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폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료제조방법, 그 방법으로 제조된 리튬화된 전극재료 및 상기 전극재료를 포함하는 2차전지

  • 기술번호 : KST2014043055
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 폴리올용매를 이용한 리튬화된 전극재료 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반응물인 전이금속화합물 및 리튬계화합물을 일정 화학양론비를 고려한 전구체 용액을 먼저 제조한 후 폴리올용매에 첨가하여 리튬화된 전극재료를 제조하던 종래 방법과는 달리 전구체용액을 제조하지 않고도 상당히 저온에서 특정한 폴리올용매, 전이금속화합물, 리튬계화합물을 이용하여 제조할 수 있는 리튬화된 전극재료 제조방법, 그 방법으로 제조된 리튬화된 전극재료 및 그 전극재료를 포함하는 2차전지에 관한 것이다.
Int. CL H01M 4/04 (2006.01) H01M 4/139 (2010.01) H01M 4/58 (2010.01) H01M 4/48 (2010.01)
CPC
출원번호/일자 1020110031406 (2011.04.05)
출원인 전남대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1181323-0000 (2012.09.04)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20120911) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.04.05)
심사청구항수 23

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 전남대학교산학협력단 대한민국 광주광역시 북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김재국 대한민국 광주광역시 북구
2 임진섭 대한민국 광주광역시 남구
3 김동한 대한민국 광주광역시 북구
4 강정원 대한민국 광주광역시 남구
5 우철홍 대한민국 전라남도 강진군
6 김지현 대한민국 광주광역시 북구
7 최철훈 대한민국 광주광역시 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인아이엠 대한민국 서울특별시 강남구 봉은사로 ***, ***호 (역삼동, 혜전빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 전남대학교산학협력단 광주광역시 북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.04.05 수리 (Accepted) 1-1-2011-0248080-53
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.06.07 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.07.20 수리 (Accepted) 9-1-2012-0057828-61
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.07.23 수리 (Accepted) 4-1-2012-5157698-67
5 등록결정서
Decision to grant		 2012.08.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0500039-17
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.02 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000058-61
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.06.08 수리 (Accepted) 4-1-2015-5076218-57
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.07.07 수리 (Accepted) 4-1-2016-5093177-51
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.03.30 수리 (Accepted) 4-1-2018-5056463-72
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번호 청구항
1 1
폴리올용매에 리튬계화합물을 용해시킨 후 전이금속화합물을 첨가하여 폴리올반응조성물을 제조하는 단계; 상기 제조된 폴리올반응조성물을 240℃ 내지 260℃ 범위의 일정온도까지 승온시키는 단계; 및상기 일정온도까지 승온된 상태에서 10 분 이하로 유지한 다음 냉각시켜 리튬화 전이금속화합물을 생성하는 단계를 포함하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 폴리올반응조성물을 상기 일정온도까지 승온시키는 승온시간 및 승온된 상태에서 유지하는 시간을 합산한 열처리시간은 25분 내지 40분인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
3 3
제 1 항에 있어서,상기 폴리올반응조성물에 포함된 리튬계화합물 및 전이금속화합물의 몰(mol) 비는 1:1～10:1 범위인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
4 4
제 1 항에 있어서,상기 폴리올반응조성물에 포함된 폴리올용매와 리튬계화합물의 양적관계는 0
5 5
제 1 항에 있어서,상기 리튬계화합물은 CH3COOLi, LiOH, LiNO3, Li2SO4, Li3PO4 및 LiF로 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
6 6
제 1 항에 있어서,상기 전이금속화합물은 피로인산(Pyrophosphate)계 전이금속화합물, 인산염(Phosphate)계 전이금속화합물, 규산염(Silicate)계 전이금속화합물, 황산염(Sulfate)계 전이금속화합물, 붕산염(Borate)계 전이금속화합물, 산화물(Oxides)계 전이금속화합물, NASICON 구조를 갖는 전이금속화합물, Spinel 구조를 갖는 전이금속화합물, Layered 구조를 갖는 전이금속화합물, Olivine 구조를 갖는 전이금속화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
7 7
제 6 항에 있어서,상기 피로인산(Pyrophosphate)계 전이금속화합물은 MP2O7의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Sn, Ti, Mn 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
8 8
제 6 항에 있어서,상기 인산염(Phosphate)계 전이금속화합물은 MPO4 또는 MPO4F의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
9 9
제 6 항에 있어서,상기 규산염(Silicate)계 전이금속화합물은 MSiO4의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
10 10
제 6 항에 있어서,상기 황산염(Sulfate)계 전이금속화합물은 MSO4 또는 MSO4F의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
11 11
제 6 항에 있어서,상기 붕산염(Borate)계 전이금속화합물은 MBO4의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
12 12
제 6 항에 있어서,상기 산화물(Oxides)계 전이금속화합물은 망간계산화물, 바나듐계산화물, 코발트계산화물, 철계산화물, 몰리브덴계산화물, 니켈계산화물 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
13 13
제 6 항에 있어서,상기 NASICON 구조를 갖는 화합물은 Li3M2(XO4)3의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Ti, V, Nb, Zr 중 어느 하나이고, X는 P 또는 S인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
14 14
제 6 항에 있어서,상기 Spinel 구조를 갖는 화합물은 LiMn2O4 또는 Li4M5O12의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Mn 또는 Ti인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
15 15
제 6 항에 있어서,상기 Layered 구조를 갖는 화합물은 LiMO2의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Mn, Co, Ni, Fe 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
16 16
제 6 항에 있어서,상기 Olivine 구조를 갖는 화합물은 LiMPO4, LiMSO4, LiMSiO4, LiMPO4F, LiMSO4F, LiMBO4 중 어느 하나의 화학식을 갖는 화합물로서, M은 Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
17 17
제 6 항에 있어서,상기 전이금속화합물은 증류수에 Fe계 화합물, Sn계 화합물, Mn계 화합물, Co계 화합물, Ni계 화합물, Cu계 화합물, Ti계 화합물 및 V계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 전이금속화합물 및 다중산 음이온계 화합물을 용해시켜 혼합 수용액을 생성한 후, 상기 혼합 수용액에 알콜을 첨가하여 생성되는 침전물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
18 18
제 17 항에 있어서,상기 Fe계 화합물은 Fe(CH3COO)2, Fe(NO3)2, FeC2O2, FeSO4, FeCl2, FeI2 및 FeF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, Sn계 화합물은 Sn(CH3COO)2, SnCl2, F2Sn, SnI2, SnC2O4, SnSO4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 상기 Mn계 화합물은 Mn(CH3COO)2, Mn(NO3)2, MnC2O2, MnSO4, MnCl2, MnI2 및 MnF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 Co계 화합물은 Co(CH3COO)2, Co(NO3)2, CoC2O2, CoSO4, CoCl2, CoI2 및 CoF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 Ni계 화합물은 Ni(CH3COO)2, Ni(NO3)2, NiC2O2, NiSO4, NiCl2, NiI2 및 NiF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 상기 Cu계 화합물은 Cu(CH3COO)2, CuCl2, CuF2, Cu(NO3)2, CuI, CuS 및 CuSO4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 Ti계 화합물은 TiH2 또는 TTIP이며, 상기 V계 화합물은 V(CH3COO)2, V(NO3)2, VC2O2, VSO4, VCl2, VI2 및 VF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
19 19
제 17 항에 있어서,상기 다중산 음이온계 화합물은 인산 이온계 화합물 또는 황산 이온계 화합물을 이용하는데, 상기 인산 이온계 화합물은 NH4H2PO4, H3PO4, (NH4)2HPO4 및 (NH4)3PO4 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 황산 이온계 화합물은 H2SO4, (NH4)2SO4, NH4HSO4, FeSO4, MnSO4, NiSO4, CoSO4, VSO4, 및 TiSO4 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
20 20
제 1 항에 있어서,상기 생성된 리튬화 전이금속화합물은 LixMP2O7(M=Sn, Ti, Mn), LixM2(PO4)3 (M=Ti, Mn), LixMPO4(M=Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V), LixMSO4(M=Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V), LixMPO4F(M=Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V), LixMSO4F(M=Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V), Li1+xMn2O4, LixMO2(M=Mn, Co, Ni, Fe), Li4+xTi5O4를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법
21 21
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 폴리올 프로세스를 이용한 리튬화된 전극재료 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 리튬화된 전극재료
22 22
제 21 항에 있어서, 상기 리튬화된 전극재료는 수마이크로미터 이상의 입자크기를 가진 전이금속화합물이 폴리올프로세스에 의해 분쇄되어 형성된 500nm 이하의 균일한 입자들이 응집된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 리튬화된 전극재료
23 23
제 21 항의 리튬화된 전극재료를 전극으로 포함하는 2차 전지
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