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금속인 음극소재 박막; 및 상기 음극소재 박막 상에 형성된 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide) 나노입자를 포함하는 음극 보호용 고체-전해질 중간상(solid electrolyte interphase, SEI)인 보호층;을 포함하고,상기 보호층은 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 나노입자의 자기조립분자막인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극
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제1항에 있어서,상기 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 나노입자는 인(phosphorus), 인산(phosphate), 피로인산(pyrophosphate), 및 메타인산(metaphosphate) 중에서 선택된 1종 이상이 결합되어 인(P) 도핑된 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극
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제1항에 있어서,상기 금속인 음극소재 박막은 리튬, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 및 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 금속인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극
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제1항에 있어서,상기 보호층은 두께가 100 내지 5000nm 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극
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(a) 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 나노입자를 분산매에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계;(b) 물에 기판을 침지시킨 후, 상기 분산액을 주입하여 상기 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 나노입자가 수면에 자기조립분자막을 형성하도록 하는 단계;(c) 상기 기판을 수면 위로 들어올려 상기 기판상에 상기 자기조립분자막을 전사시킴으로써 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 필름이 코팅된 기판을 제조하는 단계; 및(d) 음극재료 박막 상에 상기 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 필름을 전사시켜 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 보호층이 형성된 음극을 제조하는 단계;를 포함하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드는 그래핀 옥사이드 분말에 인산(phosphoric acid)을 가하여 비활성 기체 분위기에서 700 내지 900℃에서 열처리함으로써 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제6항에 있어서,상기 열처리는 100 내지 200분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제6항에 있어서,상기 비활성 기체는 50 내지 150sccm 유속으로 공급하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제5항에 있어서,단계 (a)에서, 상기 분산액은 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 나노입자를 1 내지 7wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제5항에 있어서,단계 (b)에서, 상기 자기조립분자막은 상기 수면 표면적의 20 내지 40%가 덮이도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제5항에 있어서,단계 (b) 및 단계 (c)을 반복 수행하여 상기 자기조립분자막의 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제5항에 있어서,단계 (d)의 상기 전사는 상기 음극재료 박막과 인(P) 도핑된 환원 그래핀 옥사이드 필름이 코팅된 기판을 적층한 후 압연에 의해 가압함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극의 제조방법
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 이차전지용 음극을 포함하는 이차전지
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제15항에 있어서,상기 이차전지는 리튬금속전지, 리튬-황 전지, 리튬-공기전지, 리튬이온전지, 마그네슘이온전지, 나트륨이온전지, 칼륨이온전지 및 알루미늄이온전지 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지
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제16항에 있어서,상기 이차전지는 리튬금속전지인 것을 특징으로 하는 이차전지
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제16항에 있어서,상기 리튬금속전지는 양극으로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi0
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제15항에 있어서,상기 이차전지는 양극으로 S, LiS, 및 O2를 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지
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제15항의 이차전지를 포함하는 휴대용 전자기기, 이동 유닛, 전력 기기 및 에너지 저장장치 중에서 선택된 어느 하나의 디바이스
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