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전위보호막을 포함하는 이차전지용 전극 구조 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2019019630
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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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 전위 제어(electric potential control)를 통하여 전극과 전해질 사이의 부반응을 억제할 수 있는 전위보호막을 포함하는 이차전지용 전극 구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차전지용 전극 구조는 전위 제어를 이용함으로써, 음극 재료의 사이클 특성과 용량 감소의 원인이 되는 불안정한 SEI 층이 음극활물질의 표면에 발생하지 않고 전위보호막의 표면에만 발생하도록 하여, 기존의 나노구조체 전극이 갖는 문제점을 완전히 해소할 수 있다. 본 발명의 전극 구조는 전위보호막과 나노와이어 음극활물질의 시너지 효과로 인하여, 기존의 나노와이어 전극 구조로부터는 예측하기 어려운 매우 우수한 사이클 성능을 발휘하며, 또한 고율 충방전시에도 안정하며, 저위보호막에 작은 크랙이 발생하더라도 안정적으로 성능을 발휘할 수 있는 효과를 갖는다.
Int. CL H01M 4/13 (2010.01.01) H01M 4/136 (2010.01.01) H01M 4/139 (2010.01.01) H01M 4/1397 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) C23C 16/24 (2006.01.01) C23C 16/42 (2006.01.01) H01M 10/0525 (2010.01.01)
CPC H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01) H01M 4/13(2013.01)
출원번호/일자 1020180039315 (2018.04.04)
출원인 한양대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2019-0115971 (2019.10.14) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.04.04)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한양대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성동구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박원일 서울특별시 서대문구
2 장원준 서울특별시 성동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 해움특허법인 대한민국 서울특별시 강남구 논현로***, *층(논현동, 구산빌딩)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2018.04.04 수리 (Accepted) 1-1-2018-0336431-25
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2018.06.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2018.08.07 수리 (Accepted) 9-1-2018-0039702-13
4 보정요구서
Request for Amendment		 2019.08.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0555689-04
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.05 수리 (Accepted) 4-1-2019-5155816-75
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.06 수리 (Accepted) 4-1-2019-5156285-09
7 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2019.08.20 수리 (Accepted) 1-1-2019-0855815-73
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.01.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0007123-45
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2020.03.03 수리 (Accepted) 1-1-2020-0225768-84
10 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.06.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0414618-79
11 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.08.18 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0865497-49
12 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.08.18 수리 (Accepted) 1-1-2020-0865498-95
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
전해질을 양극과 접촉하는 외부 전해질 및 나노구조체와 접촉하는 내부 전해질로 분리하고, 전기 전도성인 전위보호막; 및 상기 전위보호막의 내부 전해질이 위치한 면에 형성된 나노구조체를 포함하고, 전지의 충전시 전위보호막의 외부 전해질이 위치한 면에 전위차가 형성되는, 이차전지용 전극 구조
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 전위보호막이 그래핀, 탄소 박막 또는 전도성 고분자막으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극 구조
3 3
제 1 항에 있어서,상기 전위보호막이 연속된 3차원 마이크로-관형(micro-tubular) 구조를 갖는 그래핀 폼(foam) 구조체인 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극 구조
4 4
제 1 항에 있어서, 상기 나노구조체가 실리콘(Si), 리튬(Li), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 또는 인듐(In)계 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극 구조
5 5
제 1 항에 있어서,상기 나노구조체가 니켈실리사이드(NiSi)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극 구조
6 6
제 1 항에 있어서, 상기 나노구조체가 나노와이어(nanowire)인 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극 구조
7 7
다음의 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법:(a) 템플릿(template) 폼을 준비하는 단계; (b) 상기 템플릿 폼 상에 그래핀을 코팅하는 단계; (c) 상기 템플릿 폼을 제거하여 그래핀 폼을 형성시키되, 템플릿 폼이 그래핀 폼의 내부 면에 일부 잔류하는 단계; 및 (d) 그래핀 폼의 내부 면에 잔류한 템플릿 폼을 시드(seed)로 하여, 나노와이어를 성장시키는 단계
8 8
제 7 항에 있어서,상기 (b) 단계가 탄소 소스 가스를 이용한 화학기상증착(CVD)법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
9 9
제 7 항에 있어서,상기 템플릿 폼이 니켈 폼(Nickel foam)인 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
10 10
제 7 항에 있어서, 상기 (d) 단계가 실리콘계 소스 가스를 이용한 화학기상증착법에 의하여 실리콘계 나노와이어를 성장시키는 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
11 11
제 7 항에 있어서, 상기 (c) 단계를 수행하기 전에, 그래핀이 코팅된 템플릿 폼을 에탄올, 메탄올 또는 아세톤에 침지시키는 단계를 추가로 포함하는, 이차전지용 전극의 제조방법
12 12
제 7 항에 있어서,상기 (c) 단계에서, 템플릿 폼이 그래핀 폼의 중량의 4 내지 10배가 잔류하도록 하는 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
13 13
제 7 항에 있어서,상기 (c) 단계에서, 템플릿 폼이 그래핀 폼의 내부 면에 0
14 14
다음의 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법:(a) 그래핀 기재 상에 시드(seed) 입자를 형성시키는 단계;(b) 상기 시드 입자를 이용하여 나노와이어를 성장시키는 단계;(c) 금속 집전체에 스페이서를 형성하는 단계; 및(d) 상기 나노와이어가 성장된 그래핀 기재와 상기 금속 집전체를 접합시키는 단계
15 15
제 14 항에 있어서,상기 시드 입자가 금 나노입자인 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
16 16
제 14 항에 있어서,상기 (b) 단계가 실리콘계 소스 가스를 이용한 화학기상증착법에 의하여 실리콘계 나노와이어를 성장시키는 것을 특징으로 하는, 이차전지용 전극의 제조방법
17 17
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 전극 구조를 포함하는 이차전지
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1 WO2019194607 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

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1 WO2019194607 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 (재)한국연구재단 이공분야기초연구사업 / 중견연구자지원사업 / 핵심연구(개인-차상위연계지원) 휴먼인터페이스용 3D 나노아키텍쳐 하이브리드 소재 및 소자 개발고율 특성 구현을 위한 양극/음극재의 제조 및 전극 제조 공정기술 개발
2 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 산업기술혁신사업 / 국제공동기술개발사업 / 에너지국제공동연구사업 주파수 조정용 리튬이차전지의 고율 특성 구현을 위한 양극/음극재의 제조 및 전극 제조 공정기술 개발
3 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 산업기술혁신사업 / 에너지인력양성사업 / 에너지인력양성사업(RCMS) High-end 전기기기 산업을 위한 3D 프린팅 기반 C2R2형 인력양성 고급트랙