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리튬 이차전지용 양극 활물질 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2019018549
  • 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 본 발명은 새로운 조성, 비-암염 구조 및 새로운 국부구조를 가지며, 전기화학적 활성도가 현저하게 증가되어, 고용량 에너지를 구현하고 전기화학적 성능이 매우 향상된 양극 활물질과 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 양극 활물질은, 하기 [화학식 1]의 조성을 가지며, 비-암염구조의 층상구조로 이루어지고, 공간 평형도(site balance)에 맞지 않게 리튬이 과량으로 존재하며, 상기 과량으로 존재하는 리튬은 팔면체 공간(octahedral site)과 사면체 공간(tetrahedral site)에 들어가는 것을 특징으로 한다. [화학식 1] Li1+x+yM1-yO2 (x는 과량의 리튬이 리튬 층와 전이금속 층 사이의 사면체 공간에 들어가는 양이고, y는 과량의 리튬이 전이금속 층의 팔면체 공간에 들어가는 양이며, x 및 y는 전하 중성도를 만족하는 값, 0003c#x,y003c#1, M은 Al, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, V, Fe, Nb, Mo, Ru, Zr 및 Ir와, 이들을 제외한 3d, 4d, 5d 전이금속 중에서 선택된 1종 이상)
Int. CL C01G 53/00 (2006.01.01) C01G 45/12 (2006.01.01) H01M 4/36 (2006.01.01) H01M 4/525 (2010.01.01) H01M 4/505 (2010.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020190029179 (2019.03.14)
출원인 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2019-0109285 (2019.09.25) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020180030434   |   2018.03.15
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.03.14)
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 강병우 경상북도 포항시 남구
2 이정화 경북 구미시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인아이엠 대한민국 서울특별시 강남구 봉은사로 ***, ***호 (역삼동, 혜전빌딩)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2019.03.14 수리 (Accepted) 1-1-2019-0262230-21
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.04.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0271465-14
6 [지정기간연장]기간 연장신청서·기간 단축신청서·기간 경과 구제신청서·절차 계속신청서
 2020.06.17 수리 (Accepted) 1-1-2020-0623985-10
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.07.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0747082-71
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.07.17 수리 (Accepted) 1-1-2020-0747059-20
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번호 청구항
1 1
하기 [화학식 1]의 조성을 가지며, 비-암염구조의 층상구조로 이루어지고,공간 평형도(site balance)에 맞지 않게 리튬이 과량으로 존재하며,상기 과량으로 존재하는 리튬은 팔면체 공간(octahedral site)과 사면체 공간(tetrahedral site)에 들어가는, 리튬 이차전지용 양극 활물질
2 2
제1항에 있어서,상기 x와 y는 0 초과 0
3 3
하기 [화학식 1]의 조성을 가지며, 비-암염구조의 층상구조로 이루어지고,공간 평형도(site balance)에 맞지 않게 리튬이 과량으로 존재하며,STEM의 HAADF, ABF를 통해 분석할 때, 상기 과량의 리튬이 전이금속 층의 팔면체 공간과 사면체 공간에 존재하고, 층상 구조의 리튬 층과 전이금속 층 사이에 양이온 섞임(cation disordering)이 동시에 나타나는 형태를 가지는 원소 분포를 2nm 이상 100nm 이하의 스케일(scale)에서 확인되는, 리튬 이차전지용 양극 활물질
4 4
하기 [화학식 1]의 조성을 가지며, 비-암염구조의 층상구조로 이루어지고,공간 평형도(site balance)에 맞지 않게 리튬이 과량으로 존재하며,상기 과량으로 존재하는 리튬은 팔면체 공간(octahedral site)과 사면체 공간(tetrahedral site)에 들어가고,라만 분석기로 확인시, 스피넬(spinel)에 의한 라만 시프트(Raman shift)의 범위인 600cm-1 이상 700cm-1 이하에서의 면적이 전체 면적의 10% 이상의 값을 나타내는, 리튬 이차전지용 양극 활물질
5 5
하기 [화학식 1]의 조성을 가지며, 비-암염구조의 층상구조로 이루어지고,공간 평형도(site balance)에 맞지 않게 리튬이 과량으로 존재하며,상기 과량으로 존재하는 리튬은 팔면체 공간(octahedral site)과 사면체 공간(tetrahedral site)에 들어가고,Li-NMR로 분석할 때, 사면체 공간에 존재하는 리튬이 나타내는 범위인 700ppm 이상 900ppm 이하에서의 리튬의 양이 전체 리튬의 양의 5% 이상 30% 이하의 값을 나타내는, 리튬 이차전지용 양극 활물질
6 6
제1항에 기재된 양극 활물질의 제조방법으로,복수의 금속 전구체를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;상기 혼합물을 제1 온도범위로 가열하여 1차 소성하는 단계;상기 1차 소성된 물질을 냉각한 후 분쇄하는 단계;상기 분쇄된 물질을 제2 온도범위로 가열하여 2차 소성하는 단계; 및2차 소성된 물질을 공랭(air-cooling) 이상의 냉각속도로 냉각시키는 단계;를 포함하는 양극 활물질의 제조방법
7 7
제1항에 기재된 양극 활물질의 제조방법으로,복수의 금속 전구체를 혼합하고 분쇄하는 단계;상기 분쇄된 물질을 제3 온도범위로 가열하여 소성하는 단계; 및소성된 물질을 공랭(air-cooling) 이상의 냉각속도로 냉각시키는 단계;를 포함하는 양극 활물질의 제조방법
8 8
제6항 또는 제7항에 있어서,상기 금속 전구체는, 리튬 전구체, 전이금속 전구체를 포함하는, 양극 활물질의 제조방법
9 9
제6항에 있어서,상기 제1 온도범위는 700 ~ 1000℃인, 양극 활물질의 제조방법
10 10
제6항에 있어서,상기 제2 온도범위는 700 ~ 1000℃인, 양극 활물질의 제조방법
11 11
제7항에 있어서,상기 제3 온도범위는 700 ~ 1000℃인, 양극 활물질의 제조방법
12 12
제6항 또는 제7항에 있어서,상기 분쇄는 볼밀을 사용하여 수행하는, 양극 활물질의 제조방법
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1 WO2019177394 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 포항공과대학교 산학협력단 나노-소재기술개발사업 음이온 전기화학반응 기반의 새로운 에너지 저장 방식을 활용한 고용량 에너지 저장 소재에 대한 연구