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리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지(NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING THE SAME)

  • 기술번호 : KST2016012810
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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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 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 복수개의 흑연 입자 사이에 매립된 복수개의 나노 실리콘 입자를 포함하는 다공성 실리콘-탄소 복합체이며, 상기 실리콘-탄소 복합체의 기공 사이에는 난흑연화 탄소(hard carbon) 및 석탄계 핏치가 포함된, 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
Int. CL H01M 4/587 (2010.01) H01M 10/052 (2010.01) H01M 4/38 (2006.01)
CPC H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01) H01M 4/587(2013.01)
출원번호/일자 1020140188770 (2014.12.24)
출원인 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0078720 (2016.07.05) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.12.24)
심사청구항수 21

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 포스코 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 재단법인 포항산업과학연구원 대한민국 경북 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 유승재 대한민국 경북 포항시 남구
2 김용중 대한민국 경상북도 포항시 남구
3 김병주 대한민국 경북 포항시 남구
4 박세민 대한민국 경북 포항시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 유미특허법인 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 서림빌딩 **층 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 포스코 경상북도 포항시 남구
2 재단법인 포항산업과학연구원 경북 포항시 남구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2014.12.24 수리 (Accepted) 1-1-2014-1259323-48
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2015.10.13 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2015.12.10 수리 (Accepted) 9-1-2015-0076732-81
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.01.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0043989-62
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2016.03.18 수리 (Accepted) 1-1-2016-0264084-94
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2016.04.18 수리 (Accepted) 1-1-2016-0365691-89
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.05.18 수리 (Accepted) 1-1-2016-0476429-14
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.05.18 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0476444-99
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.09.28 수리 (Accepted) 4-1-2016-5138263-79
10 심사처리보류(연기)보고서
Report of Deferment (Postponement) of Processing of Examination		 2016.09.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2016-0124386-42
11 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2016.11.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0823171-16
12 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.12.19 수리 (Accepted) 1-1-2016-1246104-21
13 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2016.12.19 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2016-1246103-86
14 등록결정서
Decision to Grant Registration		 2017.01.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0042440-86
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.04.30 수리 (Accepted) 4-1-2018-5077322-80
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5200802-82
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.09.30 수리 (Accepted) 4-1-2019-5204006-48
18 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.10.10 수리 (Accepted) 4-1-2019-5211042-46
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;상기 실리콘-탄소 혼합물에 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 투입하여, 혼합 분말을 제조하는 단계;상기 혼합 분말에 용매를 투입하여, 혼합 용액을 제조하는 단계;상기 혼합 용액을 분무 건조하여, 음극 활물질 전구체를 제조하는 단계; 및상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하며,흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;가 건식으로 수행되어, 복수개의 흑연 입자 사이에 복수개의 나노 실리콘 입자가 매립되고,상기 혼합 용액을 분무 건조하여, 음극 활물질 전구체를 제조하는 단계;에서, 상기 실리콘-탄소 혼합물이 구형화되고,상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;에서 상기 구형화된 실리콘-탄소 혼합물 내 기공이 형성되어 다공성 실리콘-탄소 복합체를 이루고, 상기 수계 바인더가 탄화되어 난흑연화 탄소로 전환되고, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체의 기공에 상기 난흑연화 탄소 및 상기 석탄계 핏치가 분산되어, 상기 석탄계 핏치에 의해 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체의 다공성 구조가 지지되는 음극 활물질이 수득되고,상기 음극 활물질의 기공도는, 상기 음극 활물질의 전체 부피(100부피%)에 대해 20 내지 30 부피%이고, 상기 음극 활물질의 D50 입경은 15 내지 30 ㎛인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
2 2
제1항에 있어서, 상기 음극 활물질의 조성은,상기 음극 활물질 전체 중량(100 중량%)에 대해, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체는 80 내지 90 중량%, 상기 석탄계 핏치는 4 내지 9 중량%, 상기 난흑연화 탄소는 잔부로 포함되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
3 3
제1항에 있어서, 상기 석탄계 핏치의 베타-레진(β-resin) 값은,20을 초과하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
4 4
제1항에 있어서, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체 100중량%에 대해,상기 나노 실리콘의 함량은 20 내지 30중량%인 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
5 5
삭제
6 6
삭제
7 7
제1항에 있어서, 상기 수계 바인더는,폴리아크릴 산 (polyacrylic acid, PAA), 아라비아 고무 (Gum Arabic), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 및 셀룰로오스(cellulose)계 화합물을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는,리튬 이차 전지용 음극 활물질
8 8
제1항에 있어서, 상기 나노 실리콘 입자의 평균 입경은,1 내지 9
9 9
흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;상기 실리콘-탄소 혼합물에 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 투입하여, 혼합 분말을 제조하는 단계;상기 혼합 분말에 용매를 투입하여, 혼합 용액을 제조하는 단계;상기 혼합 용액을 분무 건조하여, 음극 활물질 전구체를 제조하는 단계; 및상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하며,흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;는, 건식으로 수행되어, 복수개의 흑연 입자 사이에 복수개의 나노 실리콘 입자를 매립시키는 것이고,상기 혼합 용액을 분무 건조하여, 음극 활물질 전구체를 제조하는 단계;는, 상기 실리콘-탄소 혼합물이 구형화되는 것이고,상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;에서 상기 구형화된 실리콘-탄소 혼합물 내 기공이 형성되어 다공성 실리콘-탄소 복합체를 이루고, 상기 수계 바인더가 탄화되어 난흑연화 탄소로 전환되고, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체의 기공에 상기 난흑연화 탄소 및 상기 석탄계 핏치가 분산되어, 상기 석탄계 핏치에 의해 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체의 다공성 구조가 지지되는 음극 활물질이 수득되고,상기 음극 활물질의 기공도는, 상기 음극 활물질의 전체 부피(100부피%)에 대해 20 내지 30 부피%이고, 상기 음극 활물질의 D50 입경은 15 내지 30 ㎛인, 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
10 10
제9항에 있어서, 상기 실리콘-탄소 혼합물에 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 투입하여, 혼합 분말을 제조하는 단계;에서,상기 혼합 분말 전체 중량(100 중량%)에 대해, 상기 다공성 실리콘-탄소 혼합물은 80 내지 90 중량%, 상기 석탄계 핏치는 4 내지 9 중량%, 및 상기 수계 바인더는 잔부로 포함되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
11 11
제9항에 있어서, 상기 실리콘-탄소 혼합물에 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 투입하여, 혼합 분말을 제조하는 단계;에서,상기 석탄계 핏치의 베타-레진(β-resin) 값은,20을 초과하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
12 12
제9항에 있어서, 흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;에서,상기 흑연 분말에 대한 상기 나노 실리콘 분말의 중량비가 70:30 내지 80:20인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
13 13
제9항에 있어서, 흑연 분말 및 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하여, 실리콘-탄소 혼합물을 제조하는 단계;에서,상기 혼합 분쇄하는 방법은,볼밀, 샌드밀, 다이노밀, 쓰리롤밀, 및 애트리션밀을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 방법인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
14 14
제9항에 있어서, 상기 혼합 분말에 용매를 투입하여, 혼합 용액을 제조하는 단계;에서,상기 혼합 분말 100 중량부에 대해, 상기 용매 20 내지 30 중량부를 투입하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
15 15
제9항에 있어서, 상기 혼합 분말에 용매를 투입하여, 혼합 용액을 제조하는 단계;에서,상기 용매는,증류수, 에탄올, 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol, IPA), 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
16 16
제9항에 있어서, 상기 혼합 분말에 용매를 투입하여, 혼합 용액을 제조하는 단계; 이후에,상기 혼합 용액을 습식 분쇄하는 단계;를 더 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 혼합 용액을 습식 분쇄하는 단계;에서,상기 습식 분쇄하는 방법은,볼밀, 샌드밀, 다이노밀, 쓰리롤밀, 및 애트리션밀을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 방법인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
18 18
제16항에 있어서, 상기 혼합 용액을 습식 분쇄하는 단계; 이후에,상기 습식 분쇄된 혼합물을 교반하는 단계; 및상기 교반된 혼합물을 증류하는 단계;를 더 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
19 19
제9항에 있어서, 상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;에서,상기 열처리는,1200 ℃ 이하의 온도 범위에서 수행되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
20 20
제9항에 있어서, 상기 음극 활물질 전구체를 열처리하여, 음극 활물질을 수득하는 단계;에서,상기 열처리는,3 내지 5 시간 동안 수행되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
21 21
삭제
22 22
삭제
23 23
제9항에 있어서, 상기 수계 바인더는,폴리아크릴 산 (polyacrylic acid, PAA), 아라비아 고무 (Gum Arabic), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 및 셀룰로오스(cellulose)계 화합물을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
24 24
제9항에 있어서, 상기 나노 실리콘 입자의 평균 입경은,1 내지 9
25 25
양극;음극; 및전해질을 포함하고,상기 음극은, 제1항 내지 제4항, 제7항, 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 포함하는 것인,리튬 이차 전지
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.