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[중대형 전력저장 이차전지 시스템 기술]리튬티타늄산화물 음극 활물질 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015020905
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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, 구형 구조의 입자를 가지며, 상기 입자의 표면 및 벌크에 1∼200㎚의 직경을 갖는 복수의 기공들이 분포되어 다공성을 나타내고, 상기 입자의 평균 입경이 0.5∼10㎛이며, 충전 또는 방전 동작에 따라 상기 복수의 기공들을 통해 상기 입자의 표면 및 벌크 모두에서 이온의 삽입 또는 탈리가 가능한 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 입자의 표면 및 벌크에 1∼200㎚의 직경을 갖는 복수의 기공들이 분포되어 다공성을 나타내므로 충전 또는 방전 동작에 따라 상기 복수의 기공들을 통해 상기 입자의 표면 및 벌크 모두에서 이온의 삽입 또는 탈리가 가능하고, 0.5∼10㎛ 크기를 갖는 균일한 구형 입자를 가짐으로써 종래의 Li4Ti5O12 음극 활물질보다 탭 밀도(겉보기밀도)가 향상되고 음극 제조시에 바인더의 절대 사용량을 감소시킬 수 있으며, 전지에 사용될 경우 다공성 구조로 인하여 전해액과의 반응 활성 사이트를 극대화하여 출력밀도를 개선할 수 있다.
Int. CL C01G 23/04 (2006.01) H01M 4/485 (2010.01) H01M 4/1391 (2010.01)
CPC C01G 23/005(2013.01) C01G 23/005(2013.01) C01G 23/005(2013.01) C01G 23/005(2013.01) C01G 23/005(2013.01)
출원번호/일자 1020120028276 (2012.03.20)
출원인 한국세라믹기술원
등록번호/일자 10-1375611-0000 (2014.03.12)
공개번호/일자 10-2013-0106610 (2013.09.30) 문서열기
공고번호/일자 (20140318) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.03.20)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국세라믹기술원 대한민국 경상남도 진주시 소호로 ***

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 노광철 대한민국 경기 광명시 광명로 ***,
2 조민영 대한민국 서울 은평구
3 박선민 대한민국 경기 광명시 철산로 **,

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 고길수 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로**길 **, *층 (서초동)(정석국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국세라믹기술원 경상남도 진주시 소호로 ***
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2012.03.20 수리 (Accepted) 1-1-2012-0225011-75
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2013.05.01 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2013.06.10 수리 (Accepted) 9-1-2013-0046639-15
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2013.09.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0641779-37
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2013.09.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0848957-65
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2013.09.17 수리 (Accepted) 1-1-2013-0848989-15
7 등록결정서
Decision to grant
2013.12.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0903819-44
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.01.03 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000353-25
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.03.31 수리 (Accepted) 4-1-2015-5040685-78
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번호 청구항
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(a) 제1 유기용매에 유기화합물, 물 및 티타늄계 염을 혼합하고 반응시켜 흰색 침전물인 구형의 TiO2 전구체를 얻는 단계;(b) 내부를 밀폐할 수 있는 반응기에 상기 구형의 TiO2 전구체를 제2 유기용매와 물의 혼합용액과 함께 넣고 상기 반응기를 덮개로 덮어 밀봉하는 단계; (c) 밀폐된 상기 반응기를 가열하여 제2 유기용매의 끓는점과 같거나 제2 유기용매의 끓는점 보다 높은 목표 반응온도로 상승시키는 단계; (d) 상기 목표 반응온도에서 상기 반응기의 온도를 유지함에 따라, 상기 구형의 TiO2 전구체에서 유기물 성분이 빠져나오게 되어 구형의 다공성 TiO2 전구체가 형성되는 단계;(e) 상기 구형의 다공성 TiO2 전구체를 제1 열처리하여 구형의 다공성 TiO2를 형성하는 단계; 및(f) 상기 구형의 다공성 TiO2와 리튬계 염을 혼합하고 제2 열처리하여 구형의 다공성 Li4Ti5O12 음극 활물질을 형성하는 단계를 포함하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 반응이 진행됨에 따라 상기 유기화합물의 머리부분은 Ti 성분과 결합되어 조성물을 이루고 반응이 계속되면서 상기 유기화합물의 꼬리부분은 내측에 위치하고 머리부분은 외측에 위치하는 역 마이셀을 형성하며, 구형의 역 마이셀을 씨드(seed)로 점차 성장되면서 구형 입자 구조를 갖게 되고, 비중차에 의해 침전되어 흰색 침전물이 형성되는 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 유기화합물은 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 테트라데실아민 및 헥사데실아민 중에서 선택된 1종 이상의 아민계 유기화합물인 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 티타늄계 염은 티타늄 부톡사이드, 티타늄 이소프로폭사이드 및 티타늄 클로라이드 중에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 유기화합물 및 상기 티타늄계 염은 몰비로 1:1∼1:10의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 혼합용액은 유기용매와 물이 부피비로 1:0
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제4항에 있어서, 상기 리튬계 염은 리튬아세테이트, 리튬하이드록사이드, 리튬나이트레이트 및 리튬카보네이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 제2 유기용매로 무수 에탄올을 사용하고, 상기 목표 반응온도는 78∼200℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 유기용매로 에틸렌 글리콜을 사용하고, 상기 목표 반응온도는 198∼300℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 제1 열처리는 400∼800℃의 온도에서 산화 분위기에서 수행하고, 상기 제2 열처리는 600∼1000℃의 온도에서 산화 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 Li4Ti5O12 음극 활물질의 제조방법
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패밀리정보가 없습니다
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1 지식경제부 한국세라믹기술원 에너지자원기술개발사업 하이브리드 슈퍼커패시터용 전극활물질 개발