리튬―공기 전지용 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체 공기 전극, 그의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 공기 전지
Graphene-Metal Oxide Nanorod Composite Air Electrode for Li―Air Batteries, Fabrication Method for Preparing the Same, and Li―Air Batteries Comprising the Same
특허 요약
본 발명은 그래핀 내지는 환원된 그래핀 산화물에 결착된 촉매활성이 우수한 금속산화물 나노로드 복합체를 리튬공기전지용 공기 전극으로 이용하여, 그래핀의 우수한 전기전도 특성 및 높은 비표면적 특성을 통해, 높은 용량과 고율 특성을 개선시키고, 나노기공을 함유하는 1차원 형상의 금속산화물 나노로드를 촉매로 이용하여 리튬-공기간 결합 및 분해를 촉진시켜, 10,000 mAh/g 이상의 방전용량 뿐만 아니라 1000 mAh/g 의 충방전시 수백 사이클 이상의 장수명 안정성을 갖는 리튬공기 전지용 공기극을 제공한다.
청구항
번호청구항
9

제 1항에서, 상기 금속산화물 나노로드는 서로 결착되어 있는 리튬 공기 전지용 공기 전극.

10

제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제8항, 제9항 중 어느 한 항의 리튬 공기 전지용 공기 전극을 포함하는 리튬 공기 전지.

1

그래핀의 일면 또는 양면에 금속산화물 나노로드가 결착된 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체를 포함하고,상기 그래핀은 카르복시산기, 카르보닐기, 술폰기, 설페이트기 중 하나 이상으로 표면 개질된 그래핀을 포함하고,상기 금속산화물 나노로드는 내부 또는 표면에 기공이 형성된 것인,리튬 공기 전지용 공기 전극.

2

제1항에 있어서, 상기 그래핀은 그래핀 산화물, 환원된 그래핀 산화물 중 하나 이상을 포함하는 리튬 공기 전지용 공기 전극.

3

삭제

4

청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서, 상기 그래핀은 단일층 또는 다중층인 리튬 공기 전지용 공기 전극.

5

제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노로드는 단결정 또는 다결정인 리튬 공기 전지용 공기 전극.

6

삭제

7

제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노로드는 코발트, 루테늄, 이리듐, 망간, 란탄, 니켈, 티타늄, 스트론튬 중 하나 이상의 산화물을 포함하는 리튬 공기 전지용 공기 전극.

8

제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노로드는 Co3O4, RuO2, IrO2, MnOx (1 ≤ x ≤ 2), LaCoO3, NiO, TiO2, LaNiO3, SrRuO3 중 하나 이상을 포함하는 리튬 공기 전지용 공기 전극.

11

(a) 고분자-금속 산화물 복합 섬유를 제조하는 단계; (b) 상기 복합 섬유를 열처리하여 금속산화물 나노섬유를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 금속산화물 나노섬유를 분쇄하여 얻어진 금속산화물 나노로드 분산용액과 그래핀 분산용액을 혼합하여 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체를 제조하고, 집전체 기판 위에 코팅하여, 그래핀의 일면 내지는 양면에 금속산화물 나노로드가 결착된 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체를 포함하는 공기 전극을 제조하는 단계를 포함하고,상기 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체 중 금속산화물 나노로드는 내부 또는 표면에 기공이 형성된 것인,리튬 공기 전지용 공기 전극을 제조하는 방법.

12

제11항에 있어서, 상기 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체를 바인더와 카본블랙 중 하나 이상과 혼합하여 공기 전극을 제조하는 단계를 포함하는 리튬 공기 전지용 공기 전극을 제조하는 방법.

13

제11항에서, 상기 집전체 기판은 Ni Mesh, 탄소나노섬유, 또는 탄소나노튜브 집전체를 포함하는 리튬 공기 전지용 공기 전극을 제조하는 방법.

14

제11항에서, 상기 그래핀-금속산화물 나노로드 복합체는 상기 공기 전극 중 20 - 8 0 중량%로 포함되는 리튬 공기 전지용 공기 전극을 제조하는 방법.

15

제11항에서, 상기 금속산화물 나노로드는 단결정 또는 다결정인 리튬 공기 전지용 공기 전극을 제조하는 방법.

16

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