아연 금속 음극재 및 이의 제조방법
Zinc metal anode material and its method for preparing the same
특허 요약
본 발명의 일 실시예는 MXene 표면에 플루오린을 포함하는 단일층을 형성하는 단계; 및 상기 단일층이 형성된 MXene을 아연 금속 표면에 코팅하여 인공 보호층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 단일층을 형성하는 단계는 상기 MXene의 표면에 존재하는 Ti-O-Si 공유 결합으로 상기 플루오린이 상기 MXene의 표면에 자가조립(self-assembly)되는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

MXene을 아연 금속 표면에 코팅하여 인공 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 인공 보호층 상에 플루오린을 포함하는 단일층을 형성하는 단계;를 포함하되,상기 단일층을 형성하는 단계는 상기 MXene의 표면에 존재하는 Ti-O-Si 공유 결합으로 상기 플루오린이 상기 MXene의 표면에 자가조립(self-assembly)되는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법.

2

제1항에 있어서, 상기 MXene은 하기 화학식1으로 표현되는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법: [화학식1] Ti3C2Tx상기 화학식1에 있어서, 상기 T는 Terminated functional group을 의미하는 것이고, 상기 x는 상기 T의 종류를 한정하는 것으로, O, OH, 및 F로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이다.

3

제1항에 있어서, 상기 단일층을 형성하는 단계는,PFDTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyltriethoxysilane), PFOTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane), 및 PFDDTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorododecyltrichlorosilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 단일층을 형성하는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법.

4

제1항에 있어서, 상기 단일층을 형성하는 단계는,상기 인공 보호층 상에 상기 플루오린을 포함하는 단일층을 10 nm 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법.

5

제1항에 있어서, 상기 인공 보호층을 형성하는 단계는,딥 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 화학기상증착법(CVD), 및 물리기상증착법(PVD)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 진행하는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법.

6

제1항에 있어서, 상기 인공 보호층을 형성하는 단계는,상기 아연 금속 표면에 상기 MXene을 50 nm 내지 150 nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재 제조방법.

7

아연 금속 음극; 상기 아연 금속 음극 상에 형성된 인공 보호층; 및상기 인공 보호층 상에 형성된 단일층;을 포함하되,상기 인공 보호층은 MXene을 포함하는 것이고,상기 인공 보호층 상에 형성된 단일층은 플루오린을 포함하는 것이고,상기 플루오린을 포함하는 단일층은 상기 MXene을 포함하는 인공 보호층의 표면에 존재하는 Ti-O-Si 공유 결합으로 상기 플루오린이 상기 MXene의 표면에 자가조립(self-assembly)된 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재.

8

제7항에 있어서, 상기 MXene은 하기 화학식1으로 표현되는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재: [화학식1] Ti3C2Tx상기 화학식1에 있어서, 상기 T는 Terminated functional group을 의미하는 것이고, 상기 x는 상기 T의 종류를 한정하는 것으로, O, OH, 및 F로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이다.

9

제7항에 있어서, 상기 플루오린을 포함하는 단일층은,PFDTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyltriethoxysilane), PFOTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane), 및 PFDDTES(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorododecyltrichlorosilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재.

10

제7항에 있어서, 상기 아연 금속 음극 상에 형성된 인공 보호층은 50 nm 내지 150 nm의 두께인 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재.

11

제7항에 있어서, 상기 인공 보호층 상에 형성된 단일층은 10 nm 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 아연 금속 음극재.