유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제와 이를 포함하는 이차전지 및 리튬-공기 전지
Solid-type oxidative-stress suppressant for secondary batteries and Secondary batteries included the same and Lithium-air battery
특허 요약
본 발명은 유기 금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로서, 유기계나 수계 및 고체전해질 등을 포함하는 다양한 이차전지 내부에서 발생할 수 있는 부반응 억제하고 전해질의 산화를 방지하며 금속 음극을 사용하는 이차전지의 부식을 방지할 수 있도록 한 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제와 이를 포함하는 이차전지 및 리튬-공기 전지를 제공한다.
청구항
번호청구항
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제 16항에 있어서,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 멤브레인 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬-공기 전지.

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제 14항에 있어서,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 이차전지 내 배치위치를 변경하여 사용 가능한 것을 특징으로 하는 이차전지.

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리튬 음극, O2 양극, 및 상기 리튬 음극과 O2 양극의 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하는 리튬-공기 전지에 있어서,상기 O2 양극의 외측에 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제를 고정 배치하며,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 6항, 제 9항, 제 10항 중에서 어느 한 항에 의한 구성인 것을 특징으로 하는 리튬-공기 전지.

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(A) 유기금속 폴리머를 혼합용매에 용해시키는 단계;(B) 상기 유기금속 폴리머가 용해된 용액에 섬유계 재료를 담그는 단계;(C) 상기 (B)단계의 결과물에 대해 냉동 처리하는 단계;(D) 상기 (C)단계의 냉동 처리된 결과물에 대해 동결 건조시킴으로써 유기금속 폴리머를 성장시켜 유기금속 폴리머계 분말을 수득하는 단계; 로 합성되며,상기 혼합용매는 증류수(H2O) : 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol) = 912 : 0.81.2의 부피비 또는 중량비로 혼합하고,상기 혼합용매에 유기금속 폴리머 0.110g을 투입하여 용해시키며,상기 (C)단계는 영하 510℃에서 1020시간 동안 냉동 처리하고,상기 (D)단계는 영하 3050℃에서 18~24시간 동안 동결 건조시킨 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

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제 1항에 있어서,상기 유기금속 폴리머는,유기게르마늄(Propa germanium), 아세트산아연(Zinc acetate), 아셀렌산나트륨(Sodium selenite), 테트라아세트산실리콘(Silicon tetraacetate), 메타규산나트륨(Sodium metasilicate) 중에서 적어도 하나 또는 그 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

3

제 2항에 있어서,상기 유기게르마늄은,O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2}인 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

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제 1항에 있어서,상기 섬유계 재료는,탄소섬유로 이루어진 직물인 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

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8

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제 1항에 있어서,상기 (D)단계에서 수득된 유기금속 폴리머계 분말은 나노 와이어 타입의 입자인 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

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제 9항에 있어서,상기 (D)단계에서 수득된 유기금속 폴리머계 분말은 평균 직경 80~100nm인 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

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제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 6항, 제 9항, 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,상기 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는,리튬-공기 전지, 리튬-황 전지, 아연-공기 전지, 아연-이온 전지, 전고체 이차전지 중의 어느 1군에 접목되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제.

12

유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제를 구비하되, 이를 이차전지 내에 하나의 구성요소로서 고정 배치하여 사용하며,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 6항, 제 9항, 제 10항 중에서 어느 한 항에 의한 구성인 것을 특징으로 하는 이차전지.

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제 12항에 있어서,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 멤브레인 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.

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리튬 양극, O2 음극, 및 상기 리튬 양극과 O2 음극의 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하는 리튬-공기 전지에 있어서,상기 세퍼레이터 상에 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제를 고정 배치하거나 또는 상기 세퍼레이터 자체를 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제로 구성하며,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 6항, 제 9항, 제 10항 중에서 어느 한 항에 의한 구성인 것을 특징으로 하는 리튬-공기 전지.

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제 19항에 있어서,상기 유기금속 폴리머를 이용한 이차전지용 고체형 산화스트레스 억제제는 멤브레인 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬-공기 전지.