일반기술

리튬 황 이차전지

본 기술은 리튬 황 이차전지에 관한 것으로, 리튬 황 이차전지에 있어서 핵심문제인 황의 전기화학 반응 중간체가 전해질을 통하여 음극으로 확산하는 문제를 해결하며, 충방전에 따른 양극 및 음극의 용량감소 문제를 해결하고, 궁극적으로는 싸이클 수명(cycle life)이 현저히 개량된 리튬 황 2차전지를 제조하는 방법을 제공한다. 리튬이차전지는 방전 시에는 전자는 전선을 통하여 음극으로부터 양극으로 이동하고, 리튬 이온은 전해질을 통하여 음극으로부터 양극으로 이동한다. 이상적인 전지는 전선으로는 전자만 이동하고, 전해질로는 이온만 이동해야 한다. 리튬이차전지의 경우, 전해질에 의한 이온의 이동에 있어서 리튬이온이 이동할 수 있어야 한다. 리튬 염 함유 유기전해액 및 리튬 염 함유 고분자계열 전해질(겔 및 채널 형태 포함)은 이온들을 안정화시킬 수 있어 이온전도 매질로 사용하여 왔다. 기존의 유기전해액 및 고분자 전해질이 리튬이온 뿐만 아니라, 다른 이온들도 용이하게 이동시킬 수 있는데 문제가 있다. 리튬 황 이차전지에 있어서의 핵심 문제점은 S x-2 이온종들이 유기전해액 및 고분자 계열 전해질 매질을 통과하여 음극에 도달하는 것이다. 본 기술에서는 S x-2 이온종이 음극으로 확산하는 경로를 폐쇄하고, 전지반응에 필요한 리튬이온은 자유롭게 양극과 음극사이를 움직일 수 있도록 하는 선택성 이온 전도체(selective ion sieve conductor)를 적용한 리튬 황 이차 전지를 개발하여, 기존의 문제점을 해결하여 성능을 현저히 향상하는 방법을 제공한다.본 기술은 리튬 황 이차전지에 있어서 핵심문제인 황의 전기화학 반응 중간체가 전해질을 통하여 음극으로 확산하는 문제를 해결하며, 충방전에 따른 양극 및 음극의 용량감소 문제를 해결하고, 궁극적으로는 싸이클 수명(cycle life)이 현저히 개량된 리튬 황 이차전지를 제조하는 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.목적을 달성하기 위하여 본 기술의 바람직한 실시예에 따른 리튬 황 이차전지는, 황 이온종이 음극으로 확산하는 경로를 폐쇄하고 전지반응에 필요한 리튬이온이 자유롭게 양극과 음극 사이를 움직일 수 있도록 하는 선택성 이온 전도 및 차단체를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.