[发明专利]制造中空结构体的方法

说明书

本发明涉及一种制造中空结构体的方法，更具体地，涉及一种通过使用其中引入了官能团的聚苯乙烯粒子作为制造所述中空结构体的模板而制造具有各种稳定结构的中空结构体的方法。

技术领域

本申请要求基于2017年8月31日提交的韩国专利申请10-2017-0111311号的优先权的权益，通过参考将其全部内容并入本文中。

本发明涉及一种制造中空结构体的方法，所述方法能够有效地制造具有各种结构的中空结构体。

背景技术

近来，随着电子工业的发展，电子装置的小型化和轻量化成为可能，因此便携式电子装置的使用正在增加。对于作为用于这样的便携式电子装置的电源的具有高能量密度的二次电池的需求一直在增加，由此已经积极地对锂二次电池进行了研究。与此同时，用作电动车辆用电池的锂离子电池由于其物理限制(最大能量密度为约250Wh/kg)而已被用于短距离驾驶车辆。

因为锂金属具有3862mAh/g的理论容量和低的标准电极电位(相对于标准氢电极(SHE)为-3.04V)，所以它是具有高能量密度的锂二次电池的负极的理想材料。然而，由于因锂枝晶生长引起的电池内部短路而造成的安全问题，所以锂金属尚未作为锂电池的负极材料商业化。此外，锂金属可以造成与活性材料或电解质的副反应，这能极大地影响电池的短路和寿命。因此，锂金属电极的稳定化和枝晶抑制的技术是开发下一代锂二次电池必须要解决的关键技术。

为了抑制如上所述的锂金属枝晶的生长和防止锂金属与电解液的反应，已经对各种电极活性材料进行了研究，并且近年来，对中空结构体的兴趣在增加。

例如，已经开发了一种中空结构体形式的负极活性材料，其中Au沉积在中空胶囊的内表面上，并且使用Au作为种子将锂金属填充在中空胶囊中(Nature Energy 1，论文编号：16010(2016)，“通过异质种子生长进行锂的选择性沉积和稳定包封(Selectivedeposition and stable encapsulation of lithium through heterogeneous seededgrowth)”。在中空胶囊形式的负极活性材料的情况下，由于封闭的形状而可以确保在电解液中的稳定性，但存在如下问题：不易控制填充在中空胶囊中的锂金属的体积，并且当构造矩形形状的电极时，电极的导电性可能会由于球形形状而劣化。

因此，迫切需要开发一种能够有效且大量生产具有各种稳定形状的中空结构体的技术。

现有技术文献

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利1155909号，“锂二次电池用负极活性材料、其制造方法以及包含其的锂二次电池(NEGATIVE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY,METHOD OF PREPARING SAME,AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME)”

[非专利文献]

(非专利文献1)Nature Energy 1，论文编号：16010(2016)，“通过异质种子生长进行锂的选择性沉积和稳定包封(Selective deposition and stable encapsulation oflithium through heterogeneous seeded growth)”

发明内容

[技术问题]

为了解决上述问题，本发明的发明人进行了各种研究，结果，通过在制造中空结构体时使用引入了官能团的聚苯乙烯粒子作为模板、并且通过用金属取代所述官能团、用碳基聚合物进行涂布且然后碳化以除去聚苯乙烯，从而制造了在其内表面上含有金属的中空结构体，并且发明人已经确认了，由此制造的中空结构体具有各种稳定结构并且可以大量生产。