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양극 집전체;상기 양극 집전체 상에 형성되고, 양극 활물질을 포함하는 양극;상기 양극 상에 형성되고, 고체 전해질을 포함하는 고체 전해질층;상기 고체 전해질층 상에 형성되고, 음극 활물질을 포함하는 음극;상기 음극 상에 형성되는 음극 집전체; 및상기 양극 및 상기 양극 집전체의 측면을 둘러싸고, 절연체를 포함하는 절연층;을포함하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 절연체는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 음극 집전체가 구리, 니켈, 은 및 스테인리스 강(SUS) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 양극 집전체가 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄 및 스테인리스 강(SUS) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 양극이 갈륨 또는 알루미늄 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(LLZO); 입자상의 제 1 도전재; 사슬형의 제 2 도전재; 및 바인더;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제4항에 있어서, 상기 양극이양극활물질 100 중량부에 대하여상기 갈륨 또는 알루미늄 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(LLZO) 1 내지 20 중량부; 상기 입자상의 제 1 도전재 1 내지 20 중량부; 상기 사슬형의 제 2 도전재 1 내지 20 중량부; 및상기 바인더 1 내지 30 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 양극활물질이 하기 화학식 1로 표시되는 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(NMC)인 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제4항에 있어서,상기 입자상의 제 1 도전재가 카본 블랙(Carbon Black), 케첸 블랙(Ketjen Black), 아세틸렌 블랙(Acethylene Black), 및 전도성 흑연(Conducting Graphite)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,상기 사슬형의 제 2 도전재가 기상성장탄소섬유(VGCF 계; Vapor grown carbon fiber), 폴리아크릴로니트릴계 탄소 섬유, 폴리비닐알콜계 섬유, 레이온계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 및 탄소 나노튜브(CNT 계; carbon nano tube)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제7항에 있어서,상기 입자상의 제 1 도전재가 카본 블랙(Carbon Black)을 포함하고,상기 사슬형의 제 2 도전재가 기상성장탄소섬유(VGCF 계; Vapor grown carbon fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 고체 전해질층은 갈륨 또는 알루미늄 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(LLZO); 및 바인더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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10
제9항에 있어서, 상기 고체 전해질층이상기 갈륨 또는 알루미늄 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(LLZO) 100 중량부에 대하여, 상기 바인더 30 내지 50 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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11
제5항 또는 제9항에 있어서,상기 갈륨 또는 알루미늄 도핑된 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(LLZO)이 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제5항 또는 제9항에 있어서,상기 바인더가 폴리에틸렌 옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리프로필렌옥사이드(polypropylene oxide), 폴리비닐리덴 풀루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF), 헥사풀루오로프로필렌(hexafluoro propylene, HFP), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (polyvinylidene fluorideco-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리부틸 아크릴레이트 (polybutyl acrylate), 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리아릴레이트 (polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 스티렌부타디엔 고무 (styrene-butadiene rubber), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrenebutadiene copolymer) 및 폴리이미드 (polyimide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제12항에 있어서, 상기 바인더가 폴리에틸렌 옥사이드 (polyethylene oxide) 및 폴리비닐리덴 풀루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제1항에 있어서,상기 음극이 소프트 카본, 하드 카본, 인조 흑연, 천연 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 그래핀, 플러렌, 활성탄 및 메조 카본 마이크로비드 중에서 선택된 어느 하나의 카본; Si, Sn, Li, Al, Ag, Bi, In, Ge, Pb, Pt, Ti, Zn, Mg, Cd, Ce, Cu, Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 어느 하나의 금속(Me); 상기 금속(Me) 중 2종 이상을 포함하는 합금; 및 상기 금속(Me) 중 1종 이상의 산화물(MeOx);로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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제14항에 있어서,상기 음극이 리튬 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지 단위셀
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양극 집전체;상기 양극 집전체 상에 형성되고, 양극 활물질을 포함하는 양극;상기 양극 상에 형성되고, 고체 전해질을 포함하는 고체 전해질층;상기 고체 전해질층 상에 형성되고, 음극 활물질을 포함하는 음극;상기 음극 상에 형성되는 음극 집전체; 및상기 양극 및 상기 양극 집전체의 측면을 둘러싸고, 절연체를 포함하는 절연층;을 포함하는 전고체전지 단위셀을 포함하고,상기 전고체전지 단위셀이 복수로 스택되고,상기 전고체전지 단위셀 중 어느 하나의 양극 집전체는 이웃하는 다른 하나의 전고체전지 단위셀의 음극 집전체 상에 형성되는 것인 바이폴라 전고체전지
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(a) 양극 집전체 상에 형성되고, 양극 활물질을 포함하는 양극을 준비하는 단계;(b) 음극 집전체 상에 형성되고, 음극 활물질을 포함하는 음극을 준비하는 단계;(c) 상기 양극 상에 고체 전해질을 포함하는 고체 전해질층을 위치시켜 양극 집전체/양극/고체 전해질층을 제조하는 단계;(d) 상기 양극 집전체/양극/고체 전해질층의 상기 고체 전해질층 상에 상기 음극을 위치시켜 양극 집전체/양극/고체 전해질층/음극/음극 집전체의 적층체를 제조하는 단계; 및(e) 상기 적층체의 상기 양극 및 상기 양극 집전체의 측면을 둘러싸고, 절연체를 포함하는 절연층을 형성하여 전고체전지 단위셀을 제조하는 단계;를 포함하는 전고체전지 단위셀의 제조방법
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(1) 양극 집전체 상에 형성되고, 양극 활물질을 포함하는 양극을 준비하는 단계;(2) 음극 집전체 상에 형성되고, 음극 활물질을 포함하는 음극을 준비하는 단계;(3) 상기 양극 상에 고체 전해질을 포함하는 고체 전해질층을 위치시켜 양극 집전체/양극/고체 전해질층을 제조하는 단계;(4) 상기 양극 집전체/양극/고체 전해질층의 상기 고체 전해질층 상에 상기 음극을 위치시켜 양극 집전체/양극/고체 전해질층/음극/음극 집전체의 적층체를 제조하는 단계; 및(5) 상기 적층체의 상기 양극 및 상기 양극 집전체의 측면을 둘러싸고, 절연체를 포함하는 절연층을 형성하여 전고체전지 단위셀을 제조하는 단계; 및(6) 상기 전고체전지 단위셀을 직렬로 복수개 적층하여 바이폴라 전고체전지를 제조하는 단계;를 포함하는 바이폴라 전고체전지의 제조방법
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