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리튬을 포함하는 음극; 다공성 탄소를 포함하는 촉매, 바인더 및 가스 확산층을 포함하는 양극; 및 상기 음극에서 발생된 리튬 이온을 양극으로 전달하는 전해질;을 포함하고,상기 다공성 탄소가 3차원적 탄소 골격과 상기 탄소 골격의 연결에 의해 형성된 10 내지 50 nm의 직경을 갖는 메조기공을 포함하고,상기 메조기공이 상기 다공성 탄소에서 3차원적으로 연결되고,상기 다공성 탄소가 1 내지 10 nm의 직경을 갖는 마이크로 기공을 포함하고, 상기 마이크로 기공이 상기 탄소 골격에 위치하고,상기 다공성 탄소의 BET 표면적이 700 내지 1,200 m2/g인 것인,리튬 공기 전지
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제1항에 있어서,상기 메조기공이 20 내지 30nm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제1항에 있어서,상기 다공성 탄소가 MSU-F-C(Michigan state University-F-C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제1항에 있어서,상기 다공성 탄소를 포함하는 촉매가 카본 블랙, 덴카 블랙, DLC(Diamond Like Carbon), 활성카본(Activated carbon), 흑연(Graphite), 하드 카본, 소프트 카본, 슈퍼 피(super P), 켓젠 블랙(ketjen black) 및 불칸 XC-72(Vulcan XC-72) 중에서 선택된 1종 이상의 양극 촉매를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제8항에 있어서,상기 양극 촉매가 카본 블랙인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제8항에 있어서,상기 다공성 탄소를 포함하는 촉매는 상기 양극 촉매가 상기 다공성 탄소 100 중량부에 대하여 30 내지 100 중량부인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제1항에 있어서,상기 가스 확산층이 카본 페이퍼(carbon paper), 스테인리스 스틸 메쉬(stainless steel mesh) 및 나노포러스 골드(nanoporous gold) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제1항에 있어서,상기 바인더가 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF, polyvinylidene fluoride), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리트리플루오로스티렌술폰산(poly trifluorostyrene sulfonic acid) 및 나피온 117 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제1항에 있어서, 상기 전해질이 리튬염 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제13항에 있어서,상기 리튬염이 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(lithium trifluoromethanesulfonate), 리튬 트리비스플루오로메탄설폰이미드(lithium Bis(trifluoromethane)sulfonimide), 리튬 퍼클로레이트(lithium perclorate), 리튬 헥사플루오로아제네이트(LiAsF6), LiPF6, LiBF4, 테트라알킬암모늄, 리튬 나이트레이트(lithium nitrate, LiNO3), 리튬 설페이트(lithium sulfate, Li2SO4) 및 리튬 아이오다이드(lithium iodide, LiI) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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제13항에 있어서,상기 유기용매가 테트라에틸렌글라이콜 디메틸에테르(TEGDME, G4), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 1,2-디메톡시에탄(DME), γ-부티로락톤(GBL), 테트라하이드로푸란(THF), 1,3-디옥솔란(DOXL), 디메틸에테르(DEE), 메틸 프로피오네이트(MP), 설포란(sulfolane, S), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세토니트릴(AN), 트리에틸렌글라이콜 디메틸에테르(G3) 및 디에틸렌글라이콜 디메틸에테르(DEGDME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지
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(a) 소수성 고분자블록과 친수성 고분자블록을 포함하는 다중블록공중합체, 실리카 전구체, 및 유기용매를 포함하는 혼합용액을 반응시키는 단계;(b) 단계 (a)의 결과물을 공기 분위기 하에서 열처리하여 실리카를 제조하는 단계; (c) 상기 실리카, 알루미늄 전구체 및 유기용매를 포함하는 혼합물을 제조하고, 유기용매를 증발시키는 단계;(d) 단계 (c)의 결과물을 공기 분위기 하에서 열처리하여 알루미늄 실리카 복합체를 제조하는 단계; (e) 상기 알루미늄 실리카 복합체 및 탄소 전구체를 혼합한 후, 반응시키는 단계;(f) 단계 (e)의 결과물을 불활성 기체 분위기 하에서 열처리하는 단계; 및(g) 단계 (f)의 결과물을 불산과 접촉시키켜 다공성 탄소를 제조하는 단계; 를 포함하고상기 다공성 탄소가 3차원적 탄소 골격과 상기 탄소 골격의 연결에 의해 형성된 10 내지 50 nm의 직경을 갖는 메조기공을 포함하고,상기 메조기공이 상기 다공성 탄소에서 3차원적으로 연결되고,상기 다공성 탄소가 1 내지 10 nm의 직경을 갖는 마이크로 기공을 포함하고, 상기 마이크로 기공이 상기 탄소 골격에 위치하고,상기 다공성 탄소의 BET 표면적이 700 내지 1,200 m2/g인 것인, 양극의 제조방법을 포함하는 리튬 공기 전지의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 다중블록공중합체가 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리스티렌-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리이소프렌-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체, 폴리이미드-폴리스티렌-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체, 폴리스티렌-폴리에틸렌옥사이드-폴리스티렌 블록공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리스티렌 블록공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리이미드 블록공중합체 및 폴리(4-비닐피리딘)-폴리스티렌 블록공중합체 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 실리카 전구체가 소듐실리케이트, 테트라에틸오르소실리케이트, n-옥타데실트리메톡실란, 디글리세릴실란(diglycerylsilane), 테트라메틸오르소실리케이트(tetramethylorthosilicate), 메틸 트리에톡시실란(methyl triethoxysilane), 메틸 트리메톡시실란(methyl trimethoxysilane), 비닐 트리메톡시실란(vinyl trimethoxysilane) 및 3-아미노프로필 트리메톡시실란(3-aminopropyl trimethoxysilane) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 알루미늄 전구체가 염화알루미늄육수화물(AlCl3ㆍ6H2O), 알루미늄 아세틸아세토네이트(aluminum acetylacetonate) 및 알루미늄 트리-세크-부톡사이드(aluminum tri-sec-butoxide) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 탄소 전구체가 푸르푸릴 알코올(furfuryl alcohol), 레졸(resol), 푸르푸릴 아민(furfuryl amine), 수크로스(sucrose), 글루코스(glucose), 도파민(dopamine), 페놀(phenol), 페난트렌(phenanthrene), 폴리아크로나이트릴(poly acronitrile) 및 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 공기 전지의 제조방법
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