTERY INCLUDING THE SAME}Electrode protective layer and battery including the same {ELECTRODE PROTECTIVE LAYER AND BATTERY INCLUDING THE SAME}

본원은 전극 보호층 및 이를 포함하는 전지에 관한 것이다.The present application relates to an electrode protective layer and a battery including the same.

최근 휴대 전자기기 분야와 전기 자동차 분야의 급속한 발전에 따라, 전자 제품, 통신 기기의 소형화, 경량화 및 고성능화가 급속히 진전됨에 따라 이들 제품의 전원으로 사용할 수 있는 고에너지 밀도를 갖는 이차 전지에 대한 요구가 커지고 있다.Recently, with the rapid development in the field of portable electronic devices and electric vehicles, the miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic products and communication devices are rapidly progressing, and there is a demand for secondary batteries with high energy density that can be used as a power source for these products. It's getting bigger.

이러한 이차 전지 중 금속 물질을 양극 활물질로 사용하는 리튬-금속 전지는 리튬 금속의 낮은 밀도와 높은 이론 용량(3860 mAh/g)을 가져 고에너지밀도를 갖는 유망한 차세대 전지 후보로 알려져 있다. 그러나 리튬-금속 전지를 충방전할 때, 반응성이 큰 리튬과 전해질 사이에서 발생하는 부반응에 의해 불안정한 SEI layer을 생성하며, 낮은 쿨롱 효율을 나타날 수 있다. 또한 불균일한 리튬 전착으로 인해 리튬 전착시 수지상(dendrite)으로 성장해 분리막을 뚫어 단락현상을 일으켜 안전성이 낮다는 한계가 존재한다. 이러한 현상을 방지하기 위해 리튬 금속 전지 제조에 사용할 수 있는 첨가제에 대한 연구가 이루어지고 있다.Among these secondary batteries, lithium-metal batteries that use metal materials as cathode active materials are known as promising next-generation battery candidates with high energy density due to the low density of lithium metal and high theoretical capacity (3860 mAh/g). However, when charging and discharging a lithium-metal battery, side reactions that occur between the highly reactive lithium and the electrolyte can create an unstable SEI layer and result in low coulombic efficiency. In addition, due to non-uniform lithium electrodeposition, it grows into a dendrite and pierces the separator, causing a short circuit, which has the limitation of low safety. To prevent this phenomenon, research is being conducted on additives that can be used to manufacture lithium metal batteries.

본원의 배경이 되는 기술인 한국공개특허공보 제10-2022-0091505호는 리튬 금속 애노드 및 그 제조 방법에 대한 것이다.Korean Patent Publication No. 10-2022-0091505, which is the background technology of this application, is about a lithium metal anode and a method of manufacturing the same.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폐목재로부터 추출한 리그닌 함유 화합물을 포함하는 전극 보호층 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present application is to solve the problems of the prior art described above and to provide an electrode protective layer containing a lignin-containing compound extracted from waste wood and a method for manufacturing the same.

또한, 본원은 상기 전극 보호층을 포함하는 전극 구조체, 및 상기 전극 구조체를 포함하는 2 차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present application aims to provide an electrode structure including the electrode protection layer, and a secondary battery including the electrode structure.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical challenges sought to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 리그닌 함유 화합물; 금속 염; 및 바인더; 를 포함하는, 전극 보호층을 제공한다.As a technical means for achieving the above-mentioned technical problem, the first aspect of the present application is a lignin-containing compound; metal salt; and binder; It provides an electrode protective layer containing.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 리그닌 함유 화합물은 폐목재에서 추출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the lignin-containing compound may be extracted from waste wood, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 리그닌 함유 화합물은 술폰산염기(sulfonate group), 아민기(amine group), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 작용기 및 리그닌(lignin)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the lignin-containing compound may include lignin and a functional group selected from the group consisting of a sulfonate group, an amine group, and combinations thereof. It is not limited.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 바인더는 PVP (polyvinylpyrrolidone), PTFE(Polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose), PVDF(Polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌아민(polyethylene amine), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the binder is polyvinylpyrrolidone (PVP), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene amine, and these. It may include, but is not limited to, those selected from the group consisting of combinations.

또한, 본원의 제 2 측면은 전극재; 및 상기 제 1 측면에 따른 전극 보호층;을 포함하는, 전극 구조체를 제공한다.In addition, the second aspect of the present application is an electrode material; and an electrode protective layer according to the first aspect. It provides an electrode structure comprising a.

본원의 일 구현예에 따르면 상기 전극 보호층은 다공성 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode protective layer may have a porous structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극재는, Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode material is Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, It may include, but is not limited to, those selected from the group consisting of Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and combinations thereof.

또한, 본원의 제 3 측면은 상기 제 2 측면에 따른 전극 구조체를 포함하는 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 대향되어 배치되고, 금속을 포함하는 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 충진된 전해질; 을 포함하는 것인, 2 차 전지를 제공한다. In addition, a third aspect of the present application includes a first electrode including the electrode structure according to the second aspect, a second electrode disposed opposite the first electrode and including a metal; and an electrolyte filled between the first electrode and the second electrode; It provides a secondary battery comprising a.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차 전지의 충방전 과정에서, 상기 금속의 이온은 상기 전해질을 거쳐 상기 제 1 전극 상에 전착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, during charging and discharging of the secondary battery, ions of the metal may be electrodeposited on the first electrode through the electrolyte, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 상기 전극 보호층 및 상기 전극재의 사이에 전착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the metal may be electrodeposited between the electrode protection layer and the electrode material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 보호층은 상기 전극재 상에 전착되는 이온의 성장 방향을 제어할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode protection layer can control the growth direction of ions electrodeposited on the electrode material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 보호층은 상기 이온에 의한 덴드라이트 발생을 억제할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode protection layer may suppress dendrite generation due to the ions, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the metal may include one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and combinations thereof, but is not limited thereto.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described means of solving the problem are merely illustrative and should not be construed as intended to limit the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may be present in the drawings and detailed description of the invention.

일반적으로, 리튬-금속 전지를 충방전할 경우, 리튬이 균일하게 전착되지 못해 덴드라이트가 발생하여 성능 열화 속도가 빠른 문제가 존재하였다.In general, when charging and discharging a lithium-metal battery, there is a problem that lithium is not uniformly deposited and dendrites are generated, resulting in rapid performance deterioration.

이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본원에 따른 전극 보호층은 폐목재에서 추출하고, 리튬과 친화성을 갖는 리그노설폰산-소듐 염(lignosulfonic acid sodium salt), 술포네이트기(sulfonate group), 및 아민기(amine group) 를 이용하여, 균일한 리튬 이온의 전착을 유도할 수 있다.In order to solve these problems of the prior art, the electrode protective layer according to the present invention is extracted from waste wood, and contains lignosulfonic acid sodium salt having affinity for lithium, a sulfonate group, And using an amine group, uniform electrodeposition of lithium ions can be induced.

또한, 본원에 따른 전극 보호층은 상기 리그노설폰산-소듐 염, 아민기, 및 술포네이트기를 통해 빠른 이온 전달 및 효과적인 이온 교환이 가능하다. 이를 통해, 상기 전극 보호층은 리튬 덴드라이트의 성장을 억제하고, 안정적인 충방전이 가능해 향상된 전기 화학 전지를 제공할 수 있다.In addition, the electrode protective layer according to the present application enables rapid ion transfer and effective ion exchange through the lignosulfonic acid-sodium salt, amine group, and sulfonate group. Through this, the electrode protection layer suppresses the growth of lithium dendrites and enables stable charging and discharging, thereby providing an improved electrochemical battery.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects that can be obtained herein are not limited to the effects described above, and other effects may exist.

도 1a 은 본원의 일 구현예에 따른 전극 보호층의 효과에 대한 모식도이다.
도 1b 는 본원의 일 구현예에 따른 전극 보호층의 효과에 대한 모식도이다.
도 1c 는 본원의 일 구현예에 따른 전극 보호층의 효과에 대한 모식도이다.
도 2a 는 본원의 일 실시예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 2b 는 본원의 일 실시예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 2c 는 본원의 일 실시예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 3a 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 3b 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 3c 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 4a 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 4b 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 4c 는 본원의 일 비교예에 따른 전극 보호층의 SEM 이미지이다.
도 5 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 전지의 쿨롱 효율에 대한 그래프이다.
도 6a 내지 도6d 는 본원의 일 실시예에 따른 전지의 전기적 성질을 나타내는 그래프이다.
Figure 1a is a schematic diagram of the effect of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 1b is a schematic diagram of the effect of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 1c is a schematic diagram of the effect of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 2a is an SEM image of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 2b is an SEM image of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 2c is an SEM image of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application.
Figure 3a is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 3b is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 3c is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 4a is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 4b is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 4c is an SEM image of an electrode protective layer according to a comparative example of the present application.
Figure 5 is a graph of the coulombic efficiency of a battery according to an example and a comparative example of the present application.
6A to 6D are graphs showing electrical properties of a battery according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement them.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present application in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다 Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only the case where it is “directly connected,” but also the case where it is “electrically connected” with another element in between. do

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on”, “above”, “at the top”, “below”, “at the bottom”, or “at the bottom” of another member, this means that a member is located on another member. This includes not only cases where they are in contact, but also cases where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification of the present application, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다. As used herein, the terms “about,” “substantially,” and the like are used to mean at or close to a numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid understanding of the present application. It is used to prevent unscrupulous infringers from unfairly exploiting disclosures in which precise or absolute figures are mentioned. Additionally, throughout the specification herein, “a step of” or “a step of” does not mean “a step for.”

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination thereof" included in the Markushi format expression means a mixture or combination of one or more components selected from the group consisting of the components described in the Markushi format expression, It means including one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, description of “A and/or B” means “A or B, or A and B.”

이하에서는 본원의 전극 보호층 및 이를 포함하는 전지에 대하여, 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the electrode protective layer of the present application and the battery including the same will be described in detail with reference to implementation examples, examples, and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments, examples, and drawings.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 리그닌 함유 화합물; 금속 염; 및 바인더; 를 포함하는, 전극 보호층을 제공한다.As a technical means for achieving the above-mentioned technical problem, the first aspect of the present application is a lignin-containing compound; metal salt; and binder; It provides an electrode protective layer containing.

본원에 따른 전극 보호층은 리튬-금속 전지에 사용될 수 있다.The electrode protective layer according to the present disclosure can be used in lithium-metal batteries.

본원에 따른 리튬-금속 전지는 리튬 이온 전지의 애노드재인 흑연 또는 실리콘을 리튬 금속으로 대체한 것으로서, 종래의 리튬 이온 전지에 비해 더 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 그러나 리튬-금속 전지는 충전 과정 중 리튬 이온이 애노드 또는 캐소드의 표면에서 석출되며 수지상 결정(dendrite)이 형성되고, 이러한 수지상 결정은 상기 전지의 분리막을 훼손시키고, 리튬 이온의 이동을 방해해 전지의 수명 및 안정성을 저하시키는 문제가 있다.The lithium-metal battery according to the present application replaces graphite or silicon, which is an anode material of a lithium ion battery, with lithium metal, and can have a higher energy density than a conventional lithium ion battery. However, during the charging process of lithium-metal batteries, lithium ions precipitate on the surface of the anode or cathode and dendrites are formed. These dendrites damage the separator of the battery and hinder the movement of lithium ions, thereby damaging the battery. There is a problem that reduces lifespan and stability.

이러한 문제를 방지하기 위해, 리튬-금속 전지의 애노드 또는 캐소드 표면에 전극 보호층을 형성함으로써 덴드라이트의 성장을 억제 또는 덴드라이트가 최대한 균일하게 성장하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 본원에 따른 전극 보호층은 리그닌 함유 화합물을 포함할 수 있다.To prevent this problem, the growth of dendrites can be suppressed or the dendrites can be controlled to grow as uniformly as possible by forming an electrode protective layer on the anode or cathode surface of the lithium-metal battery. To this end, the electrode protective layer according to the present disclosure may include a lignin-containing compound.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 리그닌 함유 화합물은 폐목재에서 추출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the lignin-containing compound may be extracted from waste wood, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 리그닌 함유 화합물은 술폰산염기(sulfonate group), 아민기(amine group), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 작용기 및 리그닌(lignin)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the lignin-containing compound may include lignin and a functional group selected from the group consisting of a sulfonate group, an amine group, and combinations thereof. It is not limited.

본원에 따른 리그닌은, 목재의 목질부를 구성하는 성분 중 지용성 페놀 고분자를 의미하는 것으로서, C18H24O11내지 C40H45O18 의 단위 구조가 반복되되 상기 단위 구조는 작용기로서 수산기, 메톡시기, 술폰산염기, 아민기 등 다양한 작용기를 포함할 수 있는 물질을 의미한다.Lignin according to the present application refers to a fat-soluble phenol polymer among the components constituting the xylem part of wood, and the unit structure of C 18 H 24 O 11 to C 40 H 45 O 18 is repeated, and the unit structure includes hydroxyl group and methoxyl group as functional groups. It refers to a substance that can contain various functional groups such as group, sulfonate group, and amine group.

본원에 따른 전극 보호층은 작용기로서 술폰산염기, 및/또는 아민기를 포함하는 리그닌을 포함하는 것으로서, 상기 리그닌을 통해 리튬 덴드라이트의 성장을 제어할 수 있다. 이 때 상기 술폰산염기, 및/또는 아민기 등의 작용기는 리튬 이온과의 친화성이 좋아 리튬 이온의 전착 위치를 조절하여 균일한 리튬 이온의 전착을 유도하고, 덴드라이트의 형성 또는 성장을 억제할 수 있다.The electrode protective layer according to the present disclosure includes lignin containing a sulfonate group and/or an amine group as a functional group, and can control the growth of lithium dendrites through the lignin. At this time, functional groups such as the sulfonate group and/or amine group have good affinity for lithium ions and control the electrodeposition position of lithium ions to induce uniform electrodeposition of lithium ions and suppress the formation or growth of dendrites. You can.

이 때, 술포네이트기와 아민기를 동시에 포함하는 리그닌을 전극 보호층으로서 사용할 경우, 풍부한 결함 사이트(defect sites)가 형성되어 전기 전도도가 향상되고, 크래프트 리그닌(kraft lignin)의 낮은 전기 전도도를 보완할 수 있다.At this time, when lignin containing both a sulfonate group and an amine group is used as an electrode protective layer, abundant defect sites are formed, improving electrical conductivity and compensating for the low electrical conductivity of kraft lignin. there is.

또한, 본원에 따른 전극 보호층은 처분되는 폐목재에서 리그닌을 추출해 제조되는 것인 만큼, 상기 전극 보호층은 자원의 재활용 측면에서 친환경적으로 제조될 수 있다.In addition, since the electrode protective layer according to the present application is manufactured by extracting lignin from discarded waste wood, the electrode protective layer can be manufactured in an environmentally friendly manner in terms of recycling of resources.

후술하겠지만, 상기 전극 보호층은 보호하고자 하는 전극과 전해질 사이에 배치되는 것으로서, 리튬 이온은 상기 보호층을 통과할 수 있다.As will be described later, the electrode protective layer is disposed between the electrode to be protected and the electrolyte, and lithium ions can pass through the protective layer.

구체적으로 상기 전극 보호층은, 다공성 구조를 가짐으로써 충방전 중 리튬 이온이 이동할 수 있다. 또한, 리튬 덴드라이트는 분리막을 파손해 쇼트(short)를 일으킬 수 있는 문제가 있으나, 상기 전극 보호층은 충방전 과정 중 발생하는 리튬 덴드라이트가 분리막을 통과하지 못하도록 물리적 보호막의 기능을 할 수 있다.Specifically, the electrode protection layer has a porous structure, allowing lithium ions to move during charging and discharging. In addition, lithium dendrites have the problem of damaging the separator and causing a short circuit, but the electrode protection layer can function as a physical protective film to prevent lithium dendrites generated during the charging and discharging process from passing through the separator. .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 바인더는 PVP (polyvinylpyrrolidone), PTFE(Polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose), PVDF(Polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌아민(polyethylene amine), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the binder is polyvinylpyrrolidone (PVP), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene amine, and these. It may include, but is not limited to, those selected from the group consisting of combinations.

또한, 본원의 제 2 측면은 전극재; 및 상기 제 1 측면에 따른 전극 보호층;을 포함하는, 전극 구조체를 제공한다. 후술하겠지만, 상기 전극 구조체는 애노드로서 사용될 수 있다.In addition, the second aspect of the present application is an electrode material; and an electrode protective layer according to the first aspect. It provides an electrode structure comprising a. As will be described later, the electrode structure can be used as an anode.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 보호층은 다공성 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode protective layer may have a porous structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극재는, Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode material is Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, It may include, but is not limited to, those selected from the group consisting of Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and combinations thereof.

상기 전극재는 후술할 2 차 전지에서 전류를 수집하는 물질로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극재는 구리 호일을 포함할 수 있다.The electrode material may function as a material that collects current in a secondary battery, which will be described later. For example, the electrode material may include copper foil.

또한, 본원의 제 3 측면은 금속 및 상기 제 2 측면에 따른 전극 구조체를 포함하는 애노드, 상기 애노드과 대향되어 배치되고, 전극 활물질을 포함하는 캐소드; 및 상기 애노드 및 캐소드 사이에 충진된 전해질; 을 포함하는 것인, 2 차 전지를 제공한다.In addition, a third aspect of the present application includes an anode including a metal and an electrode structure according to the second aspect, a cathode disposed opposite the anode and including an electrode active material; and an electrolyte filled between the anode and the cathode; It provides a secondary battery comprising a.

이 때 상기 전극 구조체는 제 1 측면에 따른 전극 보호층을 포함하는 것으로서, 상기 전극 보호층은 상기 애노드 상에 배치되는 것이다. 다만, 상기 캐소드 상에는 전극 보호층이 배치되지 않을 수 있으나, 필요에 따라 배치될 수 있다.At this time, the electrode structure includes an electrode protective layer according to the first aspect, and the electrode protective layer is disposed on the anode. However, an electrode protection layer may not be disposed on the cathode, but may be disposed as needed.

이와 관련하여, 본원에 따른 2 차 전지는 리튬-금속 전지를 의미할 수 있다.In this regard, the secondary battery according to the present application may refer to a lithium-metal battery.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 애노드의 금속은 Li 를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the metal may include one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and combinations thereof, but is not limited thereto. Preferably, the metal of the anode may include Li.

예를 들어, 상기 애노드는 리튬 금속 전극, 및 상기 리튬 금속 전극 상에 배치되고, 구리 호일 및 상기 구리 호일 상에 형성된 전극 보호층을 포함하는 전극 구조체를 포함할 수 있다.For example, the anode may include a lithium metal electrode and an electrode structure disposed on the lithium metal electrode and including copper foil and an electrode protection layer formed on the copper foil.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 활물질은 Li+O, LiMn2O4, LiFePO4, LiMnO2, LiCoO2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode active material may include a material selected from the group consisting of Li + O, LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiMnO 2 , LiCoO 2 , and combinations thereof, but is limited thereto. no.

이와 관련하여, 상기 애노드 및 상기 캐소드 모두 Li 를 포함할 수 있으나, 상기 애노드는 Li 금속을 포함하고, 상기 캐소드는 Li+O, LiMn2O4, LiFePO4, LiMnO2, 등 Li 이온을 포함하는 화합물을 포함한다.In this regard, both the anode and the cathode may include Li, but the anode includes Li metal and the cathode includes Li ions, such as Li + O, LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiMnO 2 , etc. Contains compounds.

상술하였듯 상기 전극 구조체는 상기 애노드의 표면에 배치될 수 있으며, 상기 2 차 전지의 충방전 과정에서 Li 이온은 상기 애노드와 상기 캐소드 사이를 이동할 수 있다. 이 때 상기 리튬 이온은 상기 전극 구조체를 통과할 수 있고, 충전중에는 상기 애노드에서 환원될 수 있다.As described above, the electrode structure may be disposed on the surface of the anode, and Li ions may move between the anode and the cathode during charging and discharging of the secondary battery. At this time, the lithium ions can pass through the electrode structure and can be reduced at the anode during charging.

일반적으로 환원되는 리튬 이온은 상기 애노드의 금속의 표면에서 수지상으로 성장하며 덴드라이트를 형성해 2 차 전지의 분리막을 훼손할 수 있으나, 본원에 따른 전극 구조체는 상기 전극 보호층을 포함하고, 상기 전극 보호층은 리그닌 함유 화합물을 포함하며, 상기 리그닌 함유 화합물의 친리튬 이온성을 통해 상기 리튬 덴드라이트가 상기 애노드의 금속 표면에 균일하게 형성되도록 제어할 수 있다.Generally, reduced lithium ions grow in dendrites on the surface of the metal of the anode and form dendrites, which may damage the separator of the secondary battery. However, the electrode structure according to the present application includes the electrode protection layer and protects the electrode. The layer includes a lignin-containing compound, and the lithium ion-friendly nature of the lignin-containing compound can be used to control the lithium dendrites to be uniformly formed on the metal surface of the anode.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차 전지의 충방전 과정에서, 상기 금속의 이온은 상기 전해질을 거쳐 상기 애노드 상에 전착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, during charging and discharging of the secondary battery, ions of the metal may be electrodeposited on the anode through the electrolyte, but are not limited thereto.

도 1a 내지 도 1c 는 본원의 일 구현예에 따른 전극 보호층의 효과에 대한 모식도이다. 구체적으로, 도 1a 내지 도 1c 는 전극재로서 구리 호일을 사용한 것으로서, 도 1a 는 전극재만, 도 1b 는 작용기를 포함하지 않는 크래프트 리그닌(kraft lignin)을 포함하고, 도 1c 는 본원에 따른 리그닌 함유 화합물을 포함하는 전극 보호층을 포함하는 것이다.1A to 1C are schematic diagrams of the effect of an electrode protective layer according to an embodiment of the present application. Specifically, FIGS. 1A to 1C show copper foil as an electrode material, where FIG. 1A shows only the electrode material, FIG. 1B includes kraft lignin without a functional group, and FIG. 1C shows lignin containing lignin according to the present application. It includes an electrode protective layer containing a compound.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 상기 전극 보호층 및 상기 전극재의 사이에 전착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the metal may be electrodeposited between the electrode protection layer and the electrode material, but is not limited thereto.

상기 2 차 전지를 방전시키면, 상기 금속이 이온으로 용출되며 상기 캐소드로 향할 수 있다. 이 때 상기 2 차 전지를 충전시키면 상기 캐소드로 향한 금속 이온이 상기 애노드를 향할 수 있다. 이 때 상기 금속 이온은 상기 전극 보호층을 통과하여 상기 전극재와 상기 전극 보호층의 사이에 해당하는 지점에서 환원되어 금속으로 전착될 수 있다.When the secondary battery is discharged, the metal is eluted as ions and may head to the cathode. At this time, when the secondary battery is charged, metal ions directed to the cathode may be directed to the anode. At this time, the metal ions may pass through the electrode protective layer and be reduced and electrodeposited into metal at a point between the electrode material and the electrode protective layer.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 보호층은 상기 전극재 상에 전착되는 이온의 성장 방향을 제어할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the electrode protection layer can control the growth direction of ions electrodeposited on the electrode material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극 보호층은 상기 이온에 의한 덴드라이트 발생을 억제할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 덴드라이트는 애노드 또는 캐소드로부터 성장하는 것으로서, 전해질과 애노드 또는 전해질과 캐소드 사이의 분리막을 훼손시킬 수 있어 전지의 성능 저하를 야기할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the electrode protection layer may suppress dendrite generation due to the ions, but is not limited thereto. The dendrite grows from the anode or cathode and can damage the separator between the electrolyte and the anode or the electrolyte and the cathode, causing a decrease in battery performance.

도 1a 내지 도 1c 를 참조하면, 상기 리그닌 함유 화합물을 포함하는 전극 보호층을 사용할 경우, 전극 보호층과 구리 호일 사이에 리튬 이온이 전착되면서 균일한 리튬 금속층이 형성될 수 있으나, 전극재만을 사용하거나, 또는 크래프트 리그닌을 사용할 경우 구리 호일의 표면에서 리튬 덴드라이트가 형성됨을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1A to 1C, when using an electrode protective layer containing the lignin-containing compound, a uniform lithium metal layer can be formed by electrodepositing lithium ions between the electrode protective layer and the copper foil, but only the electrode material is used. Alternatively, when kraft lignin is used, it can be confirmed that lithium dendrites are formed on the surface of the copper foil.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

[실시예 1][Example 1]

Lignin-SO3H, 바인더, 및 분산재를 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리를 이용해 보호층을 제조하였다. 이어서, Cu 호일 상에 상기 보호층을 코팅하여 2032 코인셀을 제조하였다.A slurry was prepared by mixing Lignin-SO 3 H, a binder, and a dispersant, and then a protective layer was prepared using the slurry. Next, a 2032 coin cell was manufactured by coating the protective layer on Cu foil.

[실시예 2][Example 2]

Lignin-NH₂ (amine group), 바인더, 및 분산재를 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리를 이용해 보호층을 제조하였다. 이어서, Cu 호일 상에 상기 보호층을 코팅하여 2032 코인셀을 제조하였다.A slurry was prepared by mixing Lignin-NH₂ (amine group), a binder, and a dispersant, and then a protective layer was prepared using the slurry. Next, a 2032 coin cell was manufactured by coating the protective layer on Cu foil.

[실시예 3][Example 3]

Lignin-NH2/SO3H, 바인더, 및 분산재를 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리를 이용해 보호층을 제조하였다. 이어서, Cu 호일 상에 상기 보호층을 코팅하여 2032 코인셀을 제조하였다.Lignin-NH 2 /SO 3 H, a binder, and a dispersant were mixed to prepare a slurry, and then a protective layer was prepared using the slurry. Next, a 2032 coin cell was manufactured by coating the protective layer on Cu foil.

이 때, Lignin-NH2/SO3H 는, NH2 기 및 SO3H 기를 동시에 가진 리그닌을 의미한다.At this time, Lignin-NH 2 /SO 3 H refers to lignin having both NH 2 groups and SO 3 H groups.

[비교예 1] [Comparative Example 1]

상기 실시예 1 과 동일하되, 리그닌술폰산-소듐 염 대신 작용기를 포함하지 않는 크래프트 리그닌을 사용하여 코인셀을 제조하였다.A coin cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that kraft lignin containing no functional group was used instead of lignin sulfonic acid-sodium salt.

[비교예 2][Comparative Example 2]

상기 실시예 1 과 동일하되, 보호층 없이 Cu 호일 만을 사용하여 코인셀을 제조하였다.A coin cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that only Cu foil was used without a protective layer.

[실험예 1][Experimental Example 1]

도 2a 내지 도 4c 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 보호층의 SEM 이미지이다. 구체적으로 도 2a 내지 도 2c 는 상기 실시예 1 에 따른 보호층의 표면, 10 사이클 후의 리튬 전착 표면, 및 100 사이클 후의 리튬 전착 표면이고, 도 3a 내지 도 3c 는 상기 비교예 1 에 따른 보호층의 표면, 10 사이클 후의 리튬 전착 표면, 및 100 사이클 후의 리튬 전착 표면이고, 도 4a 내지 도 4c 는 상기 비교예 2 에 따른 보호층의 표면, 10 사이클 후의 리튬 전착 표면, 및 100 사이클 후의 리튬 전착 표면이다. 이 때 사이클은 상기 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2 에 따른 코인 셀을 충전-방전을 반복한 것을 의미한다.2A to 4C are SEM images of protective layers according to an example and a comparative example of the present application. Specifically, FIGS. 2A to 2C show the surface of the protective layer according to Example 1, the lithium electrodeposition surface after 10 cycles, and the lithium electrodeposition surface after 100 cycles, and FIGS. 3A to 3C show the protective layer according to Comparative Example 1. surface, the lithium electrodeposition surface after 10 cycles, and the lithium electrodeposition surface after 100 cycles, and Figures 4A to 4C show the surface of the protective layer according to Comparative Example 2, the lithium electrodeposition surface after 10 cycles, and the lithium electrodeposition surface after 100 cycles. . At this time, the cycle means repeated charging and discharging of the coin cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.

도 2a 내지 도 4c 를 참조하면, 상기 실시예 1 에 따른 보호층은, 충방전 하지 않은 최초의 상태에서는 비교예 1 및 비교예 2 에 따른 보호층에 비해 거친 표면을 가진다. 그러나 충방전 사이클을 10 회 또는 100 회 수행한 후의 표면을 비교하면, 실시예 1 에 따른 보호층은 표면 변화가 미비하나, 비교예 1 및 2 에 따른 보호층은 표면변화가 심해 리튬 덴드라이트가 다수 발생하였음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 2A to 4C, the protective layer according to Example 1 has a rougher surface than the protective layers according to Comparative Examples 1 and 2 in the initial state without charging or discharging. However, when comparing the surface after performing 10 or 100 charge/discharge cycles, the protective layer according to Example 1 showed little surface change, but the protective layer according to Comparative Examples 1 and 2 showed severe surface change, forming lithium dendrites. It can be confirmed that multiple occurrences occurred.

[실험예 2][Experimental Example 2]

도 5 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 전지의 쿨롱 효율에 대한 그래프이다.Figure 5 is a graph of the coulombic efficiency of a battery according to an example and a comparative example of the present application.

도 5 를 참조하면, 상기 비교예 1 및 비교예 2 에 따른 코인 셀의 쿨롱 효율(coulomb efficiency) 는 140 사이클 내지 160 사이클에서 감소하고 있는 반면, 상기 실시예 1 에 따른 코인 셀(Lignin-SO3H 포함)은 220 사이클을 수행하여도 쿨롱 효율의 변화가 없음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, the coulomb efficiency of the coin cell according to Comparative Examples 1 and 2 decreases from 140 to 160 cycles, while the coulomb efficiency of the coin cell according to Example 1 (Lignin-SO 3) decreases from 140 to 160 cycles. It can be confirmed that there is no change in coulombic efficiency even after 220 cycles (including H).

[실험예 3][Experimental Example 3]

상기 실시예 2 에 따른 전지와, 실시예 3 에 따른 전지의 쿨롱 효율 및 전압-면 용량(areal capacity)에 대해 분석하였다.The coulombic efficiency and voltage-areal capacity of the battery according to Example 2 and the battery according to Example 3 were analyzed.

도 6a 내지 도6d 는 상기 실시예에 따른 전지의 전기적 성질을 나타내는 그래프이다. 구체적으로 도 6a 및 도 6b 는 실시예 2 에 따른 전지이고, 도 6c 및 도 6d 는 실시예 3 에 따른 전지이다.6A to 6D are graphs showing the electrical properties of the battery according to the above example. Specifically, FIGS. 6A and 6B show a battery according to Example 2, and FIGS. 6C and 6D show a battery according to Example 3.

도 6a 내지 도 6d 를 참조하면, 상기 실시예 2 에 따른 전지(Lignin-NH2 사용) 및 상기 실시예 3 에 따른 전지(Lignin-NH2/SO3H 사용)는 140 사이클을 사용하여도 안정적인 전기적 성질을 가짐을 확인할 수 있으며, 이를 통해 덴드라이트의 형성이 억제되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 6A to 6D, the battery according to Example 2 (using Lignin-NH 2 ) and the battery according to Example 3 (using Lignin-NH 2 /SO 3 H) are stable even after 140 cycles. It can be confirmed that it has electrical properties, and through this, it can be confirmed that the formation of dendrites has been suppressed.

또한, Lignin-NH2/SO3H 는 쿨롱 효율이 안정적이며, 평탄역(Plateau) 구간의 개형을 확인해 안정적으로 반응이 일어남을 확인할 수 있다.In addition, Lignin-NH 2 /SO 3 H has stable coulombic efficiency, and it can be confirmed that the reaction occurs stably by confirming the reformation of the plateau section.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present application described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present application can be easily modified into other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present application.

Claims (14)

리그닌 함유 화합물;
금속 염; 및
바인더;
를 포함하는,
전극 보호층.
lignin-containing compounds;
metal salt; and
bookbinder;
Including,
Electrode protective layer.
제 1 항에 있어서,
상기 리그닌 함유 화합물은 폐목재에서 추출된 것인, 전극 보호층.
According to claim 1,
The lignin-containing compound is an electrode protective layer extracted from waste wood.
제 1 항에 있어서,
상기 리그닌 함유 화합물은 술폰산염기(sulfonate group), 아민기(amine group), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 작용기 및 리그닌(lignin)을 포함하는 것인, 전극 보호층.
According to claim 1,
The electrode protection layer, wherein the lignin-containing compound includes lignin and a functional group selected from the group consisting of a sulfonate group, an amine group, and combinations thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 염은 Na, Li, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 전극 보호층.
According to claim 1,
The electrode protective layer wherein the metal salt includes one selected from the group consisting of Na, Li, K, Rb, Cs, and combinations thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 바인더는 PVP (polyvinylpyrrolidone), PTFE(Polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose), PVDF(Polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌아민(polyethylene amine), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 전극 보호층.
According to claim 1,
The binder is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene amine, and combinations thereof. Containing an electrode protective layer.
전극재; 및
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전극 보호층;
을 포함하는,
전극 구조체.
electrode material; and
The electrode protective layer according to any one of claims 1 to 5;
Including,
Electrode structure.
제 6 항에 있어서,
상기 전극 보호층은 다공성 구조를 갖는 것인, 전극 구조체.
According to claim 6,
An electrode structure wherein the electrode protective layer has a porous structure.
제 6 항에 있어서,
상기 전극재는, Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 전극 구조체.
According to claim 6,
The electrode materials include Cu, Li, Na, K, Rb, Cs, Ni, Co, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, An electrode structure comprising one selected from the group consisting of Lu, and combinations thereof.
제 6 항에 따른 전극 구조체를 포함하는 제 1 전극;
상기 제 1 전극과 대향되어 배치되고, 금속을 포함하는 제 2 전극; 및
상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 충진된 전해질;
을 포함하는 것인,
2 차 전지.
A first electrode comprising the electrode structure according to claim 6;
a second electrode disposed opposite the first electrode and containing metal; and
Electrolyte filled between the first electrode and the second electrode;
which includes,
Secondary battery.
제 9 항에 있어서,
상기 2 차 전지의 충방전 과정에서, 상기 금속의 이온은 상기 전해질을 거쳐 상기 제 1 전극 상에 전착되는 것인, 2 차 전지.
According to clause 9,
In the process of charging and discharging the secondary battery, ions of the metal are electrodeposited on the first electrode through the electrolyte.
제 10 항에 있어서,
상기 금속은 상기 전극 보호층 및 상기 전극재의 사이에 전착되는 것인, 2 차 전지.
According to claim 10,
A secondary battery in which the metal is electrodeposited between the electrode protective layer and the electrode material.
제 10 항에 있어서,
상기 전극 보호층은 상기 전극재 상에 전착되는 이온의 성장 방향을 제어하는 것인, 2 차 전지
According to claim 10,
A secondary battery, wherein the electrode protection layer controls the growth direction of ions electrodeposited on the electrode material.
제 12 항에 있어서,
상기 전극 보호층은 상기 이온에 의한 덴드라이트 발생을 억제하는 것인, 2 차 전지.
According to claim 12,
The electrode protection layer is a secondary battery that suppresses the generation of dendrites due to the ions.
제 9 항에 있어서,
상기 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 2 차 전지.
According to clause 9,
A secondary battery wherein the metal includes one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and combinations thereof.
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