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전기방사를 통한 리튬 이차 전지용 다중산 음이온계 양극물질-탄소 나노 섬유 복합체 양극활물질 및 이의 제조 방법(Polyanion-carbon nanofibers composites for positive electrode materials of lithium ion batteries using electrospinning, and preparing method thereof)

  • 기술번호 : KST2017015131
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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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 전기방사법을 이용하여 다중산 음이온계(Polyanion) 양극물질인 리튬 바나듐 포스페이트(Li3V2(PO4)3) 물질이 탄소 나노 섬유에 박혀있는 새로운 구조를 가지고 전기화학특성이 향상된 리튬 이차 전지용 양극활물질, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 1) 전기방사법으로 리튬 바나듐 포스페이트 전구체-고분자 나노 섬유를 제조하는 단계; 2) 제어된 조건에서 리튬 바나듐 포스페이트 형성을 위한 하소하는 단계를 포함하는 공정 과정을 통해 합성된 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체는 전자 전도 채널이 확보되어 낮은 전도도의 한계를 극복할 수 있을 뿐만이 아니라 나노 섬유로부터 돌출되어 있는 나노 크기의 양극 소재가 전지 내의 전해액과 직접적으로 접촉함에 따라 리튬 이온의 확산 거리가 감소하고 기존의 탄소 코팅에 의한 저항이 사라져 리튬 이온의 전도성 또한 향상시킴으로써, 전기화학특성이 향상된 차세대 리튬 이차 전지의 양극소재 개발 방법에 관한 것이다.
Int. CL H01M 4/36 (2016.05.04) H01M 4/58 (2016.05.04) H01M 4/587 (2016.05.04) H01M 10/0525 (2016.05.04) D04H 1/728 (2016.05.04)
CPC H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01) H01M 4/362(2013.01)
출원번호/일자 1020160031130 (2016.03.15)
출원인 동국대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2017-0107643 (2017.09.26) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.03.15)
심사청구항수 13

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 동국대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 중구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 강용묵 대한민국 서울특별시 서대문구
2 신정임 대한민국 경기도 부천시 원미구
3 양정훈 대한민국 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 노경규 대한민국 서울시 서초구 반포대로**길 ** 매강빌딩 *층(에이치앤에이치국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.03.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0250152-28
2 보정요구서
Request for Amendment		 2016.03.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2016-0045716-19
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2016.04.05 수리 (Accepted) 1-1-2016-0327155-48
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.06.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0458639-54
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2017.08.30 수리 (Accepted) 1-1-2017-0839276-18
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)		 2017.10.10 수리 (Accepted) 1-1-2017-5020766-31
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2017.10.10 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-5020767-87
8 수수료 반환 안내서
Notification of Return of Official Fee		 2017.10.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2017-0148805-46
9 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2018.01.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0048855-94
10 [법정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
 2018.02.19 수리 (Accepted) 1-1-2018-0172864-89
11 법정기간연장승인서
 2018.02.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2018-0028159-13
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.16 수리 (Accepted) 4-1-2019-5163486-33
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번호 청구항
1 1
탄소 나노 섬유; 및리튬 바나듐 포스페이트(Li3V2(PO4)3) 결정;을 포함하며,여기서 상기 리튬 바나듐 포스페이트 결정 입자가 탄소 나노 섬유에 부분적으로 박혀있고, 리튬 바나듐 포스페이트 결정 입자의 일부는 탄소 나노 섬유 바깥으로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는,리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체
2 2
제 1항의 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극활물질
3 3
제 2항의 양극활물질을 포함하는 리튬 이차 전지
4 4
바나듐 전구체, 유기산 및 증류수를 포함하는 제 1 혼합 용액을 제조하는 제 1단계;상기 제 1 혼합 용액에 포스페이트 전구체 및 리튬 전구체를 혼합하는 제 2 혼합 용액을 제조하는 제 2단계;상기 제조된 제 2 혼합 용액을 고분자 용액과 혼합하여 제 3 혼합 용액을 제조하는 제 3단계;상기 제 3 혼합 용액을 전기방사하여 리튬 바나듐 포스페이트 전구체-고분자 나노 섬유를 얻는 제 4단계; 및상기 리튬 바나듐 포스페이트 전구체-고분자 나노 섬유를 하소하는 제 5단계;를 포함하는, 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
5 5
제 4항에 있어서,상기 유기산은 상기 증류수 100 중량부 대비 10 내지 45 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
6 6
제 4항에 있어서,상기 제 1단계의 상기 유기산은 시트르산(Citric acid), 옥살산(Oxlaic acid) 및 아디프산(Adipic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
7 7
제 4항에 있어서,상기 바나듐 전구체는 상기 증류수 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
8 8
제 4항에 있어서,상기 제 1단계의 상기 바나듐 전구체는 암모늄 메타바나데이트(Ammonium metavanadate), 바나듐펜톡사이드(Vanadium pentoxide), 바나듐 트라이옥사이드(Vanadium trioxide) 및 바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
9 9
제 4항에 있어서,상기 포스페이트 전구체는 상기 제 1 혼합 용액 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
10 10
제 4항에 있어서,상기 포스페이트 전구체는 암모늄 다이하이드로젠 포스페이트(Ammonium dihydrogen phosphate), 인산(Phosphoric acid) 및 암모늄 포스페이트(Ammonium phosphate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
11 11
제 4항에 있어서,상기 리튬 전구체는 상기 제 1 혼합 용액 100 중량부 대비 7 내지 45 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
12 12
제 4항에 있어서,상기 리튬 전구체는 리튬 아세테이트(Lithium acetate)인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
13 13
제 4항에 있어서,상기 고분자 용액은 상기 제 2 혼합 용액 100 중량부 대비 40 내지 100 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
14 14
제 4항에 있어서,상기 고분자는 폴리바이닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리에틸렌옥사이드(Polyethyleneoxide), 폴리바이닐알콜(Polyvinylalcohol) 및 폴리메타크릴산메틸(Polymethylmethacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
15 15
제 4항에 있어서,상기 제 5단계의 상기 하소는 불활성 가스 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
16 16
제 15항에 있어서,상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)인 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
17 17
제 4항에 있어서,상기 하소는 600 내지 900℃에서 1 내지 12시간 동안 하소하는 것을 특징으로 하는 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
18 18
제 4항에 있어서, 하소의 온도 및 시간에 따라 리튬 바나듐 포스페이트 입자의 크기 및 탄소 나노 섬유의 두께가 조절되는 것을 특징으로 하는 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체의 제조 방법
19 19
제 4항 내지 제 18항의 제조 방법을 통해 제조된, 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체
20 20
제 19항의 리튬 바나듐 포스페이트-탄소 나노 섬유 복합체를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극활물질
21 21
제 20항의 양극활물질을 포함하는 리튬 이차 전지
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1 미래창조과학부 동국대학교 중견연구자지원 리튬이차전지 용 다차원 나노 전극 소재 개발에 대한 연구