금속나노튜브를 포함하는 음극, 이를 채용한 리튬전지 및 이의 제조 방법
Anode comprising metal nanotube, lithium battery comprising anode, and preparation method thereof
특허 요약
전도성 기판상에 이격되어 배열된 복수의 금속나노튜브를 포함하며, 상기 나노튜브의 말단이 개구되어 있는 음극, 상기 음극을 채용한 리튬전지, 및 상기 음극의 제조방법이 제시된다.
청구항
번호청구항
8

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브의 평균 외경이 100nm 내지 300nm인 음극.

9

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브의 평균 내경이 20nm 내지 200nm인 음극.

10

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브 말단의 개구부 직경이 상기 나노튜브 내경의 0.5 내지 1배인 음극.

11

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브 표면에 수소가 공유결합된 음극.

1

전도성 기판; 및상기 기판상에 이격되어 배열된 복수의 나노튜브;를 포함하며,상기 나노튜브의 말단이 개구되며,상기 나노튜브가 금속나노튜브 또는 준금속나노튜브이며,상기 나노튜브가 기판의 표면으로부터 수직 방향으로 배향되는 음극.

2

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브가 실리콘, 게르마늄, 주석, 알루미늄, 아연, 은, 금, 백금 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 원소를 포함하는 음극.

3

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브가 도판트를 추가적으로 포함하는 음극.

4

제 3 항에 있어서, 상기 도판트가 13족 또는 15족 원소인 음극.

5

삭제

6

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브의 평균 길이가 5 초과 내지 30㎛인 음극.

7

제 1 항에 있어서, 상기 나노튜브 길이의 최대값 및 상기 기판의 면적에 의하여 정의되는 부피 중에서, 상기 나노튜브에 의하여 점유되는 부피가 50% 초과인 음극.

12

양극;제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 음극; 및상기 양극과 음극 사이에 개재된 전해질을 포함하는 리튬전지.

13

전도성 기판 상에 기판의 표면으로부터 돌출되는 방향으로 나노막대를 형성시키는 단계;상기 나노막대 상에 금속 또는 준금속을 포함하는 코팅층을 형성하여 결과물을 얻는 단계;상기 결과물을 열처리하여 나노막대를 선택적으로 제거하여 나노튜브를 형성하는 단계; 및상기 나노튜브의 말단을 개구시키는 단계;를 포함하는 음극 제조방법.

14

제 13 항에 있어서, 상기 코팅층이 실리콘, 게르마늄, 주석, 알루미늄, 아연, 은, 금, 백금 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 원소를 포함하는 음극 제조방법.

15

제 13 항에 있어서, 상기 나노막대가 금속산화물인 음극 제조방법.

16

제 13 항에 있어서, 상기 코팅층이 도판트를 추가적으로 포함하는 음극 제조방법.

17

제 13 항에 있어서, 상기 코팅층이 금속 또는 준금속 전구체 가스를 상기 나노막대와 접촉시킴에 의하여 코팅되는 음극 제조방법.

18

제 17 항에 있어서, 상기 금속 또는 준금속 전구체 가스가 도판트 전구체 가스를 추가적으로 포함하는 음극 제조방법.

19

제 13 항에 있어서, 상기 나노튜브의 일말단을 개구시키는 단계가 상기 나노튜브를 건식 식각하는 단계를 포함하는 음극제조방법.

20

제 19 항에 있어서, 상기 건식 식각에 사용되는 기체가Ar; 및Cl2, SF6, 및 CF4로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 기체;인 음극 제조방법.

21

제 19 항에 있어서, 상기 건식 식각 단계 후에 상기 나노튜브를 습식 식각하는 단계;를 추가적으로 포함하는 음극 제조방법.

22

제 21 항에 있어서, 상기 습식 식각에 사용되는 식각액이 HF-NH4F 식각액, 및 HF-P2O5식각액 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 음극 제조방법.

23

제 13 항에 있어서, 상기 나노튜브의 일말단을 개구시키는 단계 후에 상기 개구된 나노튜브를 환원성 분위기에서 열처리하는 단계;를 추가적으로 포함하는 음극 제조방법.

24

제 23 항에 있어서, 상기 열처리 온도가 200 내지 700℃인 음극 제조방법.

25

제 23 항에 있어서, 상기 환원성 분위기에 사용되는 기체가 수소, Ar, He 및 CO2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 음극 제조방법.