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높은 비표면적을 갖는 소듐금속불화물의 제조방법, 상기 소듐금속불화물을 이용한 리튬 이차전지 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2020008604
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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, 금속 이온을 포함하는 금속 전구체와, 폴리올 용매와, 불소를 포함하는 불소 화합물과, 아세테이트 염 화합물과, 상기 금속 이온과 다중 배위 결합을 할 수 있는 염 화합물 또는 유기 화합물을 혼합하여 혼합용액을 형성하는 단계; 상기 혼합용액을 마이크로웨이브 장치에 장입하는 단계; 및 상기 마이크로웨이브 장치에 장입된 상기 혼합용액에 대하여 마이크로웨이브 처리하여 소듐금속불화물을 합성하는 단계를 포함하며, 상기 소듐금속불화물은 1∼50 ㎚ 크기의 제1 나노입자들이 모여 20∼1000 ㎚ 크기의 제2 나노입자를 형성하는 입자 클러스터 구조를 갖고, 상기 소듐금속불화물은 50 ㎡/g 보다 높은 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법, 상기 소듐금속불화물을 이용한 리튬 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 제조된 소듐금속불화물에 의하면, 고전압 또는 고용량의 고에너지 밀도 이차전지의 양극 소재로 활용될 수 있고, 금속과 불소 사이의 높은 이온 결합성으로 인하여 높은 작동 전압을 나타낼 수 있으며, 공기 중에서 안정하고, 나노입자 클러스터 구조를 가지며, 높은 비표면적을 나타내고, 나노화에 의해 전자/이온 전달경로의 단축이 이루어질 수 있다.
Int. CL C01G 51/00 (2006.01.01) C01G 53/00 (2006.01.01) C01G 45/00 (2006.01.01) C01G 9/00 (2006.01.01) B01J 19/12 (2006.01.01) H01M 4/58 (2015.01.01) H01M 4/1397 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) H01M 10/058 (2010.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01)
CPC C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01) C01G 51/006(2013.01)
출원번호/일자 1020180160546 (2018.12.13)
출원인 한국세라믹기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0073304 (2020.06.24) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.12.13)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국세라믹기술원 대한민국 경상남도 진주시 소호로 ***

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 천진녕 경상남도 진주시 호

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 고길수 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로**길 **, *층 (서초동)(정석국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2018.12.13 수리 (Accepted) 1-1-2018-1250398-45
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2019.07.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2019.10.11 수리 (Accepted) 9-1-2019-0045552-92
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2020.02.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0080511-03
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2020.04.03 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0347539-63
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2020.04.03 수리 (Accepted) 1-1-2020-0347552-57
7 등록결정서
Decision to grant
2020.10.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0747363-42
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번호 청구항
1 1
금속 이온을 포함하는 금속 전구체; 폴리올 용매; 불소를 포함하는 불소 화합물; 아세테이트 염 화합물; 및상기 금속 이온과 다중 배위 결합을 할 수 있는 염 화합물 또는 유기 화합물을 혼합하여 혼합용액을 형성하는 단계; 상기 혼합용액을 마이크로웨이브 장치에 장입하는 단계; 및상기 마이크로웨이브 장치에 장입된 상기 혼합용액에 대하여 마이크로웨이브 처리하여 소듐금속불화물을 합성하는 단계를 포함하며,상기 소듐금속불화물은 1∼50 ㎚ 크기의 제1 나노입자들이 모여 20∼1000 ㎚ 크기의 제2 나노입자를 형성하는 입자 클러스터 구조를 갖고, 상기 소듐금속불화물은 50 ㎡/g 보다 높은 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 처리는 180∼250℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
3 3
제1항에 있어서, 상기 금속 전구체는 금속을 포함하는 염 화합물로서, 할라이드(halide) 계열의 화합물, 니트레이트(nitrate) 계열의 화합물, 설페이트(sulfate) 계열의 화합물 및 알콕사이드(alkoxide) 계열의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
4 4
제1항에 있어서, 상기 폴리올 용매는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 불소 화합물은 불화 암모늄(NH4F), 불화수소 암모늄(NH4HF2) 및 불산(HF)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 불소 화합물은 상기 금속 전구체 1몰 당 1,5∼4몰의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 이온과 다중 배위 결합을 할 수 있는 염 화합물 또는 유기 화합물은 구연산 나트륨(trisodium citrate dehydrate), 폴리아크릴 산(polyacrylic acid) 및 요소(urea)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 이온과 다중 배위 결합을 할 수 있는 염 화합물 또는 유기 화합물은 상기 금속 전구체 1 몰 당 0
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제1항에 있어서, 상기 아세테이트 염 화합물은 아세트산 나트륨(sodium acetate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 소듐금속불화물은 소듐코발트불화물(NaCoF3), 소듐니켈불화물(NaNiF3), 소듐망간불화물(NaMnF3), 소듐아연불화물(NaZnF3) 및 소듐철불화물(Na3FeF6)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐금속불화물의 제조방법
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양극활물질로서 제1항에 기재된 방법으로 제조된 소듐금속불화물을 포함하는 양극; 리튬 이온을 삽입 또는 탈리할 수 있는 음극활물질을 포함하는 음극; 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막; 및상기 양극와 상기 음극 사이에 리튬염이 용해되어 있는 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지
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제11항에 있어서, 상기 소듐금속불화물은 소듐코발트불화물(NaCoF3), 소듐니켈불화물(NaNiF3), 소듐망간불화물(NaMnF3), 소듐아연불화물(NaZnF3) 및 소듐철불화물(Na3FeF6)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지
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제1항에 기재된 방법으로 제조된 소듐금속불화물, 상기 소듐금속불화물 100중량부에 대하여 도전재 2∼25중량부, 상기 소듐금속불화물 100중량부에 대하여 바인더 2∼25중량부 및 상기 소듐금속불화물 100중량부에 대하여 분산매 200∼500중량부를 혼합하여 리튬 이차전지 양극용 조성물을 제조하는 단계; 상기 리튬 이차전지 양극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 금속 호일에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일에 붙여서 전극 형태로 형성하거나, 금속 집전체에 닥터블레이드 방법으로 캐스팅하여 전극 형태로 형성하는 단계; 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 리튬 이차전지의 양극을 형성하는 단계;상기 양극과, 리튬 이온을 삽입 또는 탈리할 수 있는 음극활물질을 포함하는 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막을 배치하는 단계; 및상기 양극과 상기 음극 사이에 리튬염이 용해되어 있는 전해액을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지의 제조방법
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제13항에 있어서, 상기 소듐금속불화물은 소듐코발트불화물(NaCoF3), 소듐니켈불화물(NaNiF3), 소듐망간불화물(NaMnF3), 소듐아연불화물(NaZnF3) 및 소듐철불화물(Na3FeF6)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국세라믹기술원 정책연구사업 세라믹 이차전지용 고전압 양극재 개발