KR20160031830A - 금속-공기 전지 - Google Patents

금속-공기 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20160031830A
KR20160031830A KR1020140122037A KR20140122037A KR20160031830A KR 20160031830 A KR20160031830 A KR 20160031830A KR 1020140122037 A KR1020140122037 A KR 1020140122037A KR 20140122037 A KR20140122037 A KR 20140122037A KR 20160031830 A KR20160031830 A KR 20160031830A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
battery
battery cells
layer
channel
Prior art date
Application number
KR1020140122037A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102290282B1 (ko
Inventor
박민식
고정식
이흥찬
임동민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020140122037A priority Critical patent/KR102290282B1/ko
Priority to US14/637,548 priority patent/US9634365B2/en
Publication of KR20160031830A publication Critical patent/KR20160031830A/ko
Priority to US15/450,034 priority patent/US9786932B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102290282B1 publication Critical patent/KR102290282B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

개시된 금속-공기 전지에 따르면, 음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제1, 제2 전지 셀을 포함하며, 상기 제1, 제2 전지 셀은, 서로 접촉하며, 상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향이 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 다르게 배치될 수 있다.

Description

금속-공기 전지{Metal-air battery}
개시된 실시예들은 금속-공기 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기의 공급이 용이하고 에너지 밀도가 향상된 금속-공기 전지에 관한 것이다.
금속-공기 전지는 이온의 흡장/방출이 가능한 음극과 공기 중의 산소를 활물질로서 사용하는 양극을 포함하는 전지이다. 금속-공기 전지의 경우, 양극에서는 외부로부터 유입되는 산소의 환원/산화 반응이 일어나고 음극에서는 금속의 산화/환원 반응이 일어나며 이때 발생하는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 추출한다. 예를 들어, 금속-공기 전지는 방전 시에 산소를 흡수하고 충전 시에는 산소를 방출한다. 이와 같이 금속-공기 전지가 대기 중에 존재하는 산소를 이용하기 때문에, 전지의 에너지 밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 금속-공기 전지는 기존의 리튬 이온 전지의 에너지 밀도보다 수배 이상 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다.
또한, 금속-공기 전지는 이상 고온에 의한 발화 가능성이 낮기 때문에 뛰어난 안정성을 가지며, 중금속을 사용할 필요가 없이 산소의 흡수/방출만으로 동작하기 때문에 환경 오염을 일으킬 가능성도 낮다. 이러한 다양한 장점으로 인해, 현재 금속-공기 전지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
공기의 공급이 용이하고 에너지 밀도가 향상된 전지 셀의 배열 구조를 갖는 금속-공기 전지를 제공한다.
일 유형에 따른 금속-공기 전지는,
음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제1, 제2 전지 셀을 포함하며,
상기 제1, 제2 전지 셀은, 서로 접촉하며, 상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향이 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 다르게 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향은, 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 반대일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향은, 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 교차할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀은 상기 개방면과 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하며, 상기 제2 전지 셀은, 상기 제1 전지 셀의 상기 제2 면에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀의 음극 금속층은, 상기 제2 전지 셀의 음극 금속층과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀의 음극 금속층과 상기 제2 전지 셀의 음극 금속층은, 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 전지 셀 중 적어도 하나는, 상기 음극 금속층, 음극 전해질막 및 양극층이, 상기 양극층이 상기 기체확산층의 제1 표면 및 상기 제1 표면과 반대 방향에 배치된 제2 표면과 접촉하도록 절곡되어 있고, 상기 기체확산층의 상기 제1, 제2 표면 사이의 일 측면이 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 전지 셀은, 상기 음극 금속층, 음극 전해질막, 양극층을 둘러싸는 외장재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제3 전지 셀;을 더 포함하며, 상기 제3 전지 셀은, 상기 제1, 제2 전지 셀과 이격되며, 상기 제3 전지 셀의 개방면과 상기 제1 전지 셀의 개방면이 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 전지 셀의 개방면과 상기 제1 전지 셀의 개방면에 의해 공기가 주입되는 채널이 정의될 수 있다.
상기 채널의 크기는 공기의 주입 방향을 따라 일정하게 유지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널의 크기는 공기의 주입 방향을 따라 감소할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널의 입구에 배치되며, 공기의 주입 방향을 따라 단면적이 감소하는 노즐을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제4 전지 셀;을 더 포함하며, 상기 제4 전지 셀은, 상기 제3 전지 셀과 접촉하며, 상기 개방면의 배치 방향이 상기 제3 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 다를 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지 셀, 제2 전지 셀은 복수 개이며, 상기 복수 개의 제1 전지 셀들은 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 복수 개의 제2 전지 셀들은 상기 제1 방향과 평행한 방향을 따라 배열될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 전지 셀은 복수 개이며, 상기 복수 개의 제3 전지 셀은, 상기 제1 방향과 평행한 방향 또는 상기 제1 방향과 경사진 방향을 따라 배열될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 전지 셀의 단면 형상은, 정사각형 또는 직사각형일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널의 입구에 배치되며 제1 압력을 제공하는 제1 영역과, 상기 채널의 출구에 배치되며 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력을 제공하는 제2 영역과, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 연결하며 상기 제1 압력보다 큰 제3 압력을 제공하는 제3 영역을 포함하는 공기 순환부;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 유형에 따른 금속-공기 전지는,
음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 양극층이 상기 기체확산층의 제1 표면 및 상기 제1 표면과 반대 방향에 배치된 제2 표면과 접촉하도록 상기 음극 금속층, 음극 전해질막 및 양극층이 절곡되며, 상기 기체 확산층의 상기 제1, 제2 표면 사이의 일 측면이 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제1, 제3 전지 셀을 포함하며,
상기 제1, 제3 전지 셀은, 서로 이격되며, 상기 제1 전지 셀의 개방면과 상기 제3 전지 셀의 개방면이 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 금속-공기 전지는, 복수의 전지 셀들을 접촉 배치하되, 복수의 전지 셀에서 공기 공급이 가능하도록 외부로 노출된 개방면의 배치 방향을 서로 다르게 배치함으로써, 동일 면적에 배치되는 셀의 개수를 증가시킬 수 있다. 그리하여, 향상된 에너지 밀도를 제공할 수 있다.
개시된 다른 실시예에 따른 금속-공기 전지는, 복수의 전지 셀들 각각이 기체 확산층에 대하여 음극 금속, 음극 전해질, 및 양극이 절곡된 구조를 가지며, 기체 확산층에서 외부로 노출된 개방면을 서로 대향되도록 이격 배치함으로써, 동일 면적에 배치되는 셀의 개수를 증가시킬 수 있다. 그리하여, 향상된 에너지 밀도를 제공할 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 금속-공기 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 전지 셀의 평면도를 간략히 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a에서 제1, 제2 전지 셀에 음극 집전체 및 외장재를 더 포함한 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속-공기 전지를 나타낸 것으로서, 제1, 제2 전지 셀의 구조가 변경된 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 도 1b의 금속-공기 전지에 제3 전지 셀이 추가된 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 도 4의 공기 전지에 제4 전지 셀이 추가된 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 도 1b에서 제1, 제2 전지 셀 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이며, 도 6b는 도 4에서 제1, 제2, 제3 전지 셀 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이며, 도 6c는 도 5에서 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6a 내지 도 6c에서 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀 각각이 3개 이상일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다.
도 8a은 도 6b에서 제3 전지 셀의 배열 방향이 변경된 일 예를 도시한 것이다. 도 8b는 도 8a에서 제1, 제2, 제3 전지 셀 각각이 3개 이상일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9는 도 7에서 노즐이 추가된 변형 실시예를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속-공기 전지를 개념적으로 설명한 것이다.
도 11a는 도 1a의 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 제2 전지 셀의 개방면이 다르게 배치된 금속-공기 전지를 개략적으로 보이는 사시도이며, 도 11b는 도 11a의 금속-공기 전지의 평면도를 간략히 도시한 도면이다.
도 12는 도 11b의 금속-공기 전지에서 제3 전지 셀이 추가된 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12의 제1, 제2, 제3 전지 셀이 복수 개 배열된 금속-공기 전지의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 14a 및 도 14b는, 단면 형상이 직사각형인 제1, 제2, 제3 전지 셀을 포함한 금속-공기 전지를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속-공기 전지를 나타낸 것이며,
도 16a 및 도 16b는 도 15a 및 도 15b의 금속-공기 전지의 A 영역에 배치된 채널에 나타난 공기 흐름을 실험한 결과를 나타낸다.
도 17는 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널의 크기 변화에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 18은 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널에 공급되는 공기의 유속에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 19는 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널의 길이에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 금속-공기 전지에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 금속-공기 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 전지 셀의 평면도를 간략히 도시한 도면이다. 도 1b에서는 제1, 제2 전지 셀(10, 20)의 표면들 중 개방면(101, 201)이 강조되도록 개념적으로 도시하였다.
도 1a를 참조하면, 금속-공기 전지는 적어도 2개의 전지 셀(10, 20)을 포함한다. 예를 들어, 금속-공기 전지는, 제1 전지 셀(10)과 제2 전지 셀(20)을 포함한다.
제1, 제2 전지 셀(10)(20) 각각은, 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12), 양극층(13) 및 적어도 하나의 기체 확산층(14a, 14b)을 포함할 수 있다.
음극 금속층(11)은 금속 이온을 흡장/방출하는 역할을 하는 것으로, 예를 들어 리튬(Li), 나트륨(Na), 아연(Zn), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다.
음극 전해질막(12)은 금속 이온을 양극층(13)으로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 음극 전해질막(12)은 금속염을 용매에 용해하여 형성된 전해질을 포함할 수 있다. 전해질은 통상적으로 고분자계 전해질, 무기계 전해질 또는 이들을 혼합한 복합 전해질을 포함하는 고체상일 수 있다. 전해질은 휘어질 수 있도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 금속염으로는 LiN(SO2CF2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiClO4, LiBF4, LiPF6, LiSbF6, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiC(SO2CF3)3, LiN(SO3CF3)2, LiC4F9SO3, LiAlCl4 또는 LiTFSI(Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide) 등과 같은 리튬염을 사용할 수 있으며, 상술한 리튬염에 AlCl3, MgCl2, NaCl, KCl, NaBr, KBr, CaCl2 등과 같은 다른 금속염을 더 추가할 수도 있다. 용매는 이러한 리튬염 및 금속염을 용해시킬 수 있는 어떠한 재료라도 사용될 수 있다.
또한, 음극 전해질막(12)은 산소의 투과를 방지하면서 금속 이온에 대해 전도성을 갖는 분리막을 더 포함할 수 있다. 분리막은 휘어질 수 있는 고분자계 분리막을 사용할 수 있다. 예를 들어, 분리막으로는 폴리프로필렌 소재의 부직포나 폴리페닐렌 설파이드 소재의 부직포 등의 고분자 부직포, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지의 다공성 필름 등을 사용할 수 있다. 이러한 분리막과 전해질이 각각 별개의 층으로 형성될 수도 있지만, 음극 전해질막(12)은 다공성 분리막의 기공들 내에 전해질을 함침시켜 하나의 층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide; PEO)와 LiTFSI을 혼합하여 형성된 전해질을 다공성 분리막의 기공들 내에 함침시켜 음극 전해질막(12)을 형성할 수 있다.
양극층(13)은 금속 이온의 전도를 위한 전해질, 산소의 산화/환원을 위한 촉매, 도전성 재료 및 바인더를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상술한 전해질, 촉매, 도전성 재료 및 바인더를 혼합한 후 용매를 첨가하여 양극 슬러리를 제조하고, 음극 전해질막(12) 위에 도포하여 건조함으로써 양극층(13)을 형성할 수 있다.
여기서, 전해질은 앞서 설명한 리튬염 또는 금속염을 포함할 수 있다. 도전성 재료로는 예를 들어 다공성을 갖는 탄소계 재료, 도전성 금속 재료, 또는 도전성 유기 재료 등을 사용하거나 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 예컨대, 탄소계 재료로서는 카본 블랙, 그래파이트, 그래핀, 활성탄, 탄소섬유, 탄소나노튜브 등을 사용할 수 있다. 도전성 금속 재료는 예를 들어 금속 분말의 형태로 사용할 수 있다. 촉매로는, 예를 들어, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag) 등을 사용할 수 있으며, 또는 망간(Mn), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등의 산화물을 사용할 수도 있다. 또한, 바인더로는, 예를 들어, 폴리테트라플루오로 에틸렌(PTFE), 폴리프로필렌, 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리에틸렌, 스티렌-부타디엔 고무 등을 사용할 수 있다.
기체 확산층(14a)은 대기 중의 산소를 흡수하여 양극층(13)에 제공하는 역할을 한다. 이를 위해 기체 확산층(14a)은 외부의 산소를 원활하게 확산시킬 수 있도록 다공성 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 탄소 섬유를 사용한 카본 페이퍼(carbon paper), 카본 직물(carbon cloth), 카본 펠트(carbon felt), 또는 스펀지상의 발포 금속이나 금속 섬유 매트를 사용하여 기체 확산층(14a)을 형성할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)은 기체 확산층(14a, 14b)의 적어도 3면을 둘러싸도록 절곡되어 있다. 예를 들어, 양극층(13) 위에 제1 기체 확산층(14a)을 부분적으로 배치한 다음, 양극층(13)이 제1 기체 확산층(14a)의 상부 표면과 접촉하도록 제1 기체 확산층(14a) 위로 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)을 절곡시킬 수 있다. 양극층(13)은 기체 확산층(14a)의 하부 표면, 상부 표면 및 우측면에 접촉된다.
그런 후에는, 양극층(13)이 상부로 향하도록 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)을 다시 180도 방향으로 반대로 접은 다음, 양극층(13) 위에 추가적인 제2 기체 확산층(14b)을 더 배치하고, 양극층(13)이 제2 기체 확산층(14b)의 상부 표면과 접촉하도록 제2 기체 확산층(14b) 위로 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)을 절곡시킬 수 있다. 이를 통해, 제1, 제2 전지 셀(10, 20) 각각은 2개의 서브 셀들을 포함할 수 있다.
상술한 방식으로, 양극층(13) 위에 기체확산층(14a, 14b)을 배치하고 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)을 절곡시키는 과정을 반복함으로써, 금속-공기 전지의 서브 셀의 개수를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 양극층(13) 위에 기체확산층(14a, 14b)을 배치하고 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12) 및 양극층(13)을 절곡시키는 과정을 반복하여 서브 셀의 개수를 증가시키더라도, 기체 확산층(14a, 14b)의 일부는 항상 외부에 개방될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 금속-공기 전지에서는 서브 셀의 개수의 증가와 관계 없이 양극층(13)으로의 산소 공급이 용이할 수 있다. 다만, 제1, 제2 전지 셀에 포함된 서브 셀의 개수는 복수 개에 한정되지 않으며, 1개일 수도 있다.
이러한 접이식 구조의 제1, 제2 전지 셀(10, 20)의 적어도 일측에서는 기체 확산층(14a, 14b)이 외부로 노출될 수 있다. 그에 따라, 양극층(13)에서의 산화/환원 반응에 필요한 산소는 기체 확산층(14a, 14b)의 일측으로부터 흡수되어 양극층(13)의 전체 영역으로 공급될 수 있다.
상기와 같이, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)에서 기체 확산층(14a, 14b)의 적어도 일부가 외부로 노출된 면을 개방면(101, 201)으로 정의한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 제1 전지 셀(10)과 제2 전지 셀(20)은 서로 접촉하되, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)이 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)의 배치 방향과, 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)의 배치 방향이 반대일 수 있다. 예로서, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)의 배치 방향이 좌측 방향이며, 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)의 배치 방향이 우측 방향일 수 있다.
제1, 제2 전지 셀(10, 20) 각각은, 개방면(101, 201)과 반대 방향에 배치된 제2 면(102, 202)을 포함한다. 제2 전지 셀(20)은, 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102)에 접촉될 수 있다. 예로서, 제2 전지 셀(20)의 제2 면(202)이 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102)에 접촉될 수 있다.
상기와 같이, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)을 접촉시킴으로써, 이들을 접촉시키지 않는 구조에 비해, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)이 금속-공기 전지에서 차지하는 면적 또는 부피를 줄일 수 있다.
제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)이 서로 다른 방향으로 배치됨으로써, 개방면(101, 201)에 대한 원활한 공기 공급이 가능할 뿐만 아니라, 상기 제1, 제2 전지 셀(10, 20)의 반복적인 배열에도 유리하다. 서로 접촉하는 제1, 제2 전지 셀(10, 20)을 하나의 단위로 하여 반복적으로 배열할 때, 각 개방면(101, 201)들이 서로 대향하도록 이격 배치될 수 있다. 서로 대향된 개방면(101, 201)들은 채널(Ch)을 공유하기 때문에, 전체적인 채널(Ch)의 개수를 줄일 수 있다. 이에 대해서는, 후술하기로 한다.
또한, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)은 개방면(101, 201) 이외의 면이 서로 접촉되기 때문에, 접촉에 의해 개방면(101, 201)에 대한 공기 공급이 영향을 받지 않으면서도, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)이 금속-공기 전지에서 차지하는 면적 또는 부피를 줄일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a에서 제1, 제2 전지 셀(10, 20)에 음극 집전체(15a, 15b) 및 외장재(16a, 16b)를 더 포함한 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 제1 전지 셀(10a), 제2 전지 셀(20a) 각각은 음극 집전체(15a, 15b)를 더 포함할 수 있다. 음극 집전체(15a, 15b)는 음극 금속층(11)의 절곡부와 접촉하도록 배치될 수 있다. 음극 집전체(15a, 15b)는 예를 들어 구리(Cu)와 같은 전도성 금속의 박막으로 형성될 수 있다. 음극 집전체(15a, 15b)는 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12), 양극층(13) 및 기체확산층(14a, 14b)의 층 방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 음극 집전체(15a, 15b)가 서브 셀의 개수와 관계 없이 절곡되지 않고 수직 방향을 따라 평탄하게 연장되기 때문에, 음극 집전체(15a, 15b)의 재료가 절감되고 금속-공기 전지에서 음극 집전체(15a, 15b)가 차지하는 비중이 작아질 수 있다. 예를 들어, 외장재(16a, 16b)를 제외한 금속-공기 전지의 전체 무게 중에서 음극 집전체(15)의 무게 비중은 10% 이하, 또는 5% 이하일 수 있다.
제1 전지 셀(10a), 제2 전지 셀(20a) 각각은 파우치 필름과 같은 외장재(16a, 16b)에 의해 둘러싸일 수 있다.
외장재(16a)는 제1 전지 셀(10a)의 상부면, 우측면, 하부면을 둘러쌀 수 있다. 외장재(16b)는 제2 전지 셀(20a)의 상부면, 좌측면, 하부면을 둘러쌀 수 있다. 도 2a에서는 도시되지 않았지만, 외장재(16a)는 제1 전지 셀(10a)의 정면과 후면도 둘러쌀 수 있으며, 외장재(16b)는 제2 전지 셀(20a)의 정면과 후면도 둘러쌀 수 있다. 즉, 제1 전지 셀(10a)의 좌측면을 제외한 5면이 외장재(16a)에 의해 둘러싸이게 되며, 제2 전지 셀(20a)의 우측면을 제외한 5면이 외장재(16b)에 의해 둘러싸이게 된다. 그리하여, 제1 전지 셀(10a)의 좌측 방향에 개방면(101)이 배치되며, 제2 전지 셀(20a)의 우측 방향에 개방면(101)이 배치된다. 이 때, 제1 전지 셀(10a)의 외장재(16a)와 제2 전지 셀(20a)의 외장재(16b)가 접촉될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)은 음극 집전체(15)를 포함하되, 하나의 음극 집전체(15)를 공유할 수 있다. 그리하여, 음극 집전체(15)의 개수를 줄일 수 있으며, 그리하여 금속-공기 전지의 원가를 절감하고, 금속-공기 전지의 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)은 외장재(16)에 의해 둘러싸일 수 있다. 외장재(16)는, 도 2a의 외장재(16a, 16b)와 달리, 제1 전지 셀(10b)의 우측면과 제2 전지 셀(20b)의 좌측면을 둘러싸지 않고, 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)의 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)을 공기에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 외장재(16)는 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)의 상부면, 하부면을 둘러쌀 수 있다. 도 2b에서는 도시되지 않았지만, 외장재(16)는 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)의 정면과 후면도 둘러쌀 수 있다. 제1 전지 셀(10b)의 좌측 방향에 개방면(101)이 배치되며, 제2 전지 셀(20b)의 우측 방향에 개방면(201)이 배치될 수 있다. 하나의 외장재(16)를 통해 제1, 제2 전지 셀(10b, 20b)을 둘러쌈으로써, 외장재(16)의 사용량을 줄일 수 있으며, 그리하여 금속-공기 전지의 원가를 절감하고, 금속-공기 전지의 무게를 감소시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는, 제1, 제2 전지 셀(10, 10a, 10b, 20, 20a, 20b)이 접이식 구조인 예를 중심으로 설명하였다. 그러나, 제1, 제2 전지 셀(10, 10a, 10b, 20, 20a, 20b)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속-공기 전지를 나타낸 것으로서, 제1, 제2 전지 셀(10, 10a, 10b, 20, 20a, 20b)의 구조가 변경된 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 금속-공기 전지는 제1, 제2 전지 셀(10c, 20c)을 포함한다. 제1, 제2 전지 셀(10c, 20c) 각각은, 기체 확산층(14), 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)이 순차적으로 배열된다. 제1, 제2 전지 셀(10c, 20c) 각각은, 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)이 공기에 노출되는 것을 방지하는 외장재(16a, 16b)를 포함한다.
도 3b를 참조하면, 금속-공기 전지는 제1, 제2 전지 셀(10d, 20d)을 포함한다. 제1, 제2 전지 셀(10d, 20d) 각각은, 기체 확산층(14), 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)이 순차적으로 배열된다. 제1 전지 셀(10d)의 음극층(11)과 제2 전지 셀(20d)의 음극층(11)이 접촉될 수 있다. 예를 들어, 제1 전지 셀(10d)의 음극층(11)과 제2 전지 셀(20d)의 음극층(11)은 일체로 형성될 수 있다.
제1, 제2 전지 셀(10d, 20d)은, 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)이 공기에 노출되는 것을 방지하는 외장재(16)를 포함한다. 외장재(16)는, 도 3a의 외장재(16a, 16b)와 달리, 제1 전지 셀(10d)의 우측면과 제2 전지 셀(20d)의 좌측면을 둘러싸지 않고, 제1, 제2 전지 셀(10d, 20d)의 양극층(13), 음극 전해질막(12), 음극층(11)이 공기에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 는 도 1b의 금속-공기 전지에 제3 전지 셀(30)이 추가된 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 5 는 도 4의 공기 전지에 제4 전지 셀(40)이 추가된 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 금속-공기 전지는, 제3 전지 셀(30)을 더 포함할 수 있다.
제3 전지 셀(30)은, 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12), 양극층(13) 및 기체 확산층(14a, 14b)을 포함한다. 제3 전지 셀(30)은 기체 확산층(14a, 14b)의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면(301)을 가진다. 각 층에 대한 재질 및 위치는 상술한 제1, 제2 전지 셀(10, 10a, 10b, 10c, 10d, 20, 20a, 20b, 20c, 20d)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
제3 전지 셀(30)은 제1, 제2 전지 셀(10, 20)과 이격 배치될 수 있다. 제3 전지 셀(30)은 제1 전지 셀(10)과 소정 간격으로 이격 배치된다.
제3 전지 셀(30)은, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)이 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 대향하도록, 제1 전지 셀(10)과 이격 배치될 수 있다.
제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)에 의해, 공기가 주입되는 채널(Ch)이 정의될 수 있다. 채널(Ch)의 크기(d)는 제3 전지 셀(30)과 제1 전지 셀(10) 사이의 간격에 의해 결정될 수 있다.
채널(Ch)에는 공기가 공급될 수 있다. 채널(Ch)에 공기가 공급됨에 따라, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 공기가 공급된다. 즉, 채널(Ch)은 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 공기 중에 포함된 산소를 공급할 수 있다. 하나의 채널(Ch)에 의해, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 공기가 공급되기 때문에, 채널(Ch) 수를 감소시킬 수 있다.
본 실시예와 달리, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)을 대향하도록 배치하지 않을 경우, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301) 각각을 위한 별도의 채널(Ch)이 필요하게 된다. 그러나, 본 실시예에서는, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)을 대향되도록 이격 배치함으로써, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)을 위한 하나의 채널(Ch)만이 필요하기 때문에, 채널(Ch) 수를 약 50% 정도 감소시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 금속-공기 전지는, 제4 전지 셀(40)을 더 포함할 수 있다.
제4 전지 셀(40)은, 음극 금속층(11), 음극 전해질막(12), 양극층(13) 및 기체 확산층(14a, 14b)을 포함한다. 제4 전지 셀(40)은 기체 확산층(14a, 14b)의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면(401)을 가진다. 각 층에 대한 재질 및 위치는 상술한 제1, 제2 전지 셀(10, 10a, 10b, 10c, 10d, 20, 20a, 20b, 20c, 20d)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
제4 전지 셀(40)은, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)과 이격 배치되며, 제3 전지 셀(30)과 접촉한다.
제4 전지 셀(40)의 개방면(401)의 배치 방향은 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)의 배치 방향과 다를 수 있다. 예를 들어, 제4 전지 셀(40)의 개방면(401)의 배치 방향은, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)의 배치 방향과 반대일 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40)이 단수 개인 예를 중심으로 설명하였다. 그러나, 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40) 각각은 복수 개일 수 있다.
도 6a는 도 1b에서 제1, 제2 전지 셀(10, 20) 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이며, 도 6b는 도 4에서 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30) 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이며, 도 6c는 도 5에서 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40) 각각이 2 개일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다. 도 7은 도 6a 내지 도 6c에서 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40) 각각이 3개 이상일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다.
도 6a을 참조하면, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)은 복수 개일 수 있다.
복수 개의 제1 전지 셀(10, 10-1)은 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 제1 전지 셀(10)은 인접한 제1 전지 셀(10-1)과 접촉하며, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)은 인접한 제1 전지 셀(10-1)의 개방면(101)과 배치 방향이 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)이 좌측 방향으로 배치되고, 인접한 제1 전지 셀(10-1)의 개방면(101)이 좌측 방향으로 배치된다.
복수 개의 제2 전지 셀(20, 20-1)은 제1 방향과 평행한 방향을 따라 배열될 수 있다. 제2 전지 셀(20)은 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102)과 접촉하며, 인접한 제2 전지 셀(20-1)과 접촉한다. 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)은 인접한 제2 전지 셀(20-1)의 개방면(101)과 배치 방향이 동일할 수 있다. 예를 들어, 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)이 우측 방향으로 배치되고, 인접한 제2 전지 셀(20-1)의 개방면(101)이 우측 방향으로 배치된다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40) 은 복수 개일 수 있다. 복수 개의 제1, 제2 전지 셀(10, 20)은 도 6a와 동일하게 배열되므로, 중복 설명은 생략한다.
복수 개의 제3 전지 셀(30)은 제1, 제2 전지 셀(10, 20)과 이격 배치된다. 제3 전지 셀(30)은 인접한 제3 전지 셀(30-1)과 접촉하며, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)은 인접한 제3 전지 셀(30-1)의 개방면(301)과 배치 방향이 동일할 수 있다. 예를 들어, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)이 우측 방향으로 배치되고, 인접한 제3 전지 셀(30-1)의 개방면(301)이 우측 방향으로 배치된다.
제3 전지 셀(30)의 개방면(301)은 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 반대 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)은 우측 방향으로 배치되고, 이에 대향하는 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)은 좌측 방향으로 배치된다.
복수 개의 제4 전지 셀(40)은, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)과 이격 배치되며, 제3 전지 셀(30)과 접촉된다. 제4 전지 셀(40)은 인접한 제4 전지 셀(40-1)과 접촉하며, 제4 전지 셀(40)의 개방면(401)은 인접한 제4 전지 셀(40-1)의 개방면(401)과 배치 방향이 동일할 수 있다. 예를 들어, 제4 전지 셀(40)의 개방면(401)이 좌측 방향으로 배치되고, 인접한 제4 전지 셀(40-1)의 개방면(401)이 좌측 방향으로 배치된다.
복수 개의 제3 전지 셀(30)은 제1 방향과 평행한 방향을 따라 배열될 수 있다. 그에 따라, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기, 예를 들어 채널의 폭은, 공기의 주입 방향을 따라 일정할 수 있다. 예를 들어, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기(d1)와, 인접한 제1, 제3 전지 셀(10-1, 30-1)의 개방면(101, 301)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기(d2)와 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1, 제2, 제3, 제4 전지 셀(10, 20, 30, 40) 은 복수 개일 수 있다. 복수 개의 채널(Ch)이 형성될 수 있다. 채널(Ch)은 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)에 의해 형성되거나, 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)과 제4 전지 셀(40)의 개방면(401)에 의해 형성될 수 있다.
도 8a은 도 6b에서 제3 전지 셀(30)의 배열 방향이 변경된 일 예를 도시한 것이다. 도 8b는 도 8a에서 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30) 각각이 3개 이상일 때 배치 상태의 일 예를 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 복수 개의 제3 전지 셀(30)은, 제1 방향과 경사진 방향을 따라 배열될 수 있다. 그에 따라, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기는, 공기의 주입 방향을 따라 감소할 수 있다.
예를 들어, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기(d1)는, 공기의 주입 방향의 상류에 배치된 인접한 제1, 제3 전지 셀(10-1, 30-1)의 개방면(101, 301)에 의해 정의되는 채널(Ch)의 크기(d2)보다 작을 수 있다. 이와 같이, 채널(Ch)의 크기(d1, d2)가 공기의 주입 방향을 따라 감소함에 따라, 채널(Ch)을 통과하는 공기의 유속이 증가될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 복수의 채널(Ch)의 공기 주입 방향은 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(Ch1)의 공기 주입 방향은 좌측에서 우측을 향하는 방향이며, 제1 채널(Ch1)의 하부에 배치된 제2 채널(Ch2)의 공기 주입 방향은 우측에서 좌측을 향하는 방향일 수 있다. 제1, 제2 채널들(Ch1, Ch2)은 공기의 주입 방향을 따라 채널의 크기가 감소할 수 있다. 그에 따라, 채널(Ch1, Ch2)을 통과하는 공기의 유속이 증가될 수 있다.
도 9는 도 7에서 노즐(50)이 추가된 변형 실시예를 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, 금속-공기 전지는, 채널(Ch)의 입구에 노즐(50)이 배치될 수 있다. 노즐(50)은 공기의 주입 방향을 따라 단면적이 감소한다. 채널(Ch)의 입구에 배치된 노즐(50)을 통해, 채널(Ch)에 공기를 원활하게 공급할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속-공기 전지를 개념적으로 설명한 것이다. 도 10을 참조하면, 금속-공기 전지는, 공기 순환부(60)를 더 포함할 수 있다. 공기 순환부(60)는, 채널(Ch)의 입구에 배치된 제1 영역(61)과, 채널(Ch)의 출구에 배치된 제2 영역(62)과, 이들을 연결하는 제3 영역(63)을 포함한다.
제1 영역(61)의 제1 압력(P1)은 제2 영역(62)의 제2 압력(P2)보다 크다. 다시 말해서, 제1 압력(P1)이 제2 압력(P2)보다 크기 때문에, 주입된 공기는 제1 영역(61)에서 제2 영역(62)으로 이동된다.
제3 영역(63)의 제3 압력(P3)은, 제1 압력(P1)보다 크다. 이를 위해, 제2 영역(62)과 제3 영역(63) 사이에는 압력을 증가시키기 위한 팬(64)이 배치될 수 있다. 제3 영역(63)의 제3 압력(P3)이 제1 영역(61)의 제1 압력(P1)보다 크기 때문에, 제3 영역(63)의 공기가 제1 영역(61)으로 돌아올 수 있게 된다.
즉, 공기 순환부(60)를 통해, 출구를 빠져 나온 공기를 다시 채널(Ch)의 입구로 이동시킬 수 있다. 그리하여, 채널(Ch)의 출구를 빠져 나온 공기 중에 남아 있는 산소를 다시 활용할 수 있다.
제1 영역(61)을 통해 외부로부터 공기가 제공된다. 제1 영역(61)에는 대기 중의 공기로부터 산소를 추출하는 산소 발생기(70)가 배치할 수 있다. 산소 발생기(70)는, 가변 압력흡착(PSA; Pressure Swing Adsoprtion) 방식을 이용할 수 있다. 산소 발생기(70)에 의해 산소 농도가 높은 공기를 채널(Ch)에 공급할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)이 다른 방향으로 배치된 예로서, 반대 방향으로 배치된 예를 설명하였다. 그러나, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)의 개방면(101, 201)의 배치 방향은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
도 11a는 도 1a의 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)의 배치 방향과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)이 다르게 배치된 금속-공기 전지를 개략적으로 보이는 사시도이며, 도 11b는 도 11a의 금속-공기 전지의 평면도를 간략히 도시한 도면이다. 도 12는 도 11b의 금속-공기 전지에서 제3 전지 셀(30)이 추가된 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)은 좌측 방향으로 배치되고, 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)은 정면 방향으로 배치될 수 있다. 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102)에 제2 전지 셀(20)이 접촉될 수 있다. 제2 전지 셀(20)은, 제1 면(201)과 제2 면(202) 사이에 배치된 일 측면(203)에 의해, 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102)에 접촉될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 금속-공기 전지는, 제3 전지 셀(30)을 더 포함할 수 있다. 제3 전지 셀(30)은, 제1, 제2 전지 셀(10, 20)과 이격 배치될 수 있다. 제3 전지 셀(30)은 제1 전지 셀(10)과 소정 간격으로 이격 배치된다.
제3 전지 셀(30)은, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)이 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 대향하도록, 제1 전지 셀(10)과 이격 배치될 수 있다.
제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)에 의해, 공기가 주입되는 채널(Ch)이 정의될 수 있다. 채널(Ch)의 크기는 제3 전지 셀(30)과 제1 전지 셀(10) 사이의 간격에 의해 결정될 수 있다.
도 13은 도 12의 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)이 복수 개 배열된 금속-공기 전지의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 13을 참조하여, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)이 공기의 주입 방향과 수직인 방향으로 배치된 상태를 설명한다.
제1 전지 셀(10)과 제2 전지 셀(20)은 서로 접촉한다. 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)은 그 배치 방향이 다르게 배치된다. 예를 들어, 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)의 배치 방향과 제2 전지 셀(20)의 개방면(201)의 배치 방향은 교차할 수 있다.
제3 전지 셀(30)은 제1 전지 셀(10)과 이격 배치되며, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)이 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)과 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)에 의해 채널(Ch)이 정의될 수 있다.
채널(Ch)에 소정 방향으로 공기가 주입된다. 채널(Ch)에 공기가 주입됨에 따라, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)에 공기가 공급된다.
이러한, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)을 포함한 단위 구조가, 채널(Ch)에 공기가 주입되는 방향과 수직인 방향으로 반복적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)이 수직으로 배치되며, 인접한 제1, 제2, 제3 전지 셀(10-1, 20-1, 30-1)이 수평으로 배치될 수 있다. 제1 전지 셀(10)의 개방면(101)이 채널(Ch)의 하면을, 제3 전지 셀(30)의 개방면(301)이 채널(Ch)의 상면을, 인접한 제1 전지 셀(10-1)의 개방면(101)이 채널(Ch)의 우측면을, 인접한 제3 전지 셀(30-1)의 개방면(301)이 채널(Ch)의 좌측면을 형성할 수 있다.
제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 공기의 주입 방향과 수직인 방향으로의 단면 형상이 정사각형일 수 있다. 그리하여, 도 13과 같이, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)을 공기의 주입 방향과 수직인 방향으로 반복적으로 배열할 수 있다.
다만, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 공기의 주입 방향과 수직인 방향으로의 단면 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로서, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 공기의 주입 방향과 수직인 방향으로의 단면 형상은 직사각형일 수 있다.
도 14a 및 도 14b는, 단면 형상이 직사각형인 제1, 제2, 제3 전지 셀을 포함한 금속-공기 전지를 나타낸다. 도 14a 및 도 14b에서는, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 단면 형상이 직사각형일 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 단면 형상의 가로, 세로 비가 2:1일 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 단면 형상이 달리짐에 따라, 도면과 같이, 제1, 제2, 제3 전지 셀(10, 20, 30)의 반복적인 배열 구조가 달라질 수 있다. 제2 전지 셀(20)은, 제1 전지 셀(10)의 제2 면(102) 중 일부와 접촉될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속-공기 전지를 나타낸 것이며, 도 16a 및 도 16b는 도 15a 및 도 15b의 금속-공기 전지의 A 영역에 배치된 채널(Ch) 에 나타난 공기 흐름을 실험한 결과를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b에서 제1, 제3 전지 셀(10, 30)로서 도 1a의 접이식 구조의 전지 셀을 이용하였으며, 하나의 서브 셀의 두께는 0.193 mm로 설정하였다. 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 가로 및 세로 크기(l1, l2)는 0.8 m, 0.015 m이며, 채널(Ch)의 크기(d)는 0.025 m 이며, 채널(Ch)의 길이(l)는 0.8 m, 금속-공기 전지의 높이(h)는 1 m로 설정하였다. 또한, 채널(Ch)에 공급된 공기의 초기 산소량은 8.69 mol/m3, 기체 확산층(14a, 14b)의 산소 확산계수는 2.14 x 10-5 m2/sec이며, 유속(v)은 0.05 m/sec로 설정하였다. 도 15b에서는 도 15a와 달리, 채널(Ch)의 입구에 노즐(50)을 배치하였다. 이러한 상태에서, 채널(Ch)을 통과하는 과정에서, 공기 중에 포함된 산소 농도를 측정하였다.
도 16a를 참조하면, 채널(Ch)의 입구에서 검출된 공기의 산소 농도에 대한 채널(Ch)의 출구에서 검출된 공기의 산소 농도, 즉 잔존 산소 농도는 약 90.4 % 로 나타났다. 즉, 제1, 제3 전지 셀(10, 30)의 개방면(101, 301)이 서로 마주보도록 배치함으로써, 채널(Ch)의 길이 방향으로 배치된 복수의 개방면(101)에 균일한 산소 농도를 가진 공기가 공급되는 점을 알 수 있다.
도 16b를 참조하면, 채널(Ch)의 입구에서 검출된 공기의 산소 농도에 대한 채널(Ch)의 출구에서 검출된 공기의 산소 농도인 잔존 산소 농도가 약 90.7 %로 나타났다. 노즐(50)을 채널(Ch)의 입구에 배치함으로써, 잔존 산소 농도가 0.3 % 증가하였다. 이를 통해, 채널(Ch)의 입구에 노즐(50)이 배치됨으로써, 주입된 공기가 채널(Ch)을 통과하는 동안 공기 중에 산소 농도가 보다 일정하게 유지되는 점을 알 수 있다.
도 17는 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널(Ch)의 크기(d) 변화에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 17을 참조하면, 채널(Ch)의 크기(d)가 증가함에 따라 잔존 산소 농도가 감소한다. 일반적으로, 채널(Ch)의 크기(d)와 잔존 산소 농도는 반비례하는 점을 알 수 있다. 채널(Ch)의 크기(d)가 4 cm 이하에서, 잔존 산소 농도가 90% 이상일 수 있으나, 채널(Ch)의 크기(d)가 4cm 초과일 때, 잔존 산소 농도가 90% 미만일 수 있다.
다만, 채널(Ch)의 크기(d)가 소정 크기 이하, 예를 들어, 약 2.5 cm 미만인 구간에서는, 채널(Ch)의 크기(d)가 증가함에 따라 잔존 산소 농도가 증가한다. 이는, 채널(Ch)의 크기(d) 자체가 증가함에 따라 주입 가능한 산소 농도 자체가 증가하기 때문인 것으로 파악된다. 채널(Ch) 크기(d)가 1.2 cm 이상에서 잔존 산소 농도가 90% 이상일 수 있으나, 채널(Ch)의 크기(d)가 1.2 cm 미만일 때, 잔존 산소 농도가 90% 미만일 수 있다.
도 18은 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널(Ch)에 공급되는 공기의 유속에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 18을 참조하면, 채널(Ch)에 공급되는 공기의 유속(v)이 증가할 때, 잔존 산소 농도는 초기에 급격히 증가한 후 완만하게 증가한다. 채널(Ch)에 공급되는 공기의 유속(v)이 0.05 m/sec를 초과할 때부터는, 공기의 유속(v)이 증가하더라도 잔존 산소 농도는 거의 일정하게 나타난다. 다른 조건들이 동일한 조건에서, 공기의 유속(v)을 통해 증가시킬 수 있는 잔존 산소 농도는 한계가 있음을 알 수 있다.
도 19는 도 15a의 금속-공기 전지에서 채널(Ch)의 길이(l)에 따른 잔존 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 19를 참조하면, 채널(Ch)의 길이(l)가 증가함에 따라 잔존 산소 농도는 감소한다. 예를 들어, 채널(Ch)의 길이(l)가 0.5 m일 때, 잔존 산소 농도는 약 93 %인데 반해, 채널(Ch)의 길이(l)가 1 m로 증가할 때, 잔존 산소 농도가 약 89 % 인 점을 알 수 있다.
도 17 내지 19를 참조하여, 잔존 산소 농도가 소정 농도 이상을 만족하는 채널(Ch)의 크기(d)를 설계할 수 있다. 채널(Ch)의 크기(d)는, 채널(Ch)의 길이(l) 및 채널(Ch)을 통과하는 공기의 유속(v)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 15a와 같은 조건일 때, 채널(Ch)의 잔존 산소 농도가 90% 이상을 유지할 수 있는 채널(Ch)의 최대 크기(dc)는, 아래와 같은 관계식 (1)에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
...(1)
예를 들어, 채널(Ch)의 길이(l)가 0.8 m 이고, 채널(Ch)에 공급된 공기의 유속(v)이 0.05 m/sec인 경우, 잔존 산소 농도가 90 % 이상일 수 있는 채널(Ch)의 최대 크기(dc)는 3.78 cm임을 알 수 있다. 다만, 상기 관계식에 기재된 수치들은 예시적인 것에 불과하므로, 조건에 따라 변형될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 금속-공기 전지에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
10, 20, 30, 40.....전지 셀 11.....음극 금속층
12.....음극 전해질막 13.....양극층
14a, 14b.....기체 확산층 15.....음극 집전체
16.....외장재
101, 201, 301, 401.....개방면

Claims (19)

  1. 음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제1, 제2 전지 셀을 포함하며,
    상기 제1, 제2 전지 셀은,
    서로 접촉하며, 상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향이 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 다르게 배치된, 금속-공기 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향은, 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 반대인, 금속-공기 전지
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀의 개방면의 배치 방향은, 상기 제2 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 교차하는, 금속-공기 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀은 상기 개방면과 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하며,
    상기 제2 전지 셀은, 상기 제1 전지 셀의 상기 제2 면에 접촉하는, 금속-공기 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀의 음극 금속층은, 상기 제2 전지 셀의 음극 금속층과 접촉하는, 금속-공기 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀의 음극 금속층과 상기 제2 전지 셀의 음극 금속층은, 일체로 형성된, 금속-공기 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 전지 셀 중 적어도 하나는,
    상기 음극 금속층, 음극 전해질막 및 양극층이, 상기 양극층이 상기 기체 확산층의 제1 표면 및 상기 제1 표면과 반대 방향에 배치된 제2 표면과 접촉하도록 절곡되어 있고, 상기 기체 확산층의 상기 제1, 제2 표면 사이의 일 측면이 외부로 노출되는, 금속-공기 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 전지 셀은,
    상기 음극 금속층, 음극 전해질막, 양극층을 둘러싸는 외장재를 더 포함하는 금속-공기 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제3 전지 셀;을 더 포함하며,
    상기 제3 전지 셀은,
    상기 제1, 제2 전지 셀과 이격되며, 상기 제3 전지 셀의 개방면과 상기 제1 전지 셀의 개방면이 서로 대향하도록 배치된, 금속-공기 전지.
  10. 제9항에 있어서
    상기 제3 전지 셀의 개방면과 상기 제1 전지 셀의 개방면에 의해 공기가 주입되는 채널이 정의되는, 금속-공기 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널의 크기는 공기의 주입 방향을 따라 일정하게 유지된, 금속-공기 전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 채널의 크기는 공기의 주입 방향을 따라 감소하는, 금속-공기 전지.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 채널의 입구에 배치되며, 공기의 주입 방향을 따라 단면적이 감소하는 노즐을 더 포함하는, 금속-공기 전지.
  14. 제9항에 있어서,
    음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 기체 확산층의 적어도 일부가 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제4 전지 셀;을 더 포함하며,
    상기 제4 전지 셀은,
    상기 제3 전지 셀과 접촉하며, 상기 개방면의 배치 방향이 상기 제3 전지 셀의 개방면의 배치 방향과 다른, 금속-공기 전지.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀, 제2 전지 셀은 복수 개이며,
    상기 복수 개의 제1 전지 셀들은 제1 방향을 따라 배열되며,
    상기 복수 개의 제2 전지 셀들은 상기 제1 방향과 평행한 방향을 따라 배열된, 금속-공기 전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 전지 셀은 복수 개이며,
    상기 복수 개의 제3 전지 셀은, 상기 제1 방향과 평행한 방향 또는 상기 제1 방향과 경사진 방향을 따라 배열된, 금속-공기 전지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 전지 셀의 단면 형상은, 정사각형 또는 직사각형인, 금속-공기 전지.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 채널의 입구에 배치되며 제1 압력을 제공하는 제1 영역과, 상기 채널의 출구에 배치되며 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력을 제공하는 제2 영역과, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 연결하며 상기 제1 압력보다 큰 제3 압력을 제공하는 제3 영역을 포함하는 공기 순환부;를 더 포함하는, 금속-공기 전지.
  19. 음극 금속층, 음극 전해질막, 산소를 활물질로 사용하는 양극층 및 기체 확산층이 순차적으로 배치되며, 상기 양극층이 상기 기체 확산층의 제1 표면 및 상기 제1 표면과 반대 방향에 배치된 제2 표면과 접촉하도록 상기 음극 금속층, 음극 전해질막 및 양극층이 절곡되며, 상기 기체 확산층의 상기 제1, 제2 표면 사이의 일 측면이 외부로 노출된 개방면을 가지는, 제1, 제3 전지 셀을 포함하며,
    상기 제1, 제3 전지 셀은,
    서로 이격되며, 상기 제1 전지 셀의 개방면과 상기 제3 전지 셀의 개방면이 서로 대향하도록 배치된, 금속-공기 전지.
KR1020140122037A 2014-09-15 2014-09-15 금속-공기 전지 KR102290282B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140122037A KR102290282B1 (ko) 2014-09-15 2014-09-15 금속-공기 전지
US14/637,548 US9634365B2 (en) 2014-09-15 2015-03-04 Metal-air battery
US15/450,034 US9786932B2 (en) 2014-09-15 2017-03-06 Metal-air battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140122037A KR102290282B1 (ko) 2014-09-15 2014-09-15 금속-공기 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160031830A true KR20160031830A (ko) 2016-03-23
KR102290282B1 KR102290282B1 (ko) 2021-08-17

Family

ID=55455677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140122037A KR102290282B1 (ko) 2014-09-15 2014-09-15 금속-공기 전지

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9634365B2 (ko)
KR (1) KR102290282B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10686233B2 (en) 2015-04-30 2020-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal-air battery and method of operating the metal-air battery
US10693203B2 (en) 2015-04-28 2020-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal-air battery and metal-air battery module

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018112510A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Hydra Light International Ltd Metal-air fuel cell

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040028767A (ko) * 2001-06-01 2004-04-03 유티씨 퓨얼 셀즈, 엘엘씨 수소 공기 연료 전지 시스템을 정지시키기 위한 방법
KR20050024064A (ko) * 2003-09-04 2005-03-10 백동수 휴대용 금속연료전지
KR20070086785A (ko) * 2004-11-30 2007-08-27 코닝 인코포레이티드 연료 전지 장치 조립체와 프레임
KR20070095509A (ko) * 2005-10-20 2007-10-01 삼성에스디아이 주식회사 세미 패시브형 연료전지 시스템
JP2012527090A (ja) * 2009-05-11 2012-11-01 アリゾナ ボード オブ リージェンツ アクティング フォー アンド オン ビハーフ オブ アリゾナ ステイト ユニバーシティ 金属空気低温イオン液体電池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342314B1 (en) * 1998-12-18 2002-01-29 Aer Energy Resources, Inc. Geometry change diffusion tube for metal-air batteries
US6811910B2 (en) 2001-07-18 2004-11-02 Evionyx, Inc. Metal air cell incorporating air flow system
EP1376735A1 (en) 2002-06-20 2004-01-02 Yung-Jen Lin Anode structure for metal-air battery
TWM320249U (en) 2007-03-29 2007-10-01 High Tech Battery Inc Portable power supply
US8822087B2 (en) 2008-10-30 2014-09-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Metal-air battery and method for manufacturing the metal-air battery
US20120021303A1 (en) 2010-07-21 2012-01-26 Steven Amendola Electrically rechargeable, metal-air battery systems and methods
US20130189592A1 (en) 2010-09-09 2013-07-25 Farshid ROUMI Part solid, part fluid and flow electrochemical cells including metal-air and li-air battery systems
CN103098263B (zh) 2010-09-09 2016-01-20 加州理工学院 电化学能量存储***和方法
JP2014049216A (ja) 2012-08-30 2014-03-17 Dainippon Printing Co Ltd 金属空気電池モジュール
KR102207921B1 (ko) 2013-11-18 2021-01-27 삼성전자주식회사 접이식 구조를 갖는 금속-공기 전지 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040028767A (ko) * 2001-06-01 2004-04-03 유티씨 퓨얼 셀즈, 엘엘씨 수소 공기 연료 전지 시스템을 정지시키기 위한 방법
KR20050024064A (ko) * 2003-09-04 2005-03-10 백동수 휴대용 금속연료전지
KR20070086785A (ko) * 2004-11-30 2007-08-27 코닝 인코포레이티드 연료 전지 장치 조립체와 프레임
KR20070095509A (ko) * 2005-10-20 2007-10-01 삼성에스디아이 주식회사 세미 패시브형 연료전지 시스템
JP2012527090A (ja) * 2009-05-11 2012-11-01 アリゾナ ボード オブ リージェンツ アクティング フォー アンド オン ビハーフ オブ アリゾナ ステイト ユニバーシティ 金属空気低温イオン液体電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10693203B2 (en) 2015-04-28 2020-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal-air battery and metal-air battery module
US10686233B2 (en) 2015-04-30 2020-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal-air battery and method of operating the metal-air battery

Also Published As

Publication number Publication date
US9786932B2 (en) 2017-10-10
US20170179506A1 (en) 2017-06-22
US9634365B2 (en) 2017-04-25
KR102290282B1 (ko) 2021-08-17
US20160079614A1 (en) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102207921B1 (ko) 접이식 구조를 갖는 금속-공기 전지 및 그 제조 방법
KR102420022B1 (ko) 금속공기전지용 양극 및 이를 포함하는 금속공기전지
US10283827B2 (en) Electrochemical cell, battery module including the same, and battery pack including the same
KR102452946B1 (ko) 금속 공기 전지용 기체 확산층, 이를 포함하는 금속 공기 전지 및 그 제조방법
US20150340747A1 (en) Metal-air battery cell, metal-air battery including metal-air battery cell and method of fabricating the same
EP3136498B1 (en) Metal air battery having thermal management structure
US20150333384A1 (en) Metal-air battery
US9786932B2 (en) Metal-air battery
US10505242B2 (en) Metal-air battery having cylindrical structure
KR102475887B1 (ko) 금속 공기 전지 및 이에 구비된 양극 전류 집전체
KR102360032B1 (ko) 공기 경로를 가진 양극을 포함하는 금속-공기 전지
US10263306B2 (en) Metal air battery and gas diffusion layer thereof
KR102452954B1 (ko) 금속공기전지용 양극 및 이를 포함하는 금속공기전지
KR102255310B1 (ko) 접이식 구조를 갖는 금속-공기 전지 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant