KR20180077511A - 직물 타입 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 일반섬유의 경사; 1개 또는 복수개의 양극선으로 구성된 제1위사; 및 1개 또는 복수개의 음극선으로 구성된 제2위사로 구성되되, 상기 제1위사 및 제2위사는 적어도 1개 이상으로 구성되고, 상기 제1위사 및 제2위사는 상호교차하여 직조되는 배열을 갖는 직물 타입 이차전지에 관한 것이다.

Description

직물 타입 이차전지{Fabric Type Secondary Battery}
본 발명은 직물 타입 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양극선 및 음극선을 이용하여 직조방식으로 제조한 직물 타입 이차전지에 관한 것이다.
보존과 자원의 고갈로 인한 대체 에너지의 개발 요구에 따라 활발히 연구되고 있다. 대표적인 전지로서, 리튬 일차 전지는, 종래의 수용액계 전지에 비해서 고전압이고 에너지 밀도가 높기 때문에 소형화 및 경량화 측면에서 용이하다. 이러한 리튬 일차 전지는 휴대용 전자 장치의 주전원이나 백업용 전원 등 여러 가지 용도로 사용되고 있다.
이에 비해 이차 전지는 가역성이 우수한 전극 재료로 형성하여 충방전이 가능한 전지이다. 상기 이차 전지는 외관상 원통형과 각형으로 구분되고 양극 및 음극 물질에 따라 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬(Li) 전지, 리튬이온(Li-ion)전지 등으로 구분되고 있다. 이러한 이차 전지는 휴대폰, 노트북형 PC, 이동형 디스플레이와 같은 소형 전지에서부터 전기 자동차용 배터리, 하이브리드 자동차에 사용되는 중대형 전지에 이르기까지 그 적용분야가 점차로 확대되고 있다. 이에 따라, 전지는 경량이고 에너지 밀도가 높으면서도, 우수한 충방전 속도, 충방전 효율 및 사이클 특성뿐만 아니라, 높은 안정성과 경제성을 요구한다.
특히 스마트폰은 우리의 일상에 대변혁을 일으켰다. 스마트폰은 간단히 전화기를 넘어서 다양한 새로운 기능 (예를 들어, 다양한 정보에 대한 접근, 새로운 개념의 소셜미디어를 통한 타인과의 커뮤니케이션, 사진/비디오 찍기,음악 듣기, 비디오 보기 등)을 제공하여, 우리의 삶의 세세한 부분에 영향을 미치고 새로운 인간 삶의 패턴을 가능하게 하였다. 이러한 새로운 삶의 패러다임은 다른 미래의 전자기기를 발전시키게 되었다. 미래의 전자기기로는, 스마트폰의 다양한 기능을 만족시키면서 의복, 안경, 손목 기계 및 피부에까지 통합될 수 있어 별도의 운반의 필요성을 경감시켜 주는, 소위 입는 전자기기를 들 수 있다. 따라서, 입는 전자기기는 인간 삶에 있어서 확실히 또 다른 패러다임의 이동을 나타낸다.
이러한 동기에 따라, 새로운 개념을 이용하여 플렉서블하고, 굽힐 수 있고, 펼 수 있는 능력을 가지는 다양한 전자기기가 나타났으며, 입는 전자기기를 현실로 이끄는 데 큰 디딤돌이 되었다. 그럼에도 불구하고, 입는 전자기기를 작동시키는 데 있어서 필수 구성요소인 이차 전지는 그러한 발전을 따라가지 못하였고, 전체 기술에서 병목지점으로 남게 되었다.
따라서 모든 필수적인 전지의 구성요소 (전극, 세퍼레이터, 전해액)간 새로운 조화를 찾음으로써 특이한 기계적 움직임이 일어나는 동안에도 작동되도록 구성요소의 개선의 필요성이 대두되고 있다.
대한민국등록특허 제1072292호는 섬유상의 구조체들을 포함하는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지에 관한 것으로, 상기 구조체는 양극 및 음극을 모두 포함하는 2차전지로 작동될 수 있는 가장 작은 단위를 전극 조립체로 하여 조립체 자체 제조공정이 복잡할 수 있다.
또한 대한민국공개특허 제2016-0051203호 전극 조립체가 내부전극과 이를 둘러싼 외부전극으로 구성되는 케이블형 이차전지로 섬유구조체로 직조가능한 형태로 사용하기는 어려울 수 있다.
이에 음극체 및 양극체를 섬유형태의 직조기술을 이용하여 직물 타입의 2차전지의 연구개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 에너지 밀도가 높을 뿐만 아니라, 충방전 효율, 충방전 속도 및 사이클 특성이 우수하고, 나아가, 직물 타입으로도 제조 가능한 2차전지를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 직조방법에 따라 확장성이 용이한 다양한 직물 타입의 2차전지를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 일반섬유의 경사; 1개 또는 복수개의 양극선으로 구성된 제1위사; 및 1개 또는 복수개의 음극선으로 구성된 제2위사로 구성되되, 상기 제1위사 및 제2위사는 적어도 1개 이상으로 구성되고, 상기 제1위사 및 제2위사는 상호교차하여 직조되는 배열을 갖는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 1개 양극선으로 구성된 제1위사 및 상기 1개 음극선으로 구성된 음극선 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 인접한 동일 위사의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 복수개의 양극선으로 구성된 제1위사 및 상기 복수 개의 음극선으로 구성된 제2위사 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 동일 위사 내의 2개 이상의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 양극선과 음극선은 각각의 단면이 원형, 타원형 또는 다각형 중 어느 하나이며, 중심에 집전체 코어; 상기 집전체 코어를 둘러싼 활물질층으로 구성되고, 상기 양극선 또는 음극선의 적어도 어느 하나의 활물질층 표면에 분리막이 추가된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 분리막은 코팅방법으로 추가될 수 있는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 양극선의 집전체 코어는 Al 또는 Al 합금이 포함되고, 상기 음극선의 집전체 코어는 Cu 또는 Cu 합금이 포함된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 활물질층은 2차 전지용 활물질층이 포함된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 활물질층의 두께는 1 ㎛ 내지 300 ㎛인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 일반섬유의 경사에 전해액이 함침된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 양극선 또는 음극선의 적어도 어느 하나의 활물질층 표면에 전해질 코팅층이 추가되는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 전해질 코팅층은 고체 전해질층을 포함하는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지를 제공한다.
본 발명은 양극선, 음극선, 분리막이 한 장의 직물 타입의 시트로 구성될 수 있어 직물이 사용될 수 있는 다양한 분야에 적용시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 다수의 양극선, 음극선을 이용한 2차전지로 일부 단선이 있을 경우에도 안정적인 전력을 제공할 수 있는 특징이 있다.
또한 본 발명은 양극선 및 음극선의 길이 및 개수에 따라 용량확장성이 용이한 특징이 있다.
또한 본 발명은 직물 타입의 2차전지로 직조방법에 따라 다양한 분야에 응용할 수 있는 특징이 있다.
도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일 예인 직물 타입 이차전지의 구성에 관한 개략적인 개념도이다.
도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 또 다른 예인 직물 타입 이차전지의 구성에 관한 개략적인 개념도이다.
도3a,3b는 본 발명인 직물 타입 이차전지의 구성섬유로서 양극선 및 음극선의 단면도이다.
도4는 본 발명인 직물 타입 이차전지에 관한 사진이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 일반섬유의 경사(10); 1개 또는 복수개의 양극선(20)으로 구성된 제1위사(40); 및 1개 또는 복수개의 음극선(30)으로 구성된 제2위사(50)로 구성되되, 상기 제1위사(40) 및 제2위사(50)는 적어도 1개 이상으로 구성되고, 상기 제1위사(40) 및 제2위사(50)는 상호교차하여 직조되는 배열을 갖는 직물 타입 이차전지에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 '상호교차'의 의미는 수직인 경사(10)를 기준으로 제1,2위사(40)(50)가 수평으로 평행하게 교대로 위치하는 것을 의미하며, 제1,2위사(40)(50)의 교차지점은 선과 선이 가로지르는 교차점이 아니고 나란한 제1,2위사의 접선 경계선을 의미한다.
도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일 예로 직물 타입 2차전지의 구성에 관한 개략적인 개념도이다. 직물 타입 이차전지에서 복수의 제1,2위사(40)(50)가 상호교차된 구조이며 각각의 제1,2위사(40)(50)를 구성하는 1개 또는 복수개의 양극선(20) 및 음극선(30)은 평형하게 일직선으로 직조되어 각각의 양 말단이 반대방향으로 위치하는 특징이 있다.
도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일 예에 불과하여 교차하는 제1,2위사의 양극선(20) 및 음극선(30)의 개수는 동일할 필요는 없다. 바람직하게는 충방전 효율을 위해서 동일하거나 차이가 많이 나지 않는 개수로 구성하는 것이 타당할 것이다.
도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 또 다른 예인 직물 타입 2차전지의 구성에 관한 개략적인 개념도이다. 특징은 모든 양극선(20)의 말단이 같은 방향을 갖고 다른 모든 음극선(30)의 말단은 반대 방향인 대칭방향을 갖는다.
좀 더 자세하게 설명하면, 상기 1개 양극선(20)으로 구성된 제1위사(40) 및 상기 1개 음극선(30)으로 구성된 제2위사(50) 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 인접한 동일 위사의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성을 갖는다.
도2a는 1개 양극선(20)으로 구성된 제1위사(40) 및 상기 1개 음극선(30)으로 구성된 제2위사(50)에서 인접한 2개의 동일 위사 사이에만 직렬로 연결된 것을 보여준다. 도면을 보면 알 수 있듯이 인접한 동일 위사의 동일 극선이 연결된 상태이므로 연결된 극선의 말단은 동일 방향을 갖는 특징이 있다. 따라서, 전체적인 직물 타입 2차전지는 음극선(30)과 양극선(20)의 말단이 상호 반대방향으로 위치하는 특징이 있어 2차 전극으로 사용시 말단의 극선을 병렬연결하여 사용하는데 용이한 장점이 있다.
또 다른 예로 복수개의 양극선(20)으로 구성된 제1위사(40) 및 상기 복수 개의 음극선(30)으로 구성된 제2위사(50) 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 동일 위사 내의 2개 이상의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성될 수도 있다.
도2b는 제1위사(40) 및 제2위사(50)가 각각 2개의 양극선(20) 및 음극선(30)으로 구성되어 있으며 상기 2개의 양극선(20) 및 음극선(30)이 동일 위사 내에서 말단이 직렬연결을 보여주고 있다. 도2a와 차이점은 교차되는 제1,2위사의 구성 극선이 1개가 아닌 2개로 구성된 점에서 차이점이 있다.
또한 도2c는 제1위사(40) 및 제2위사(50)가 각각 4개의 양극선(20) 및 음극선(30)으로 구성되어 있으며 상기 4개의 양극선 및 음극선이 동일 위사 내에서 말단이 직렬연결을 보여주고 있다.
결과적으로 동일 위사 내의 복수개의 극선은 짝수개로 구성된 직렬구조에서만 이를 구성하는 직물 타입 2차전지의 음극선과 양극선의 말단이 상호 반대방향으로 위치함을 유지할 수 있어 2차 전극으로 사용시 말단의 극선을 병렬연결하여 사용하는데 효과적이다.
그러나, 상기 예는 본 발명의 제한적인 일부의 예를 설명하는 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 같은 방향으로 동일 극선의 말단이 위치하고 반대 방향으로 다른 극선의 말단이 위치할 필요가 없을 경우에는 도2b, 도2c와 달리 동일 위사 내에 구성된 극선의 개수가 홀수일 경우에도 2차전지로서의 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 동일 위사 내의 복수의 극선 중 일부만 직렬연결이 되고 나머지는 연결이 안된 경우라도 가능하다.
상기 도 1a, 1b, 1c 및 도 2a, 2b, 2c는 설명을 위한 개념도이므로 실제는 도4와 같이 위사인 모든 양극선(20), 음극선(30) 및 일반섬유인 경사(10)는 사이에 공간이 없이 인접한 구조이다.
본 발명은 직조방법을 이용하여 이차전지를 직물 타입으로 제조한 것으로, 경사(10)는 일반섬유인 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리아크릴 등 합섬섬유 또는 면, 양모 등 천연섬유로 구성되거나 상기 합성섬유 및 천연섬유의 혼합섬유도 가능하며 어떠한 제한이 없다.
상기 일반섬유인 경사(10)를 이용하여 제1,2위사(40)(50)를 직조방법으로 직물을 제조할 때 경사(10)에 의한 위사의 직조방법에 대해서는 제한이 없으며, 일반적으로 제1위사(40)와 제2위사(50)의 교차지점에서 양극선(20)과 음극선(30)의 접촉면적을 최대로 하여 충방전시 리튬이온의 이동이 용이하게 할 수 있도록 한다.
바람직한 경사에 의한 위사(10)의 직조방법으로는 도1,2를 보면 알 수 있듯이 제1,2위사의 상호교차하는 인접한 양극선(20) 및 음극선(30) 사이를 경사(10)의 통과에 의해서 분리되지 않게 상기 인접한 양극선 및 음극선을 함께 묶어서 직조하는 방법이 타당할 것이다. 즉, 상기 음극선(30)과 양극선(20)이 교차지점 사이에 경사(10)에 의한 분리된 공간이 없이 접촉한 상태를 유지할 수 있는 직조방법이 바람직하다.
도 3a 및 3b는 본 발명인 직물 타입 2차전지의 구성섬유로서 상호 접촉한 교차지점에서 양극선(20) 및 음극선(30)의 단면도를 나타내는 도면의 일 실시예로서상기 양극선(20)과 음극선(30)은 각각의 단면이 원형, 타원형 또는 다각형 중 어느 하나일 수 있다.
상기 양극선(20) 및 음극선(30)은 집전체 코어(21)(31) 및 집전체 코어(21)(31)를 둘러싸는 활물질층(22)(32)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 집전체 코어(21)(31)는 원형 단면을 갖지만, 이는 예시적이며, 타원형 단면 또는 직사각 단면을 가질 수도 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 활물질층(22)(32)과의 접합이 용이한 표면을 제공하기 위해, 집전체 코어(21)(31)는 소정의 표면 거칠기를 갖거나, 접합을 위한 도전성의 접착층이 형성될 수도 있다.
또한 상기 집전체 코어(21)(31)는 연성을 갖는 금속선일 수 있다. 여기서 양극선(20)은 스테인리스강, 티탄, 알루미늄 또는 이들 중 어느 하나의 합금과 같은 금속계 재료가 집전체 코어(21)로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 양극용 집전체 코어(21)는 알루미늄 또는 이의 합금이다. 음극선(30)은 구리, 스테인리스강, 니켈, 구리 또는 이들 중 어느 하나의 합금과 같은 금속계 재료가 집전체 코어(31)로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 음극용 집전체 코어(31)는 구리 또는 구리의 합금이다
또한 상기 집전체 코어(21)(31)를 둘러싸는 활물질층(22)(32)은 일차 전지 또는 이차 전지용으로 적합한 재료층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일차 전지의 경우, 양극용 활물질층(22)은 망간 산화물, EMD(electrolytic manganesedioxide), 니켈 산화물, 산화납, 이산화납, 은산화물, 황화철, 또는 전도성 고분자 입자를 포함할 수 있으며. 음극용 활물질층(32)은 아연, 알루미늄, 철, 납 또는 마그네슘 입자들을 포함할 수 있다.
이차 전지의 경우, 양극선(20) 활물질층(22)은 Ni, Co, Mn, Al, Cr, Fe, Mg, Sr, V, La, Ce 중 적어도 하나 이상의 금속과 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 비금속 원소를 포함하는 Li화합물을 포함할 수 있다.
이차 전지의 음극용 활물질층(32)은 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 저결정 탄소 또는 고결정성 탄소와 같은 탄소계 재료를 포함할 수 있다. 상기 저결정성 탄소는 연화 탄소(soft carbon) 또는 경화 탄소(hard carbon)일 수 있다.
상기 고결정성 탄소는 천연 흑연, 키시 흑연(Kish graphite), 열분해탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소 섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소 구체(mesocarbonmicrobeads), 액정 피치(Mesophase pitches), 석유 또는 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitchderived cokes)와 같은 고온 소성 탄소일 수 있다.
음극용 활물질층(32)은 결합제를 포함할 수 있으며, 상기 결합제는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate)와 같은 고분자 재료가 사용될 수 있다.
다른 실시예에서는, 고용량의 이차 전지를 제공하기 위하여, 음극용 활물질층(32)은 S, Si 또는 Sn을 포함하는 금속계 또는 금속간 화합물(intermetalliccompounds)을 포함할 수도 있다.
활물질층(22)(32)은 해당 활물질, 결합제 및 도전재를 포함하는 슬러리 형태로 집전체 코어상에 도포될 수 있다. 상기 슬러리는 해당 활물질 80∼98중량%, 결합제 1∼10중량%, 및 도전재 1∼10중량%의 범위로부터 적절히 선택하여, 합계량이 100중량%을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 각 극성의 활물질층(22)(32)의 두께는, 내부 단락의 진행을 완화하는 정도와 박형화를 충분히 얻을 수 있는 범위내에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 양극용 활물질층(22)의 두께는, 1 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있으며, 바람직하게는, 30㎛ 내지 100㎛ 이다. 또한, 음극용 활물질층(32)의 두께는, 3㎛ 내지 100㎛일 수 있으며, 바람직하게는, 3㎛ 내지 40㎛ 이며, 더욱 바람직하게는, 5㎛ 내지 20㎛이다.
이들 활물질층(22)(32)의 두께를 상기범위로 선택하는 것에 의해, 전지의 고출력화를 얻으면서도 박형화를 높은 수준으로 달성할 수 있다.
상기 양극선(20) 또는 음극선(30)의 적어도 어느 하나의 활물질층(22)(32)상에 전해질 코팅층(23)(33)을 더 형성할 수 있다. 도 3a는 양극선(20)에 선택적으로 전해질 코팅층(23)이 형성된 것을 예시하지만, 도 3b처럼 음극선(30)에만 또는 양극선(20) 및 음극선(30) 모두에 전해질 코팅층(23)(33)이 형성될 수도 있고 또는 양극선 및 음극선에 모두 전해질 코팅층(23)(33)이 형성될 수도 있다.
어느 한쪽 극선에만, 전해질 코팅층(23)(33)을 형성하는 것은 양극 및 음극선(30) 모두에 전해질 코팅층(23)(33)을 형성하는 것에 비해 부피를 감소시킬 수 있으므로, 전지의 에너지 밀도를 증가시키는 이점이 있다. 또한, 서로 다른 극선이 가까이 접할 때, 충방전시 발생하는 구조체들의 부피 변화로 인하여 전해질 코팅층(23)(33)에 크랙이 발생할 수 있으며, 이러한 크랙은 전극 구조체의 수명 감소를 초래할 수 있다.
따라서, 도 3a, 3b와 같이 어느 한쪽 극선에만 전해질 코팅층(23)(33)을 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 충방전시 부피 변화가 작은 극성의 구조체에만 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 이차 전지의 경우, 충방전시 부피 변화가 상대적으로 작은 음극선(30)에만 선택적으로 전해질 코팅층(33)을 형성할 수도 있다.
또한 전해질 코팅층(23)(33)은 고체 전해질층일 수 있다. 상기 고체 전해질층은, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌,폴리이미드, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부타디엔, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라드 및 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드 및 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 고분자 메트릭스, 첨가제 및 전해액을 포함할 수 있다.
상기 첨가제는, 실리카, 탈크, 알루미나(Al2O3), TiO2, 클레이(clay), 제올라이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 전해액은, 수산화칼륨(KOH), 브롬화칼륨(KBr), 염화칼륨(KCL), 염화아연(ZnCl2) 및 황산(H2SO4)과 같은 염을 포함하는 수계 전해액일 수 있다. 상기 전해질 코팅층(23)(33)은 하지의 활물질층(22)(32)의 형성시 사용된 용매와 동일한 용매를 이용하여, 전술한 재료들의 연속적인 함침 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 전해질 코팅층을 이용하는 것 이외에도 일반섬유로 구성된 위사(10)에 상기 전해질 코팅층의 조성물을 용액상태에서 함침시킨 후 응고방법으로 사용할 수 도 있다. 전해질은 충전 중 양극활물질에서 생성된 리튬이온을 음극활물질로 이동을 원활하게 해주는 역할을 한다. 따라서 1개 이상의 양극선(20)과 음극선(30)으로 구성된 제1,2위사(40)(50)의 교차지점에 전해질이 분포하고 있으면 되므로, 일반 섬유의 경사(10)에 전해액을 함침방법으로 구성하고 있으면 제1,2위사(40)(50)의 교차지점에서 경사(10)가 직조된 부분에서는 상기 전해질 코팅층과 같은 기능을 할 수 있다.
양극선(20)과 음극선(30)의 전기적 절연을 확보하기 위해 서로 인접하여 교차하는 사이에 분리막(60)이 추가된다. 예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 분리막(60)은 음극선(30) 상에 코팅된 층(30)일 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 분리막(60)은 양극선(20)상에만, 또는 양극선(20) 및 음극선(30) 모두에 형성될 수 있다.
분리막(60)은, 예를 들면, 미세다공막, 직포, 부직포, 진성 고체 고분자 전해질막 또는 겔 고체 고분자 전해질막일 수 있다. 상기 진성 고체 고분자 전해질막은, 직쇄 폴리머 재료, 또는 가교 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 상기 겔 고분자 전해질막은, 염을 포함하는 가소제 함유 폴리머, 필러 함유 폴리머 또는 순 폴리머 중 어느 하나 이들의 조합일 수 있다.
도4는 본 발명인 직물 타입 이차전지에 관한 사진이다. 일반섬유을 경사로 이용하여 위사는 음극선과 양극선을 이용하여 직조한 것임을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
10: 경사 20: 양극선
30: 음극선 40: 제1위사
50: 제2위사 21,31: 집전체 코어
22,32: 활물질층 23,33: 전해질 코팅층
60: 분리막

Claims (11)

  1. 일반섬유의 경사; 1개 또는 복수개의 양극선으로 구성된 제1위사; 및 1개 또는 복수개의 음극선으로 구성된 제2위사로 구성되되,
    상기 제1위사 및 제2위사는 적어도 1개 이상으로 구성되고, 상기 제1위사 및 제2위사는 상호교차하여 직조되는 배열을 갖는 직물 타입 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1개 양극선으로 구성된 제1위사 및 상기 1개 음극선으로 구성된 음극선 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 인접한 동일 위사의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 양극선으로 구성된 제1위사 및 상기 복수개의 음극선으로 구성된 제2위사 중 적어도 어느 하나의 위사에 있어서 동일 위사 내의 2개 이상의 극선 중 전부 또는 일부가 직렬로 연결된 구성인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양극선과 음극선은 각각의 단면이 원형, 타원형 또는 다각형 중 어느 하나이며, 중심에 집전체 코어; 상기 집전체 코어를 둘러싼 활물질층으로 구성되고, 상기 양극선 또는 음극선의 적어도 어느 하나의 활물질층 표면에 분리막이 추가된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분리막은 코팅방법으로 추가될 수 있는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 양극선의 집전체 코어는 Al 또는 Al 합금이 포함되고, 상기 음극선의 집전체 코어는 Cu 또는 Cu 합금이 포함된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 활물질층은 2차 전지용 활물질층이 포함된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 활물질층의 두께는 1 ㎛ 내지 300 ㎛인 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 일반섬유의 경사는 전해액이 함침된 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 양극선 또는 음극선의 적어도 어느 하나의 활물질층 표면에 전해질 코팅층이 추가될 수 있는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전해질 코팅층은 고체 전해질층을 포함하는 것에 특징이 있는 직물 타입 이차전지.
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