KR102286001B1 - 열전지용 바나듐계 양극 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법은 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼을 준비하는 단계; 졸겔(sol-gel)법을 이용하여 산화 바나듐 용액을 제조하는 단계; 및 상기 구리 메탈 폼을 산화 바나듐 용액에 적어도 1회 이상 함침하여 바나듐계 양극을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

열전지용 바나듐계 양극 및 그 제조 방법{Vanadium-Based Cathode For Thermal Battery And Method For Manufacturing Thereof}
본 발명은 열전지용 바나듐계 양극 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 열전지용 Cu-V-O(copper vanadium oxide) 폼 형태의 양극 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
대표적인 비축전지인 열전지(Thermal battery)는 약 500℃의 온도에서 작동하는 전지로 구조적 안정성, 신뢰성, 장기 보관성이 우수하여 군사용 등의 특수 분야에 주로 사용되고 있다. 열전지는 양극(Cathode), 전해질(Electrolyte), 음극(Anode)으로 구성되어 있으며, 대표적인 열전지 전극의 양극재료로는 FeS2, CoS2, NiS2 등과 같은 황화물계, 음극재료로는 LiSi와 LiAl과 같은 리튬 합금계가, 전해질로는 LiCl-KCl과 LiCl-LiBr-LiF 등과 같은 공융염(eutectic salt)이 주로 사용되고 있다. 각 구성 물질은 수백 마이크로미터 두께 수준의 얇은 펠렛 형태로 제작되는 것이 일반적이다. 펠렛 형태의 경우 현존하는 프레스를 이용한 분말성형 공정으로 충분한 기계적 강도를 갖기 위해서는 필요한 최적 두께보다 수배나 두껍게 성형되고 있다. 두께가 일정 수준 이상으로 두꺼워질 경우, 전극 활물질의 이용률이 현저히 낮아지는 문제가 있다. 이런 이유로 양극 펠렛의 경우 활물질인 FeS2외에도 Li 이온의 전도성을 보상하기 위해 LiCl-KCl 전해질을 양극 내에 포함하여 제작되고 있다. 또한 500℃ 이상의 고온 작동 시에 바인더 역할을 하는 MgO가 포함되어 있다. 이런 부분 또한 양극 내 활물질의 비율을 낮춰서 열전지의 에너지 밀도를 저하시키는 원인이 되고 있다.
뿐만 아니라, 앞으로의 기술은 다양한 크기의 포탄이 요구된다. 이는 포탄에 사용되는 열전지 또한 다양한 크기로 제작되어야한다. 하지만 펠렛 형태의 전극은 다양한 크기로 제작하는데 한계가 있다. 뿐만 아니라 종래에 사용되고 있는 황화물계의 경우 비교적 낮은 작동 전압으로 고용량 구현에 어려움이 있다.
또한, 열전지의 양극 제조 시 현재 일반적으로 적용되는 프레스 공정을 이용한 펠렛 형태의 경우 다양한 크기의 전극 제작 시 기계적 강도 확보하기 위해 프레스 공정 조건을 조절해야하는 문제가 있다. 또, 펠렛 형태의 전극은 전해질과 바인더 등의 물질이 첨가되어 전체적으로 에너지 밀도에 손실을 초래한다.
일 실시예에 따른 과제는, 기존의 황화물계 양극보다 높은 작동 전압에서 동작하여 열전지 용량을 향상시킬 수 있는 열전지용 바나듐계 양극 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 우수한 기계적 강도를 확보할 뿐만 아니라, 다양한 크기로 용이하게 제조할 수 있는 열전지용 바나듐계 양극 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법은 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼을 준비하는 단계; 졸겔(sol-gel)법을 이용하여 산화 바나듐 용액을 제조하는 단계; 및 상기 구리 메탈 폼을 산화 바나듐 용액에 적어도 1회 이상 함침하여 바나듐계 양극을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 산화 바나듐 용액을 제조하는 단계는, 구연산(C6H8O7)(Citric acid) 및 바나듐계 화합물을 소정의 비율만큼 혼합하는 단계; 및 상기 혼합한 용액을 교반하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 교반하는 단계에서, 상기 혼합한 용액을 24 시간 이상 교반할 수 있다.
상기 바나듐계 화합물은 다양한 산화수를 가지는 산화 바나듐, vanadium (V) oxoisopropoxide, vanadyl tri-isopropoxide, vanadyl acetylacetonate 및 암모늄 메타 바나데이트(NH4VO3)(ammonium metavanadate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는, 상기 구리 메탈 폼에 상기 산화 바나듐 용액을 초음파 처리(sonication)하여 함침하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는, 상기 초음파 처리하여 함침하는 단계 이후에 100 ℃ 이하의 온도에서 소정의 시간 동안 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 함침은 1회 이상 10회 이하로 수행할 수 있다.
상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는, 상기 바나듐계 양극을 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하의 온도에서 열처리(calcination)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 바나듐계 양극을 열처리하는 단계에서, 질소계 가스 분위기 하에서 열처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극은 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼; 및 상기 구리 메탈 폼이 포함하는 공극에 함침된 산화 바나듐;을 포함한다.
상기 구리 메탈 폼은 400 ㎛ 이상 1200 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다.
상기 구리 메탈 폼은 500 ㎛ 내지 1.5 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
상기 구리 메탈 폼은 80 % 이상 95 % 이하의 공극률을 가질 수 있다.
상기 바나듐계 양극은 2.5 V 이상의 전압에서 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 기존의 황화물계 양극보다 높은 작동 전압에서 동작하여 열전지 용량을 향상시킬 수 있다.
또한, 우수한 기계적 강도를 확보할 뿐만 아니라, 다양한 크기의 전극을 용이하게 제조할 수 있다.
효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법 중 일부 단계를 더 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 과정을 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 결정 구조를 측정한 XRD 및 XPS 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 산화 바나듐 용액의 함침 후의 SEM 이미지이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐(Vanadium, V)계 양극의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼(metal foam)을 준비한다(S100). 여기서 도 3을 함께 참조하여, 산화 바나듐 용액 함침 전 구리 메탈 폼(100)에 관하여 설명한다. 이때, 구리 메탈 폼(100)은 구리 금속의 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극들을 포함하며, 소정의 공극률을 가질 수 있다. 일 예로, 구리 메탈 폼(100)은 80 % 이상 95 % 이하, 특히 약 85 %의 공극률을 가질 수 있다. 이러한 구리 메탈 폼의 복수의 공극 내로 후술하는 산화 바나듐 용액을 이용하여 바나듐을 함침(impregnation)시켜 본 발명의 Cu-V-O 양극을 제조할 수 있다.
구리 메탈 폼(100)은 약 400 ㎛ 내지 약 1200 ㎛ 이하, 일 예로 약 400 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 구리 메탈 폼(100)은 약 500 ㎛ 내지 약 1.5 ㎜ 이하, 일 예로 약 1.5 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
한편, 졸겔(sol-gel)법을 이용하여 산화 바나듐 용액을 제조할 수 있다(S200). 본 도면에서는 S200 단계가 S100 단계 이후에 수행되는 것으로 도시하였으나, S100 및 S200 단계는 병렬적으로 수행될 수도 있고, S200 단계 이후에 S100 단계가 수행될 수도 있다. S200 단계는 후술하는 단계들을 포함할 수 있다.
먼저, 구연산(C6H8O7)(Citric acid) 및 바나듐계 화합물을 소정의 비율만큼 혼합한다(S210). 일 예로, 구연산을 정제수(DI water)에 용해시킨 제1 용액을 제조한다. 이후 상기 제1 용액에 바나듐계 화합물을 필요한 농도에 맞게 용해시켜 제2 용액을 제조한다. 상기 제2 용액의 합성은 상온에서 진행될 수 있다.
이후, 상기 혼합한 제2 용액을 반응이 완전하게 완료될 때까지 교반한다(S220). 이때, 혼합한 용액이 반응이 완료되어 겔(gel) 상태가 될 수 있도록 24 시간(hour) 이상 교반할 수 있다. 이러한 교반 공정을 수행하지 않을 경우 혼합 용액이 강산의 특성을 가지게 되어 구리 메탈 폼의 부식을 유발할 수 있다. 또한, 상기 교반 공정은 약 80 ℃의 온도 및/또는 약 300 RPM의 회전 속도 조건 하에 수행될 수 있다.
한편, 상기 바나듐계 화합물은 다양한 산화수를 가지는 산화 바나듐(VO, VO2, V2O5, V3O7 등), vanadium oxoisopropoxide(C15H30O10V), vanadyl tri-isopropoxide(C9H23O4V-3), vanadyl acetylacetonate(C10H14O5V) 및 암모늄 메타 바나데이트(NH4VO3)(ammonium metavanadate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 산화 바나듐 용액의 바나듐 소스로서 상기와 같은 다양한 바나듐계 화합물이 사용될 수 있다.
S100, S200 단계에서 다공성의 구리 메탈 폼 및 이에 함침시킬 산화 바나듐 용액이 모두 준비되면, 구리 메탈 폼을 산화 바나듐 용액에 적어도 1회 이상 함침하여 바나듐계 양극을 제조할 수 있다(S300). S300 단계에 관하여는 후술하는 도 2를 통하여 더 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법 중 일부 단계인 함침 단계(S300)를 더 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다. S300 단계는 후술하는 단계들을 포함할 수 있다.
먼저, 준비된 구리 메탈 폼에 산화 바나듐 용액을 초음파 처리(sonication)하여 함침한다(S310). 초음파 처리를 통해 구리 메탈 폼의 공극 내에 겔 상태의 산화 바나듐 용액이 충분히 존재하도록 함침시킬 수 있다.
상기 함침은 1회 이상 10회 이하일 수 있고, 일 예로 2회 내지 4회일 수 있다. 함침을 1회 수행하는 경우, 구리 메탈 폼 표면에 얇은 산화 바나듐 층이 생성될 수는 있으나 여전히 구리의 함량이 상대적으로 높아 원하는 성능을 확보하기는 어려움이 있다. 따라서, 구리 메탈 폼을 산화 바나듐 용액에 2회 이상 함침하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 5회 이상으로 함침 횟수가 많아지는 경우 오히려 함침된 구리 메탈 폼이 산화 바나듐 용액에 녹아버리는 현상이 발생할 수 있다. 1회의 초음파 처리를 통한 함침은 약 10분 동안 수행될 수 있다.
이후, 약 100 ℃ 이하의 온도에서 소정의 시간 동안 건조할 수 있다(S320). 일 예로, 약 70 ℃의 온도에서 약 10분 동안 건조시킬 수 있다. S320의 건조 단계는 5회 내지 8회 반복할 수 있고, 이러한 반복 수행을 통해 Cu-V-O 양극이 포함하는 구리와 산화 바나듐의 몰 비를 조절할 수 있다.
이후, 건조한 바나듐계 양극을 약 500 ℃ 이상 약 700 ℃ 이하의 온도에서 열처리(calcination)할 수 있다(S330). 일 예로, 약 600 ℃ 이상 약 700 ℃ 이하의 온도에서 열처리(calcination)하는 경우 본 발명의 바나듐계 양극 합성이 더 활발히 이루어질 수 있다. 이때 열처리는 환원 가스 및 불활성 가스를 동시에 주입함으로써 형성된 산화 분위기 내에서 수행될 수 있다. 일 예로, 약 600 ℃의 온도에서 열처리하는 경우 상기 환원 가스 및 불활성 가스가 반응하여 합성 가스가 생성될 수 있고, Cu-V-O의 녹는점보다 낮은 온도에서 열처리 하여 Cu-V-O가 분해되지 않을 수 있다.
일 예로, 상기 환원 가스 및 불활성 가스는 질소계 가스로서 N2 및 N2O 등을 포함할 수 있다. 일 예로, N2O 가스는 전체 분위기의 약 20 % 내지 약 100 %의 비율을 차지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바나듐계 양극은 구리 메탈 폼 내로 산화 바나듐이 함침되어 두 물질이 화학적 합성되어 제조되는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 제조 과정을 보여주는 사진이다. 이하, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 다공성의 구리 메탈 폼(100)에 대하여 도 1 및 도 2에서 전술한 함침 단계(S300)를 거쳐 제조된 본 발명에 따른 열전지용 바나듐계 양극(200)이 도시되어 있다. 다공성의 구리 메탈 폼(100)의 직경, 두께 및 공극률 등의 특징에 관하여는 도 1에서 전술한 바와 같으므로 본 도면에서는 설명을 생략하기로 한다. 구리 메탈 폼(100)에 대하여 전술한 S200 단계에 따라 준비된 산화 바나듐 용액을 이용하여 함침 단계(S300)를 수행하면, 도 3의 우측에 도시된 바와 같은 바나듐계 양극(200)이 제조될 수 있다. 본 발명의 바나듐계 양극(200)은 본 도면에 나타난 바와 같이 구리 메탈 폼(100) 내의 복수의 공극 내로 산화 바나듐이 함침되어 표면이 검게 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 결정 구조를 측정한 XRD 및 XPS 이미지이다. 도 4의 (a)는 XRD 이미지를, 도 4의 (b)는 XPS 이미지를 나타낸다.
도 4의 (a)를 참조하면, 약 600 ℃에서 열처리한 경우, 일 예로 25도 내지 40도 이하의 회절각(2θ)을 가지는 Cu3(VO2)2를 포함하는 Cu-V-O 양극 합성이 활발하게 이루어진 것을 확인할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 좌측 상단에는 열처리하는 분위기로서 질소계 가스 중 N2 : N2O 의 비율이 도시되어 있다. 가장 상단에 도시된 100:50의 비율의 가스 분위기에서 함침이 충분히 이루어져 Cu-V-O 양극이 합성된 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, N2O 가스가 열처리 단계에서 산화 분위기를 조성함으로써 겔(gel) 상태와 폼(foam) 상태 사이의 반응을 활성화시키는 것을 확인할 수 있다. 일 예로, Cu-V-O 양극의 안정적인 합성을 위한 전체 가스 조성 중 N2O의 비율은 약 40 % 이상, 바람직하게는 약 50 % 이상일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지용 바나듐계 양극의 산화 바나듐 용액의 함침 후의 SEM 이미지이다.
도 5의 (a)는 산화 바나듐이 함침된 후의 바나듐계 양극(200)(도 3 참고)의 표면을 찍은 이미지이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 표면을 확대한 SEM 이미지이다. 도 5의 (a)와 (b)를 함께 참조하면, 구리 메탈 폼의 공극 내로 산화 바나듐이 함침될 뿐만 아니라, 구리 메탈 폼의 표면으로 산화 바나듐이 화학적 합성되어 그 표면에 요철 또는 굴곡이 형성된 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기존의 황화물계 양극보다 높은 작동 전압(일 예로, 약 2.5 V)에서 동작하여 열전지 용량을 향상시킬 수 있다. 또한, 우수한 기계적 강도를 확보할 뿐만 아니라, 다양한 크기의 전극을 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 구리 메탈 폼
200: 바나듐계 양극

Claims (14)

  1. 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼을 준비하는 단계;
    졸겔(sol-gel)법을 이용하여 산화 바나듐 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 구리 메탈 폼을 산화 바나듐 용액에 적어도 1회 이상 함침하여 바나듐계 양극을 제조하는 단계;
    를 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화 바나듐 용액을 제조하는 단계는,
    구연산(C6H8O7)(Citric acid) 및 바나듐계 화합물을 소정의 비율만큼 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합한 용액을 교반하는 단계;를 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교반하는 단계에서,
    상기 혼합한 용액을 24 시간 이상 교반하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 바나듐계 화합물은 다양한 산화수를 가지는 산화 바나듐, vanadium (V) oxoisopropoxide, vanadyl tri-isopropoxide, vanadyl acetylacetonate 및 암모늄 메타 바나데이트(NH4VO3)(ammonium metavanadate) 중 적어도 하나를 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는,
    상기 구리 메탈 폼에 상기 산화 바나듐 용액을 초음파 처리(sonication)하여 함침하는 단계;를 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는,
    상기 초음파 처리하여 함침하는 단계 이후에 100 ℃ 이하의 온도에서 소정의 시간 동안 건조하는 단계;를 더 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 함침은 1회 이상 10회 이하로 수행하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  8. 제1항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바나듐계 양극을 제조하는 단계는,
    상기 바나듐계 양극을 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하의 온도에서 열처리(calcination)하는 단계를 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바나듐계 양극을 열처리하는 단계에서,
    질소계 가스 분위기 하에서 열처리하는, 열전지용 바나듐계 양극의 제조 방법.
  10. 구리 섬유 다발들에 의해 형성된 복수의 공극을 포함하는 다공성의 구리 메탈 폼; 및
    상기 구리 메탈 폼이 포함하는 공극에 함침된 산화 바나듐;을 포함하는, 열전지용 바나듐계 양극.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구리 메탈 폼은 400 ㎛ 이상 1200 ㎛ 이하의 직경을 가지는, 열전지용 바나듐계 양극.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구리 메탈 폼은 500 ㎛ 내지 1.5 ㎜의 두께를 가지는, 열전지용 바나듐계 양극.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구리 메탈 폼은 80 % 이상 95 % 이하의 공극률을 가지는, 열전지용 바나듐계 양극.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 바나듐계 양극은 2.5 V 이상의 전압에서 동작하는, 열전지용 바나듐계 양극.
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