KR20100051659A - 복합 전극 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 복합 전극에 관한 것이다. 상기 직접 결합은 집전체와 활성 물질 사이에 낮은 저항 접점을 제공한다. 상기 활성 성분은 실리콘 섬유로서 제공될 수 있고, 상기 섬유는 자유롭거나 지지체에 부착된다.

Description

방법 {METHOD}
본 발명은 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 복합 전극의 제조 방법 및 재충전용 리튬 배터리 셀에서 활성 애노드 물질로서의 그의 용도에 관한 것이다.
도1에 도시된 바와 같이, 리튬 배터리 셀은 당 분야에 잘 공지된 기술이다. 일반적으로, 배터리 셀은 애노드용 구리 집전체(10) 및 캐소드용 알루미늄 집전체(12)를 포함하고, 이들은 적절한 로드(load) 또는 재충전원에 외부적으로 연결될 수 있다. 그라파이트-기재 복합 애노드 층(14)은 집전체(10)에 적층되고, 리튬을 함유하는 금속 산화물-기재 복합 캐소드 층(16)은 집전체(12)에 적층된다. 다공성 플라스틱 스페이서 또는 격리판(separator)(20)이 그라파이트-기재 복합 애노드 층(14)과 리튬 함유 금속 산화물-기재 복합 캐소드 층(16) 사이에 제공되며, 액체 전해질이 다공성 플라스틱 스페이서 또는 격리판(20), 복합 애노드 층(14) 및 복합 캐소드 층(16) 내에서 분산된다. 일부 경우에, 다공성 플라스틱 스페이서 또는 격리판(20)은 고분자 전해질로 대체될 수 있으며, 이 경우 고분자 전해질은 복합 애노드 층(14)과 복합 캐소드 층(16) 사이에 존재한다.
재충전용 리튬-이온 전기화학 배터리 셀의 활성 애노드 물질로서 실리콘을 사용하여 많은 연구들이 수행되고 있다 [Insertion Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries, M. Winter, J. O. Besenhard, M. E. Spahr, and P.Novak in Adv. Mater. 1998, 10, No. 10]. 도 1에 도시된 종래의 리튬-이온 재충전용 배터리 셀에서 그라파이트-기재 애노드 전극을 실리콘 애노드로 대체할 것이다. 배터리 셀은 단일 셀을 포함하나 하나 이상의 셀을 포함할 수도 있다.
실리콘 전극 구조물은 일반적으로 용매 주조 공정에 의해 고분자 바인더 및 전자 첨가제로 집전체 상에 부착된 분말 실리콘, 증발된 실리콘 또는 실리콘 섬유를 이용하여 복합 전극 구조물을 형성한다.
종래의 복합 전극 형성은 다수의 성분들이 필요하므로 전극 생산의 비용 및 복잡성이 증가되었을 것으로 이해된다. 더욱이, 용매 주조 공정을 이용하므로 폐용제가 형성되어, 이의 처리를 위한 비용이 소요된다. 배터리가 많은 양의 전력을 전달하도록 하기 위해서는 활성 물질과 집전체 사이에 낮은 저항 접점을 생성하는 것이 매우 중요하며, 이는 복합 막 전극 구조물에서 달성하기 어렵다는 것이 또한 인식 가능할 것이다. 이에 더해, 낮은 저항 접점은 전기화학 셀에서 전극을 충전 및 방전하여 유발되는 부피 변화가 진행되는 동안 유지될 수 있다.
본 발명은 개선된 복합 전극의 제조 방법을 제공한다. 특히, 본 발명의 제 1 목적은 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 복합 전극을 제공하는 것이다. 상기 직접 결합은 집전체와 활성 물질 사이에 낮은 저항 접점을 제공한다.
제 1 목적에 따른 전극은 고분자 바인더 및 전자 첨가제의 사용을 필요로 하지 않는 것으로 이해될 것이다. 대신에, 활성 성분과 집전체 사이에 화합물을 형성하여 활성 성분이 집전체에 직접 결합된다. 더 나아가, 복합 전극의 제조는 용매 주조 공정을 이용하지 않고 수행되기 때문에 용매를 사용하지 않아 폐용제를 처리할 필요가 없게 된다.
본 발명의 목적을 위해, 활성 성분과 집전체는 활성 성분과 집전체 사이에 물리적 및/또는 화학적 상호작용이 발생함으로써 직접 결합된다. 특히, 물리적 및/또는 화학적 상호작용은 활성 성분과 집전체 사이의 경계면 (즉, 활성 성분과 집전체의 접촉면)에서 일어난다. 활성 성분과 집전체의 직접 결합은 영구적이거나 일시적인 부착이다. 그러므로, 결합은 비가역적이거나 가역적일 수 있다. 상기 결합은 활성 성분과 집전체 사이에 원자 또는 분자 수준에서의 상호작용에 기인될 수 있다. 특히, 상호작용은 활성 성분과 집전체 사이에서 공유, 이온, 반데르발스 결합과 같은 화학적 결합 또는 금속 합금과 같은 합금의 형성으로 기인될 수 있다. 직접 결합은 활성 성분과 집전체를 서로 부착시킨다. 직접 결합으로 활성 성분 및/또는 집전체의 접촉면에서 물리적 및/또는 화학적 변화가 유발될 수 있음이 인식 가능할 것이다.
활성 성분과 집전체의 직접 결합으로 활성 성분과 집전체 사이에 화합물이 형성될 수 있다. 이 경우, 활성 성분과 집전체의 직접 결합은 활성 성분과 집전체 사이에 형성된 화합물을 통해 이루어진다. 그러므로, 화합물은 두가지 기능을 갖는다. 이는 활성 성분이 집전체에 부착되는 원인이 되며, 전자가 이를 통해 전도되도록 한다. 그러므로, 화합물은 집전체와 활성 성분 사이에 높은 도전율 및 낮은 저항 바인딩을 제공한다.
바람직하게는, 전극의 활성 성분은 실리콘, 알루미늄, 주석, 납, 비스무트, 안티몬 또는 은 중에서 하나 이상을 포함한다. 바람직하게는, 전극의 집전체는 구리, 니켈, 알루미늄, 철, 이리듐, 금, 은 또는 티타늄 중 하나 이상을 포함한다. 제 1 목적의 전극은 이에 따라 예를 들어, 실리콘-구리 화합물을 통해 구리 집전체에 직접 결합된 실리콘을 함유하는 활성 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 특성으로, 활성 성분은 실리콘, 더욱 바람직하게는 실리콘-함유 섬유를 포함한다. 본 발명의 특정한 특징으로는, 실리콘-함유 섬유는 단결정 섬유이다.
실리콘 함유 섬유는 0.08 내지 0.5 미크론의 범위, 바람직하게는 0.2 미크론의 가로 수치 및 12 내지 300 미크론의 범위, 바람직하게는 100 미크론의 길이를 갖는다. 섬유는 약 250:1의 종횡비(aspect ratio)를 가질 수 있다. 섬유는 실질적으로 원형 단면 또는 실질적으로 비-원형 단면을 가질 수 있다.
제 1 목적에 따른 복합 전극은 바람직하게는 애노드로서 제공된다.
본 발명의 제 2 목적은 활성 성분을 집전체와 접촉시키고 활성 성분과 집전체의 반응 온도로 가열시키는 것을 포함하는 본 발명의 제 1 목적에 따른 복합 전극의 제조 방법을 제공한다. 이와는 달리, 활성 성분과 집전체는 이들의 반응 온도 이상으로 가열된다.
본 발명의 목적에 따르면, 반응 온도는 활성 성분과 집전체 사이의 직접 결합을 형성하기 위해 필요한 온도, 특히 활성 성분과 집전체 사이에 화합물을 형성시키기 위해 필요한 온도이다. 상기 필요한 온도는 활성 성분과 집전체의 밀도 (즉 화학적 조성)에 따라 변할 것으로 이해된다.
제 2 목적에 따른 방법은 활성 성분과 집전체를 접촉시키는 것을 필요로 한다. 바람직하게는, 활성 성분과 집전체는 평방인치 당 5 파운드 이상, 더욱 바람직하게는 5 기압 이상의 과도 압력 하에 접촉된다.
활성 성분 및/또는 집전체의 접촉면에서 금속 산화물의 과잉 형성을 피하는 것이 바람직함은 인식 가능할 것이다. 그러므로, 제 2 목적에 따른 방법은 바람직하게는 질소, 아르곤 등과 같은 비활성 대기 또는 진공에서 수행된다.
제 2 목적에 따른 바람직한 특성으로, 실리콘 함유 활성 성분을 구리 집전체와 접촉시키고 실리콘-구리 합금 온도 이상으로 가열하는 것을 포함하는 전극의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 1 목적과 관련하여 논의된 바와 같이, 실리콘 함유 활성 성분은 실리콘 섬유로 제공될 수 있고, 상기 섬유는 자유롭거나 지지체에 부착될 수 있다. 본 발명에 따른 섬유는 반응성 이온 에칭, 화학적 반응 에칭 또는 갈바닉 교환 에칭에 의해 실리콘 함유 기판 (예를 들어, 칩 또는 웨이퍼)으로부터 생성되며, 적용 가능한 곳에서, 스크랩핑(scraping), 교반 또는 화학적 에칭 중 하나 이상에 의해 분리될 수 있다.
실리콘-함유 활성 성분은 도핑되지 않은 실리콘, 도핑된 실리콘 또는 실리콘 게르마늄 혼합물을 포함할 수 있다. 섬유는 단결정 실리콘 또는 단결정 실리콘 게르마늄일 수 있다. 섬유는 실리콘-함유 입자로부터 신장될 수 있다.
특히, 교차하여 다중 교차점을 제공하는 복수개의 신장되거나 긴 얇은 섬유인, 실리콘의 섬유를, 예를 들어 무작위로 또는 무질서하게 또는 잘 정돈된 방식으로 배치함으로써, 복합체나 펠트 또는 펠트-유사 구조물에서 집전체와 접촉시킬 수 있다. 상기 방식으로 활성 성분을 배열하여 충전/방전 용량 손실의 문제가 감소하게 된다. 일반적으로, 섬유는 길이 대 직경의 비가 약 100:1 이므로 복합 애노드 층과 같은 애노드 층에서, 각 섬유는 다른 섬유들과 그들의 길이를 따라 수 회 접촉함으로써 분리된 실리콘 접촉으로부터 발생하는 기계적 분리 기회가 무시될 수 있는 구성을 나타낼 것이다. 섬유내로 리튬 삽입 및 제거는, 부피 확장 및 부피 축소를 유발할 수 있으나, 섬유를 파괴시키지는 않으므로 내부-섬유 전자 도전율이 유지된다.
활성 성분과 집전체가 접촉하여 접촉면에서 상호작용을 이룬다. 상기 상호작용은 접촉면에서 활성 성분 및/또는 집전체의 구조 및/또는 조성이 변화시켜, 활성 성분과 집전체가 함께 결합된다. 상기 결합은 비가역적이거나 가역적일 수 있다. 바람직하게는, 활성 성분과 집전체는 접촉면에서 금속 합금을 형성한다. 본 발명은 활성 성분과 집전체를 단순히 접촉(즉, 집전체상에 활성 성분을 도금 또는 증착시킴으로써)시키는 것을 포함하는 것이 아니므로 집전체와 활성 물질 사이에 매우 낮은 전기 저항 경로를 생성한다.
본 발명의 제 3 목적은 본 발명의 제 2 목적에 따라 애노드를 생성하는 단계 및 캐소드 및 전해질을 첨가하는 단계를 포함하는 리튬 재충전용 셀의 제조 방법을 제공한다. 제 3 목적에 따른 방법은 캐소드와 애노드 사이에 격리판(separator)을 추가하고, 이에 더해 셀 둘레에 케이싱(casing)을 더 구비하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 4 목적은 본 발명에 따른 애노드를 함유하는 전기화학 셀을 제공한다. 제 4 목적은 특히 캐소드가 활성 물질로서 리튬 이온을 방출 또는 재흡수 할 수 있는 리튬 함유 화합물을 포함하는 전기화학 셀을 제공한다. 보다 구체적으로는, 캐소드가 활성 물질로서 리튬-기재 금속 산화물 또는 인산염, 바람직하게는 LiCoO2, LiMnxNixCo1-2xO2 또는 LiFePO4를 포함하는 전기화학 셀을 제공한다.
본 발명의 제 5 목적은 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 리튬 재충전용 셀 애노드를 제공한다.
본 발명의 제 6 목적은 본 발명의 제5 목적에 기재된 애노드 및 캐소드를 포함하는 셀을 제공한다. 특히, 캐소드는 리튬-기재 물질을 포함하며, 바람직하게는, 캐소드는 리튬 코발트 이산화물을 포함한다.
본 발명의 제 7 목적은 상기 기재된 셀에 의해 전원이 공급되는 기기를 제공한다.
본 발명은 개선된 복합 전극의 제조 방법, 특히, 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 복합 전극을 제공하는 것으로, 상기 직접 결합은 집전체와 활성 물질 사이에 낮은 저항 접점을 제공한다.
도 1은 배터리 셀의 구성요소를 나타내는 개략도이다.
도 2는 실리콘 본더 챔버를 사용하여 제조된 전극용 순환 횟수를 도시한 도면이다.
본 발명은 하나 이상의 하기 실시예를 참고로 설명되나 이에 국한되는 것은 아니다.
실리콘 섬유는 칩 또는 웨이퍼와 같은 기판으로부터 필라를 분리시켜 제조될 수 있다. 또한, 필라의 제조 방법은 단순히 반복 가능한 화학적 공정에 의해 제공될 수 있다.
필라를 제조할 수 있는 한가지 방식은 예를 들어 본 발명과 동일한 출원인인 미국 특허출원 제 10/049736호에 기재된 형태의 심도 반응성 이온 에칭(deep reactive ion etching)과 같은 드라이 에칭(dry etching)에 의한 것이다. 상기 방법은 당업자에게 잘 공지된 것이므로 상세한 설명은 필요 없을 것이다. 그러나, 간략하게는, 자연 산화막 (native oxide)으로 코팅된 실리콘 기판을 에칭 및 세척하여 친수성 표면이 수득된다. 염화세슘(CsCl)을 상기 표면상에 증발시키고, 코팅된 기판을 건조 상태하에서 고정된 수증기압의 챔버로 이전시킨다. CsCl 박막은 아일랜드 배열의 반구체로 전개되고, 그의 치수 특성은 초기 두께, 수증기압 및 전개 시간에 의존한다. 아일랜드 배열은 에칭이, 예를 들어 반응성 이온 에칭에 의해 반구형 아일랜드에 해당하는 필라의 배열을 형성한 후 유효한 마스크(effective mask)를 제공한다. CsCl 레지스트층(resist layer)은 물에 잘 녹으며, 용이하게 세척 제거될 수 있다.
이와는 달리, 필라(pillar)는 습식 에칭에 의해/예를 들어, 동일 출원인에 의한 동시-출원 GB 0601318.9호, 발명의 명칭:"실리콘-기재 물질을 에칭하는 방법(Method of etching a silicon-based material)"에 기재된 화학적 갈바닉 교환 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 이용될 수 있는 관련 방법은 문헌 [Peng K-Q, Yan, Y-J Gao, S-P, Zhu J., Adv. Materials, 14 (2004), 1164-1167 (``Peng``); K. Peng et al, Angew. Chem. Int. Ed., 44 2737-2742; and K. Peng et al., Adv. Funct. Mater., 16 (2006), 387-394]에 공개되어 있다.
바람직한 구현예로, 예를 들어 길이 100 미크론 및 직경 0.2 미크론의 필라는 실리콘 기판상에서 그리고 실리콘 기판으로부터 제조된다. 보다 일반적으로, 20 내지 300 미크론 범위의 길이 및 0.08 내지 0.5 미크론의 범위의 직경 또는 가장 큰 가로 치수를 갖는 필라가 섬유 제공에 사용될 수 있다. 상기 방법에 따르면, 실리콘 기판은 n- 또는 p-타입일 수 있으며, 화학적 연구에 따르면, 임의의 노출된 (100) 또는 (110) 결정면 상에서 에칭될 수 있다. 에칭은 결정면을 따라 수행되기 때문에, 생성된 섬유는 단결정이다. 이런 구조적 특징 때문에, 섬유는 길이 대 직경 비율이 약 100:1 로 실질적으로 직접 제조될 것이고, 복합 애노드 층에서의 경우, 각 섬유들이 다른 섬유와 그들의 길이를 따라 여러 번 접촉할 수 있다. 에칭 공정은 초고밀도 집적회로(VLSI: Very Large Scale Integration) 전자급 수준의 웨이퍼 또는 동일한 것 (단결정 웨이퍼)의 불량 시료 (rejected sample) 상에서 수행될 수 있다. 더 저렴한 대안으로, 태양전지판에 사용되는 광전지급 수준의 다결정 물질이 또한 사용 가능하다.
섬유를 수득하도록 필라를 분리하기 위해서, 필라가 부착된 기판을 비이커 또는 적정 용기에 위치시키고, 에탄올과 같은 불활성 액체로 커버한 다음 초음파 교반을 수행한다. 몇 분 이내에, 액체가 혼탁해지는 것이 보이며, 이 단계에서 필라가 실리콘 베이스로부터 제거되는 것을 전자 현미경 조사를 통해 알 수 있다.
필라를 "수합(harvesting)"하기 위한 대안적인 방법은 입자 표면을 스크래핑하여 이들을 분리하거나 화학적으로 분리하는 것을 포함하는 것으로 인식될 것이다. n-타입 실리콘 재료에 적합한 화학적 연구는 후방 조명의 존재하에 HF 용액중에서 입자를 에칭하는 것을 포함한다.
일단 수합되면, 실리콘 섬유를 수 분 동안 HF (1%) 희석용액에서 세척하였다. 물은 여과에 의해 제거되나, 실리콘 섬유를 젖은 상태로 유지할 정도의 충분한 물은 보유되었다. 섬유는 구리 호일 (집전체) 상에서 분산되었다. 그 후, 실리콘 섬유 코팅된 구리 기판을 실리콘 본더 챔버 (Silicon Bonder Chamber)내로 이동시켰다. 약 2×10-6 mbar의 진공, 400℃의 온도 및 5 기압의 압력에서, 실리콘 섬유는 약 1시간 동안 구리와 함께 어닐(anneal)되었다.
이와는 달리, 건조하고 청결한 실리콘 섬유를 구리 기판상에 위치시켰다. 시료를 급속 열처리(RTA; Rapid Thermal Annealing) 챔버내로 옮겨 800℃에서 10초 동안 공기중에서 또는 저유량(low flowing) 아르곤 환경에서 어닐시켰다. 냉각 후, 시료를 800℃에서 10초 동안 H2/N2 (10%H2)중에서 어닐시켜 산화물을 환원시켰다.
이와는 달리, 실리콘 섬유를 구리 집전체상에 코팅시켜, 펠트 또는 펠트-유사 구조물을 생성하고, 시료를 가열된 롤러(heated rollers)를 통과시켜 필요한 온도 및 압력을 제공하므로 실리콘-구리 화합물을 생성하였다.
도 2는 상기 기재된 바와 같이 실리콘 본더 챔버를 이용하여 제조된 전극에 대한 주기 횟수를 도시한 도면이다. 도 2는 리티에이션(lithiation) 및 디리티에이션(delithiation)의 반복적인 주기에 대한 전극의 용량을 도시한다.
본 명세서에 기재된 시도의 특정 이점은, 최근 리튬-이온 배터리 셀의 그라파이트-기재 애노드에서의 경우처럼, 실리콘-기재 애노드의 큰 시트를 제조한 다음 필요한 경우 말은(rolled) 다음 가늘게 쪼개거나 압인(stamp out)할 수 있다는 것으로, 이는 본 명세서에 기재된 시도가 기존의 제조 능력으로 갱신시킬 수 있다는 것을 의미한다
리튬-이온 배터리 셀의 제조는 예를 들어, 도 1에 도시된 일반 구조를 따르지만 그라파이트 활성 애노드 물질보다는 실리콘 함유 활성 애노드 물질을 갖는 임의의 적정 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 섬유-기재 복합 애노드 층은 다공성 스페이서(18)로 커버되고, 전해질을 최종 구조물에 첨가하여 모든 유용한 기공 부피를 포화시킨다. 전해질 첨가는 전극을 적정 케이싱에 위치시킨 후에 수행되며, 기공 부피가 액체 전해물로 확실히 채워지도록 하는 애노드의 진공 충진을 포함할 수 있다.
상기 기재된 연구 및 장치를 달성하기 위해 임의의 적절한 시도가 채용될 수 있음은 물론 인식 가능할 것이다. 예를 들어, 필라 분리 공정은 필라가 입자로부터 제거되는 한 쉐이킹, 스크래핑, 화학적 또는 기타 공정 중 임의의 방법을 포함할 수 있다. 실리콘-기재 물질을 참고로 적절한 실리콘을 포함한다. 섬유는 임의의 적정한 크기일 수 있으며, 예를 들어 순수 실리콘이나 도핑된 실리콘, 또는 실리콘-게르마늄 혼합물이나 임의의 다른 적정 혼합물과 같은 기타 실리콘-함유 물질일 수 있다. 필라가 생성될 수 있는 기판은 100 내지 0.001 Ohm cm 범위의 n- 또는 p-타입일 수 있고, 또는 실리콘, 예를 들어 SixGe1 -x의 적합한 합금일 수 있다. 섬유는 실리콘 입자상에서 성장할 수 있고 분리되어서는 안된다. 섬유는 일반적으로 캐소드를 포함하는 전극 제조와 같은 임의의 적정 목적을 위해 사용될 수 있다. 캐소드 물질은 임의의 적정 물질, 일반적으로 LiCoO2, LiMnxNixCo1 -2 xO2 또는 LiFePO4과 같은 리튬-기재 금속 산화물 또는 인산염 물질일 수 있다. 다른 구현예의 특징은 적절히 교체되거나 병치될 수 있으며, 방법의 단계들은 임의의 적정 순서에 따라 수행될 수 있다.

Claims (32)

  1. 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 전극.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합은 활성 성분과 집전체 사이에 형성된 화합물을 통해 이루어지는 전극.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 활성 성분은 실리콘, 알루미늄, 주석, 납, 비스무트, 안티몬 및 은 중 하나 이상을 포함하는 전극.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집전체는 구리, 니켈, 알루미늄, 철, 이리듐, 금, 은 또는 티타늄 중 하나 이상을 포함하는 전극.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 성분은 실리콘-함유 섬유를 포함하는 전극.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 섬유는 단결정 섬유인 전극.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 섬유는 펠트에 증착되는 전극.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유는 복합체에 증착되는 전극.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 중 최소 일부는 실리콘-함유 입자로부터 신장되는 전극.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 애노드인 전극.
  11. 활성 성분을 집전체와 접촉하는 단계 및 활성 성분과 집전체의 반응 온도로 가열시키는 단계를 포함하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전극의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 활성 성분과 집전체는 상기 반응 온도보다 높게 가열되는 전극의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 활성 성분과 집전체는 평방인치당 5 파운드 이상의 과도 압력 하에 접촉되는 전극의 제조 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물의 형성은 비활성 대기에서 수행되는 전극의 제조 방법.
  15. 실리콘 함유 활성 성분을 구리 집전체와 접촉시키고 실리콘-구리 합금 온도 이상으로 가열시키는 것을 포함하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전극의 제조 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 애노드를 생성하는 단계 및 캐소드와 전해질을 첨가하는 단계를 포함하는 리튬 재충전용 셀의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 캐소드와 애노드 사이에 격리판(separator)을 추가하는 것을 더 포함하는 리튬 재충전용 셀의 제조 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 셀 둘레에 케이싱(casing)을 제공하는 것을 더 포함하는 리튬 재충전용 셀의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 애노드를 함유하는 전기화학 셀.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 캐소드는 활성 물질로서 리튬 이온을 방출 및 재흡수 할 수 있는 리튬 함유 화합물을 포함하는 전기화학 셀.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 캐소드는 활성 물질로서 리튬-기재 금속 산화물 또는 인산염, 바람직하게는 LiCoO2, LiMnxNixCo1 -2 xO2 또는 LiFePO4를 포함하는 전기화학 셀.
  22. 집전체에 직접 결합된 활성 성분을 포함하는 리튬 재충전용 셀 애노드.
  23. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 애노드 및 캐소드를 포함하는 셀.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 캐소드는 리튬-기재 물질을 포함하는 셀.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 캐소드는 리튬 코발트 이산화물-기재 물질을 포함하는 셀.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항의 셀에 의해 전원이 공급되는 기기.
  27. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 전극.
  28. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 방법.
  29. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 전기화학 셀.
  30. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 리튬 재충전용 셀 애노드.
  31. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 셀.
  32. 하나 이상의 실시예 또는 도면을 참조하여 실질적으로 본 명세서에 기재된 기기.
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