소듐 이차전지 document_id 1020120099142

[청구항 1] 소듐 또는 소듐합금을 포함하는 음극 알칼리금속, 전이금속 및 12 내지 14족 금속 군에서 하나 이상 선택되는 금속의 할로겐화물인 금속할로겐화물과 상기 금속할로겐화물을 용해하는 용매를 포함하는 양극; 및 상기 양극과 음극을 분리하는 소듐 이온 전도성 고체전해질 을 포함하는 소듐 이차전지 [청구항 2] 제 1항에 있어서,방전상태에서, 상기 양극은 소듐할로겐화물을 함유하는 액상; 및 전이금속 및 12 내지 14족 금속 군에서 하나 이상 선택되는 금속을 함유하는 고상포함하는소듐 이차전지. [청구항 3] 제 1항에 있어서,의 반응식 1에 의해 충전이 이루어지고 하기 반응식 2에 ㅋ의해 방전이 이루어지며, 전지의 충전 및 방전시 반응식 1 및 반응식 2의 소듐할로겐화물(nax)과 금속할로겐화물(mxm)이 용해되는 액상의 양극을 포함하는 소듐 이차전지.(반응식 1)mnax+m → mna+mxm(반응식 2)mnax+m ← mna+mxm(반응식 1 및 반응식 2에서 m은 전이금속 및 12 내지 14족 금속 군에서 하나 이상선택되는금속이며, x는 할로겐 원소이며, m은 1 내지 4의 자연수이다) [청구항 4] 제 1항에 있어서,상기 용매는 상기 금속할로겐화물모두 용해하는소듐 이차전지. [청구항 5] 제 1항에 있어서,충전상태에서 상기 양극은 전액체상인소듐 이차전지. [청구항 6] 제 1항에 있어서,상기 양극에 접하여 전류를 모으고 외부와 전류이동 경로를 제공하는 양극 집전체더 포함하는소듐 이차전지. [청구항 7] 제 6항에 있어서,상기 양극 집전체는 그라파이트, 그래핀, 티타늄, 구리, 플라티늄, 알루미늄, 니켈, 은, 금 및 카본나노튜브에서 하나 이상 선택되는 물질포함하는소듐 이차전지. [청구항 8] 제 1항에 있어서,상기 금속할로겐화물은 하기 화학식 1로 표현되는 소듐 이차전지.(화학식 1)mxm(상기 화학식 1에서 m은 니켈(ni), 철(fe), 구리(cu), 아연(zn), 카드뮴(cd), 티타늄(ti), 알루미늄(al) 및 주석(sn)에서 하나 이상 선택되며, x는 요오드(i), 브롬(br), 염소(cl) 및 플루오르(f)에서 하나 이상선택되며,상기 m은 1 내지 4의 자연수이다) [청구항 9] 제 1항에 있어서,상기 금속할로겐화물은 하기 화학식 2로 표현되는 소듐 이차전지. (화학식 2)nax(상기 화학식 2에서 x는 요오드(i), 브롬(br), 염소(cl) 및 플루오르(f)에서 하나 이상선택된 것이다) [청구항 10] 제1 항에 있어서,상기 양극은 0.5 내지 10 몰농도(m)의 상기 금속할로겐화물함유하는소듐 이차전지. [청구항 11] 제 1항에 있어서,상기 소듐 합금은 소듐-세슘 합금, 소듐-루비듐 합금 또는 이들의 혼합물포함하는소듐 이차전지. [청구항 12] 제 1항에 있어서,상기 고체전해질은 베타 알루미나 또는 나시콘인소듐 이차전지. [청구항 13] 제 1항에 있어서,상기 소듐 이차전지의 작동 온도는 상온 내지인소듐 이차전지. [청구항 14] 제 1항에 있어서,상기 용매는 비수성 유기 용매, 이온성 액체 또는 이들혼합액인소듐 이차전지. [청구항 15] 제 14항에 있어서,상기 용매는 1,2-에탄디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸프로판-1,3-디올, 2-부틸-2-에틸프로판-1,3-디올, 1,5-헥산디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 1,12-도데칸디올, 2,2,4,4-테트라메틸사이클로부탄-1,3-디올, 1,3-사이클로펜탄디올, 1,2-사이클로헥산디올, 1,3-사이클로헥산디올, 1,4-사이클로헥산디올, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디에탄올, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 포름아미드(formamide), n,n-디메틸 포름아미드, n,n-디메틸 아세트아미드, n,n-디에틸 아세트아미드, n,n-디메틸 트리플루오로아세트아미드, 헥사메틸포스포르아미드, 아세토니트릴(acetonitrile), 프로피오니트릴, 부티로니트릴, α-터피네올(terpineol), β-터피네올, 디하이드로 터피네올, n-메틸-2-피롤리돈(nmp), 디메틸술폭시드 (dimethylsulfoxide), 피롤리딘(pyrrolidine), 피롤린(pyrroline), 피롤(pyrrole), 2h-피롤(2h-pyrrole), 3h-피롤(3h-pyrrole), 피라졸리딘(pyrazolidine), 이미다졸리딘(imidazolidine), 2-피라졸린(2-pyrazoline), 2-이미다졸린(2-imidazoline), 1h-이미다졸(1himidazole), 트리아졸(triazole), 이소옥사졸(isoxazole), 옥사졸(oxazole), 티아졸(thiazole), 이소티아졸(isothiazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 옥사트리아졸(oxatriazole), 디옥사졸(dioxazole), 옥사졸론(oxazolone), 옥사티아졸(oxathiazole), 이미다졸린-2-티온(imidazoline-2-thione), 티아디아졸(thiadiazole),트리아졸(triazole), 피페리딘(piperidine), 피리딘(pyridine), 피리다진(pyridazine), 피리미딘(pyrimidine),피라진(pyrazine), 피페라진(piperazine), 트리아진(triazine), 모르폴린(morpholine), 티오모르폴린(thiomorpholine), 인돌(indole), 이소인돌(isoindole), 인다졸(indazole), 벤즈이소옥사졸(benzisoxazole), 벤조옥사졸(benzoxazole), 벤즈티아졸(benzothiazole), 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 신놀린(cinnoline), 퀴나졸린(quinazoline), 퀴 녹살린(quinoxaline), 나프티리딘(naphthyridine), 프탈아진(phthalazine), 벤조옥사진(benzoxazine), 벤조아디아진(benzoadiazine), 프테리딘(pterdine), 페나진(phenazine), 페노티아진(phenothiazine), 페녹사진(phenoxazine) 및 아크리딘(acridine) 군에서 하나 이상선택되는소듐 이차전지.