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4층 구조의 마그네슘 공기전지용 공기양극으로서,상기 마그네슘 공기전기용 공기양극은 (a) 다공성 금속 집전체 층, (b) 상기 다공성 금속 집전체 층의 양면 중 어느 한 면에 위치한 가스 확산 층, (c) 상기 가스 확산 층의 양면 중 상기 다공성 금속 집전체 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 반응 층, (d) 상기 반응 층의 양면 중 상기 가스 확산 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 다공성 고분자막 층을 포함하고;기공도가 30-60%인 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극
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제1항에 있어서, 상기 (a) 다공성 금속 집전체 층은 두께가 10-500 ㎛이고,상기 (b) 가스 확산 층은 두께가 10-500 ㎛이며,상기 (c) 반응 층은 두께가 0
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제1항에 있어서, 상기 (a) 다공성 금속 집전체 층은 발포니켈(Foamed Ni), 발포 스테인레스 스틸(Foamed SUS), 팽창 니켈(Expanded Ni), 팽창 스테인레스 스틸(Expanded SUS), 톱니형 니켈(Notched Ni), 톱니형 스테인레스 스틸(Notched SUS) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극
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제1항에 있어서, 상기 (b) 가스 확산 층은 제1 탄소 분말을 포함하고, 상기 (c) 반응 층은 제2 탄소분말을 포함하며;상기 제1 탄소 분말 및 상기 제2 탄소 분말은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 아세틸렌블랙, 덴카블랙, 카본블랙, 케첸블랙, 카본파이버, 흑연, 그래핀 중에서 선택되는 1종 이상이고;상기 (b) 가스 확산 층은 제1 고분자 바인더를 포함하고, 상기 (c) 반응 층은 제2 고분자 바인더를 포함하며;상기 제1 고분자 바인더 및 상기 제2 고분자 바인더는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 스티렌부타디엔고무(SBR), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 우레탄, 불화우레탄, 에폭시 중에서 선택되는 1종 이상이며;상기 (c) 반응 층의 금속촉매는 망간, 코발트, 크롬, 루테늄, 백금, 팔라듐, 및 이들의 산화물 중에서 선택되는 1종 이상이고; 및 상기 (c) 반응 층의 친수성 산화물은 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, ZnO, MgO, CaO 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극
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제1항에 있어서, 상기 (d) 다공성 고분자막 층은 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리테트라플루오르에틸렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 우레탄, 불화우레탄, 에폭시 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극
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(1) 제1 탄소분말과 제1 고분자 바인더 용액을 포함하는 제1 슬러리 용액을 다공성의 금속집전체 상에 코팅한 후, 건조하여 가스 확산 층을 형성하는 단계;(2) 제2 탄소분말, 금속촉매, 친수성 산화물 및 제2 고분자 바인더 용액을 포함하는 제2 슬러리 용액을 상기 가스 확산 층 상에 코팅한 후, 건조하여 반응 층을 형성하는 단계;(3) 제3 고분자 바인더 용액을 상기 반응 층 상에 코팅한 후, 건조하여 다공성의 고분자막 층을 형성하는 단계;(4) 상기 (1) 내지 (3) 단계를 거쳐 제조된 4개 층의 전극을 압연하여 4층 구조의 공기양극을 제조하는 단계를 포함하는 마그네슘 공기전지용 공기양극의 제조방법으로서;상기 마그네슘 공기전지용 공기양극은 (a) 다공성 금속 집전체 층, (b) 상기 다공성 금속 집전체 층의 양면 중 어느 한 면에 위치한 가스 확산 층, (c) 상기 가스 확산 층의 양면 중 상기 다공성 금속 집전체 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 반응 층, (d) 상기 반응 층의 양면 중 상기 가스 확산 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 다공성 고분자막 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극의 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 다공성 금속 집전체 층은 발포니켈, 발포 스테인레스 스틸, 팽창 니켈, 팽창 스테인레스 스틸, 톱니형 니켈, 톱니형 스테인레스 스틸 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하고;상기 제1 탄소분말 및 제2 탄소분말은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 아세틸렌블랙, 덴카블랙, 카본블랙, 케첸블랙, 카본파이버, 흑연, 그래핀 중에서 선택되는 1종 이상이고;상기 제1 고분자 바인더 용액, 상기 제2 고분자 바인더 용액 및 상기 제3 고분자 바인더 용액은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리테트라플루오르에틸렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 우레탄, 불화우레탄, 에폭시 중에서 선택되는 1종 이상을 N-메틸-피로리디논(NMP), N,N-디메틸포름아마이드(DMF), 아세톤, 톨루엔, 헥산 중에서 선택되는 1종 이상의 유기용매 또는 물에 용해 또는 분산시킨 용액이고;상기 금속촉매는 망간, 코발트, 크롬, 루테늄, 백금, 팔라듐, 및 이들의 산화물 중에서 선택되는 1종 이상이고;상기 친수성 산화물은 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, ZnO, MgO, CaO 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극의 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 제1 슬러리 용액은 제1 탄소 분말과 상기 제1 고분자 바인더를 각각 100 : 1-30 중량비로 포함하고,상기 제2 슬러리 용액은 제2 탄소 분말, 상기 금속촉매, 상기 친수성 산화물 및 상기 제2 고분자 바인더를 100 : 0
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제6항에 있어서, 상기 (4) 단계의 압연은 25-200 ℃의 온도에서 롤프레스 또는 판프레스를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지용 공기양극의 제조방법
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(A) 양극, (B) 음극, (C) 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치한 전해질을 포함하는 마그네슘 공기전지로서;상기 (A) 양극은 (a) 다공성 금속 집전체 층, (b) 상기 다공성 금속 집전체 층의 양면 중 어느 한 면에 위치한 가스 확산 층, (c) 상기 가스 확산 층의 양면 중 상기 다공성 금속 집전체 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 반응 층, (d) 상기 반응 층의 양면 중 상기 가스 확산 층과 결합된 면의 반대편에 위치한 다공성 고분자막 층을 포함하는 4층 구조의 공기양극이고;상기 (B) 음극은 마그네슘 금속이고;상기 (C) 전해질은 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 하는 마그네슘 공기전지
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