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전기방사법을 이용한 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법 및 이에 의해 제조된 양극활물질

  • 기술번호 : KST2015205927
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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 전기방사법을 이용하여 표면적이 넓은 나노섬유 형태의 양극활물질을 제조하는 방법에 관한 것으로, LiFe1-xMxPO4 (0≤X≤1, M = Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Ti, Zr)의 조성식에 맞추어 화학적 양론비로 정량된 원료물질과 킬레이트제를 용매에 혼합하여 코어 점성용액을 제조하는 1단계; Li[N]O2 (N = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V, Ti, Zn)의 조성식에 맞추어 화학적 양론비로 정량된 원료물질과 킬레이트제를 용매에 혼합하여 쉘 점성용액을 제조하는 2단계; 상기 코어 점성용액을 내측에서 토출하고 상기 쉘 점성용액을 외측에서 토출하는 이중 노줄을 이용하여, 상기 코어 점성용액과 쉘 점성용액을 전기 방사하여 나노섬유 전구체를 제조하는 3단계; 상기 나노섬유 전구체를 건조하는 4단계; 및 상기 건조된 나노섬유 전구체를 소성하는 5단계를 포함한다.본 발명은 이중 노즐을 이용하여 전기방사를 수행함으로써, 리튬-철-금속-인산화물 코어의 표면을 안정한 리튬-금속-산화물 쉘로 감싼 코어-쉘 구조의 양극활물질을 제조하여, 안정성이 높아진 양극활물질을 제공하는 효과가 있다.
Int. CL H01M 4/139 (2010.01) H01M 4/58 (2010.01) D04H 1/728 (2012.01) D01D 5/00 (2006.01)
CPC C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01) C01B 25/45(2013.01)
출원번호/일자 1020120124631 (2012.11.06)
출원인 한국교통대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1373538-0000 (2014.03.06)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140313) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.11.06)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국교통대학교산학협력단 대한민국 충청북도 충주시 대

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 손종태 대한민국 대전 서구
2 강충수 대한민국 충북 충주시 대
3 김청 대한민국 충북 충주시 대림
4 임정빈 대한민국 충청북도 충주시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인다울 대한민국 서울 강남구 봉은사로 ***, ***호(역삼동, 혜전빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국교통대학교산학협력단 충청북도 충주시 대
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2012.11.06 수리 (Accepted) 1-1-2012-0908839-37
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2013.08.09 수리 (Accepted) 4-1-2013-0036542-01
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2013.11.05 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2013.12.17 수리 (Accepted) 9-1-2013-0103613-11
5 등록결정서
Decision to grant
2014.01.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0077195-99
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.02.21 수리 (Accepted) 4-1-2020-5039896-32
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번호 청구항
1 1
LiFe1-xMxPO4 (0≤X≤1, M = Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Ti, Zr)의 조성식에 맞추어 화학적 양론비로 정량된 원료물질과 킬레이트제를 용매에 혼합하여 코어 점성용액을 제조하는 1단계;Li[N]O2 (N = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V, Ti, Zn)의 조성식에 맞추어 화학적 양론비로 정량된 원료물질과 킬레이트제를 용매에 혼합하여 쉘 점성용액을 제조하는 2단계;상기 코어 점성용액을 내측에서 토출하고 상기 쉘 점성용액을 외측에서 토출하는 이중 노줄을 이용하여, 상기 코어 점성용액과 쉘 점성용액을 전기 방사하여 나노섬유 전구체를 제조하는 3단계;상기 나노섬유 전구체를 건조하는 4단계; 및 상기 건조된 나노섬유 전구체를 소성하는 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
2 2
청구항 1에 있어서,상기 1단계와 상기 2단계에서, 상기 킬레이트제가 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidine, PVP), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate, PVAc), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol, PVA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리3-4에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
3 3
청구항 1에 있어서,상기 1단계에서, 상기 코어 점성용액을 제조하는 원료물질이 질산리튬(LiNO3), 질산망간 4수화물(MnNO4·4H2O), 질산철 9수화물(FeNO4·9H2O), 인산암모늄(NH4H2PO4)인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
4 4
청구항 1에 있어서,상기 2단계에서, 상기 쉘 점성용액을 제조하는 원료물질이 질산리튬(LiNO3), 아세트산코발트(Co(CH3COO)2)인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
5 5
청구항 1에 있어서,상기 1단계와 상기 2단계에서, 상기 용매가 증류수와 산 및 알코올을 혼합한 복합용매인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
6 6
청구항 1에 있어서,상기 1단계와 상기 2단계에서 제조된 상기 코어 점성용액과 상기 쉘 점성용액의 점도가 0
7 7
청구항 1에 있어서,상기 3단계에서 전기방사가 10 ~ 30kV의 전압 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
8 8
청구항 1에 있어서,상기 3단계에서 전기방사가 5 ~ 20cm의 TCD(tip-to-collector distance)범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
9 9
청구항 1에 있어서,상기 4단계가 대기압 또는 진공분위기에서 100℃ 이상의 온도로 8시간이상 수행되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
10 10
청구항 1에 있어서,상기 5단계가 450 ~ 550℃의 범위에서 수행되는 1차 열처리와 600 ~ 900℃의 범위에서 수행되는 2차 열처리로 구성되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
11 11
청구항 1에 있어서,상기 5단계가 불활성 기체와 산소 중에 하나의 이상의 기체를 포함하는 가스 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법
12 12
청구항 1 내지 청구항 11 중에 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질
13 13
조성식이 LiFe1-xMxPO4 (0≤X≤1, M = Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Ti, Zr)인 중심의 코어; 및상기 코어를 둘러싸고 조성식이 Li[N]O2 (N = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V, Ti, Zn)인 쉘로 구성된 나노섬유 형상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질
14 14
청구항 13에 있어서,상기 양극활물질의 평균 직경이 100 ~ 300nm이고, 상기 쉘의 두께가 전체 직경의 50%이하인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질
15 15
청구항 13에 있어서,상기 양극활물질이 1축, 2축 및 3축 중에 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질
16 16
양극판과 음극판 및 전해액을 포함하여 구성되는 리튬이온 2차전지의 제조방법으로서,청구항 1 내지 청구항 11 중에 한 항의 방법으로 양극활물질을 제조하는 단계; 및상기 양극활물질을 집전체에 도포하여 양극판을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 2차전지의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 지식경제부 한국교통대학교 산학협력단 지역혁신센터사업 친환경에너지부품소재센터