14족 금속나노튜브를 포함하는 음극, 이를 채용한 리튬전지 및 이의 제조 방법
Anode comprising Group 14 metal nanotube, lithium battery comprising anode, and preparation method thereof
특허 요약
전도성 기판상에 이격되어 배열된 복수의 14족 금속으로 이루어진 나노튜브를 포함하는 음극, 상기 음극을 채용한 리튬전지, 및 상기 음극의 제조방법이 제시된다. 14족 금속나노튜브
청구항
번호청구항
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제 22 항에 있어서, 40사이클 충방전 후의 용량유지율이 78% 이상인 리튬전지.

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전도성 기판; 및상기 기판상에 이격되어 배열된 복수의 14족 금속나노튜브;를 포함하며,상기 기판이 스테인레스 스틸, 구리, 니켈, 철 및 코발트로 이루어진 군에서 선택되며,상기 14족 금속이 실리콘, 게르마늄, 주석 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 음극.

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3

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브가 도판트를 추가적으로 포함하는 음극.

4

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

5

제 3 항에 있어서, 상기 도판트가 보론, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 인, 비소, 안티몬 및 비스무트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 음극.

6

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브가 기판의 표면으로부터 돌출되는 방향으로 배향된 음극.

7

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브가 기판에 대하여 수직 방향으로 배향된 음극.

8

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 길이가 5㎛ 초과인 음극.

9

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 길이가 5 초과 내지 30㎛인 음극.

10

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 길이 방향 부피팽창율이 100% 이하인 음극.

11

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 길이 방향 부피팽창율이 70% 이하인 음극.

12

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브 길이의 최대값 및 상기 기판의 면적에 의하여 정의되는 부피 중에서, 상기 14족 금속나노튜브에 의하여 점유되는 부피가 50% 초과인 음극.

13

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 외경이 50nm 초과인 음극.

14

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 외경이 100nm 내지 300nm인 음극.

15

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 내경이 20nm 내지 200nm인 음극.

16

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 내경이 50nm 내지 150nm인 음극.

17

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 벽 두께(wall thickness)가 20 내지 100nm인 음극.

18

제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브가 금속나노튜브의 내경과 길이에 의하여 정의되는 빈 내부공간을 가지는 음극.

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제 1 항에 있어서, 상기 14족 금속나노튜브의 일말단이 밀폐된 음극.

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21

제 1 항에 있어서, 추가적인 음극활물질을 포함하는 음극.

22

양극;제 1 항, 제 3 항 내지 제 19 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 음극; 및상기 양극과 음극 사이에 개재된 전해질을 포함하는 리튬전지.

23

제 22 항에 있어서, 상기 전해질이 액체 또는 겔(gel) 상태인 리튬전지.

24

제 22 항에 있어서, 상기 음극의 단위면적당 방전용량이 0.5mAh/cm2 이상인 리튬전지.

25

제 22 항에 있어서, 상기 음극의 단위면적당 방전용량이 1mAh/cm2 이상인 리튬전지.

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