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양극 활물질 전구체 및 이의 제조 방법, 양극 활물질 및 이의 제조 방법, 및 상기 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지

  • 기술번호 : KST2018007641
  • 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 코어부에서 니켈의 농도가 일정하게 유지되고, 쉘부에서 니켈의 농도가 급강하되는 코어-쉘 농도구배(Core-Shell Gradient, CSG)가 존재하는 니켈계 금속 수산화물 입자에 대해, 최소 코어부 반경을 제시한다.
Int. CL H01M 4/36 (2006.01.01) H01M 4/525 (2010.01.01) H01M 10/0525 (2010.01.01) C01G 53/04 (2006.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020170161670 (2017.11.29)
출원인 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0064295 (2018.06.14) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020160164541   |   2016.12.05
법적상태 거절
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호 1020190068211;
심사청구여부/일자 Y (2017.11.29)
심사청구항수 23

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 남상철 대한민국 서울 동대문구
2 송정훈 대한민국 서울 동작구

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
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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		 2017.11.29 수리 (Accepted) 1-1-2017-1191437-86
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.04.30 수리 (Accepted) 4-1-2018-5077322-80
3 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.12.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0829231-77
4 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2019.02.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0130487-30
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2019.02.07 수리 (Accepted) 1-1-2019-0130486-95
6 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2019.04.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0260345-73
7 [법정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
 2019.05.10 수리 (Accepted) 1-1-2019-0478183-27
8 법정기간연장승인서
 2019.05.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2019-0079060-11
9 면담 결과 기록서
 2019.05.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2019-0053039-85
10 [분할출원]특허출원서
[Divisional Application] Patent Application		 2019.06.10 수리 (Accepted) 1-1-2019-0591186-37
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5200802-82
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.09.30 수리 (Accepted) 4-1-2019-5204006-48
13 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
니켈의 몰 함량이 일정한 영역인 코어부; 및상기 코어부의 외면을 둘러싸고, 상기 코어부와의 경계면으로부터 최외곽에 이르는 방향으로, 니켈의 몰 함량이 점진적으로 감소하는 농도 구배(gradient)가 존재하는 쉘부;로 이루어지되, 하기 식 1의 값이 50% 이상인 니켈계 금속 수산화물 입자를 포함하는,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체:[식 1]R1/(R1+D1)*100%상기 식 1에서, R1은 상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 코어부의 반경이고, D1는 상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 쉘부의 두께이다
2 2
제1항에 있어서,상기 니켈계 금속 수산화물 입자는, D50 입경이 10 내지 30 ㎛인 대입경 활물질 전구체 입자인 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체
3 3
제2항에 있어서,상기 니켈계 금속 수산화물 입자의 평균 조성은, 하기 화학식 1로 표시되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체:[화학식 1]Ni1-w1-x1-y1-z1Cow1M1x1M2y1M3z1(OH)2-p1Xp1상기 화학식 1에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w1, x1, y1, z1, 및 p1은,　각각 0 003c# w1 ≤ 0
4 4
제3항에 있어서,상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 코어부의 조성은, 전 영역에서 하기 화학식 2로 표시되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체:[화학식 2]Ni1-w2-x2-y2-z2Cow2M1x2M2y2M3z2(OH)2-p2Xp2상기 화학식 2에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w2, x2, y2, z2, 및 p2 는,　각각 0 ≤≤ w2 ≤≤ 0
5 5
제4항에 있어서,상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 쉘부의 조성은, 상기 경계면에서 상기 화학식 2로 표시되고, 상기 최외곽에서는 하기 화학식 3으로 표시되고, 상기 경계면으로부터 상기 최외곽에 이르기까지 니켈(Ni), M1, M2 및 M3의 각 몰 함량이 점진적으로 변화하는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체:[화학식 3]Ni1-w3-x3-y3-z3Cow3M1x3M2y3M3z3(OH)2-p3Xp3상기 화학식 3에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w3, x3, y3, z3, 및 p3 는,　각각 0 003c# w3 ≤ 0
6 6
제1항에 있어서,상기 식 1의 값이 75% 이상인 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체
7 7
니켈 원료 물질, 이종 금속 원료 물질, 및 물을 포함하되, 상기 니켈 원료 물질의 몰 농도가 서로 다른 제1 금속염 수용액 및 제2 금속염 수용액을 각각 제조하는 단계;pH가 일정하게 유지되며 킬레이팅제가 공급되는 반응기에
8 8
제7항에 있어서,상기 제1 공침 단계 및 상기 제2 공침 단계는, 하기 식 2를 만족하도록 제어되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체의 제조 방법
9 9
제8항에 있어서,상기 제1 공침 단계;는,10 시간 이상 수행되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체의 제조 방법
10 10
제9항에 있어서,상기 제1 공침 단계;는,중심으로부터 R1의 반경을 가지며, 니켈의 몰 함량이 전 영역에서 일정한 입자가 침전되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체의 제조 방법
11 11
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제2 공침 단계;는,상기 제1 공침 단계에서 침전된 입자를 코어부로 하고,상기 코어부의 표면으로부터 R2의 두께를 가지며, 상기 코어부의 표면과 접하는 경계로부터 두께 방향으로 니켈의 몰 함량이 점진적으로 감소하는 영역인 쉘부가 형성되어, 상기 코어부 및 상기 쉘부로 이루어진 니켈계 금속 수산화물 입자가 수득되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체의 제조 방법
12 12
니켈의 몰 함량이 일정한 영역인 코어부; 및상기 코어부의의 외면을 둘러싸고, 상기 코어부와의 경계면으로부터 최외곽에 이르는 방향으로, 니켈의 몰 함량이 점진적으로 감소하는 농도 구배(gradient)가 존재하는 쉘부;로 이루어지되,하기 식 3의 값이 50% 이상인 니켈계 리튬 금속 산화물 입자를 포함하는,리튬 이차 전지용 양극 활물질:[식 3]R2/(R2+D2)*100%상기 식 3에서, R2은 상기 니켈계 금속 산화물 입자 내 코어부의 반경이고, D2는 상기 니켈계 금속 산화물 입자 내 쉘부의 두께이다
13 13
제12항에 있어서,상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자는, D50 입경이 10 내지 30 ㎛인 대입경 활물질 입자인 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질
14 14
제13항에 있어서,상기 니켈계 금속 수산화물 입자는 복수(plural)이고, D50 입경이 10 ㎛ 이상 13 ㎛ 미만인 입자, 13 ㎛ 이상 14 ㎛ 미만인 입자, 14 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만인 입자, 15 ㎛ 이상 16 ㎛ 미만인 입자, 및 16 ㎛ 이상 30 ㎛ 미만인 입자로 분급되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체
15 15
제14항에 있어서,상기 분급된 D50 입경별 조성이 균일한 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질 전구체
16 16
제15항에 있어서,상기 분급된 D50 입경 별 평균 조성은, 하기 화학식 4로 표시되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질:[화학식 4]Li1+m[Ni1-w4-x4-y4-z4Cow4M1x4M2y4M3z4]1-m O2-p4Xp4상기 화학식 4에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w4, x4, y4, z4, 및 p4은,　각각 0 003c# w4 ≤ 0
17 17
제16항에 있어서,상기 분급된 D50 입경별 코어부의 조성은, 전 영역에서 하기 화학식 5로 표시되는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질:[화학식 5]Li1+m[Ni1-w5-x5-y5-z5Cow5M1x5M2y5M3z5]1-mO2-p5Xp5상기 화학식 5에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w5, x5, y5, z5, 및 p5 는,　각각 0 ≤≤ w5 ≤≤ 0
18 18
제17항에 있어서,상기 분급된 D50 입경별 쉘부의 조성은, 상기 경계면에서 상기 화학식 5로 표시되고, 상기 최외곽에서는 하기 화학식 6으로 표시되고, 상기 경계면으로부터 상기 최외곽에 이르기까지 니켈(Ni), M1, M2 및 M3의 각 몰 함량이 점진적으로 변화하는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질:[화학식 6]Li1+m[Ni1-w6-x6-y6-z6Cow6M1x6M2y6M3z6]1-mO2-p6Xp6상기 화학식 6에서,M1, M2 및 M3은, 각각 Mn, Al, Mg, Zr, Sn, Ca, Ge, Ga, B, Ti, Mo, Nb 및 W를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이고, X는, F, N, 및 P을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 원소이며,w6, x6, y6, z6, 및 p6 는,　각각 0 003c# w6 ≤ 0
19 19
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,상기 식 2의 값이 75% 이상인 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질
20 20
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,상기 쉘부의 외면을 둘러싸고, B, Mg, Zr, Al, Mn, Co, 또는 이들의 조합인 원소, 상기 원소의 산화물, 비정질 화합물, 리튬이온 전도성 산화물, 및 고분자 중 적어도 하나를 포함하는 코팅층;을 더 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질
21 21
니켈 원료 물질, 이종 금속 원료 물질, 및 물을 포함하되, 상기 니켈 원료 물질의 몰 농도가 서로 다른 제1 금속염 수용액 및 제2 금속염 수용액을 각각 제조하는 단계;pH가 일정하게 유지되는 반응기에 상기 제1 금속염 수용액을 일정한 속도로 공급하여, 코어부를 형성하는 제1 공침 단계; 및상기 제1 공침 단계 이후, 상기 제1 금속염 수용액의 공급 속도를 점진적으로 감소시킴과 동시에, 상기 제2 금속염 수용액의 공급 속도를 점진적으로 증가시켜, 상기 코어부의 외면을 둘러싸는 쉘부를 형성하는 제2 공침 단계;를 포함하며,상기 제2 공침 단계에서, 상기 코어부 및 상기 쉘부로 이루어진 니켈계 금속 수산화물 입자를 수득하되, 상기 수득되는 니켈계 금속 수산화물 입자에 대한 하기 식 1의 값이 50% 이상이 되도록 상기 제1 공침 단계 및 상기 제2 공침 단계를 제어하고,상기 제2 공침 단계 이후, 상기 니켈계 금속 수산화물 입자 및 리튬 원료 물질의 혼합물을 소성하여, 니켈계 리튬 금속 산화물 입자를 수득하는 단계;를 포함하는,리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법:[식 1]R1/(R1+D1)*100%상기 식 1에서, R1은 상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 코어부의 반경이고, D1는 상기 니켈계 금속 수산화물 입자 내 쉘부의 두께이다
22 22
제21항에 있어서,상기 이종 금속 원료 물질은,Co 원료 물질, Mn 원료 물질, Al 원료 물질, Mg 원료 물질, Zr 원료 물질, Sn 원료 물질, Ca 원료 물질, Ge 원료 물질, Ga 원료 물질, B 원료 물질, Ti 원료 물질, Mo 원료 물질, Nb 원료 물질 및 W 원료 물질 중 1종, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법
23 23
제21항 또는 제20항에 있어서,상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자를 수득하는 단계; 이후에,상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자의 외면을 둘러싸는 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는,리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법
24 24
제23항에 있어서,상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자의 외면을 둘러싸는 코팅층을 형성하는 단계;는,상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 및 코팅 원료 물질을 혼합하는 단계; 및상기 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 및 코팅 원료 물질의 혼합물을 열처리하는 단계;를 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법
25 25
양극;음극; 및전해질을 포함하고,상기 양극은, 제12항에 따른 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 포함하는 것인,리튬 이차 전지
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1 CN110050367 CN 중국 FAMILY
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3 JP32501317 JP 일본 FAMILY
4 KR1020190069367 KR 대한민국 FAMILY
5 WO2018105945 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY
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4 JP2020501317 JP 일본 DOCDBFAMILY
5 KR20190069367 KR 대한민국 DOCDBFAMILY
6 US2019372110 US 미국 DOCDBFAMILY
7 WO2018105945 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
8 WO2018105945 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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