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용액 공정을 이용한 황화물계 고체전해질의 코팅 구조물의 제조방법

  • 기술번호 : KST2021002707
  • 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 개시 내용에서는 기존의 황화물계 고체전해질이 유기계 액체전해질 대비 낮은 이온전도도를 나타내는 문제점을 극복할 수 있고, 또한 용액 공정 전후에도 양호한 이온전도도를 유지할 수 있는 황화물계 고체전해질의 코팅 구조물의 제조방법 및 상기 코팅 구조물을 포함하는 전고체형 리튬-이온 2차전지가 기재된다.
Int. CL H01M 10/0562 (2010.01.01) H01M 10/0525 (2010.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020200069537 (2020.06.09)
출원인 한양대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0143270 (2020.12.23) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020190070391   |   2019.06.14
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.06.09)
심사청구항수 20

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 정윤석 서울특별시 성동구
2 송용배 서울특별시 성동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인도담 대한민국 경기도 성남시 분당구 판교역로 ***, 에스동 ***호(삼평동,에이치스퀘어)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2020.06.09 수리 (Accepted) 1-1-2020-0590967-24
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2021.01.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
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번호 청구항
1 1
하기 화학식 1로 표시되는 황화물계 고체전해질의 코팅 구조물의 제조방법으로서, a) 리튬 원소, M1 원소, M2 원소, 황 원소 및 X 원소를 포함하는 원료를 제공하는 단계;b) 상기 원료를 분쇄/혼합하면서 반응시킴으로써 리튬 원소, M1 원소, M2 원소, 황 원소 및 X 원소를 포함하는 파우더 형태의 반응 생성물을 형성하는 단계; c) 상기 파우더 형태의 반응 생성물을 용매와 조합한 혼합액을 제조하는 단계;d) 상기 혼합액을 구조물 상에 코팅하여 습식(wet) 구조물을 형성하는 단계;e) 상기 습식 구조물 내 용매를 비활성 또는 진공 분위기 하에서 제거하여 건조된 구조물을 형성하는 단계; 및f) 상기 건조된 구조물을 감압 또는 진공 분위기 하에서 열처리하는 단계;를 포함하며,여기서, 상기 열처리된 구조물 내 코팅 중 황화물계 고체전해질은 2θ가 14 내지 19°인 범위, 24 내지 26°인 범위, 28 내지 32°인 범위, 39 내지 42°인 범위, 43 내지 45°인 범위, 및 47 내지 49°인 범위에서 각각 XRD 피크(peak)가 나타나는 방법:[화학식1] LiaM1bM2cSdXe (5≤a≤7, 0003c#b≤1, 0003c#c≤1, 4≤d≤6, 그리고 0003c#e≤2임)상기 식에서 각각, M1은 P이고, M2는 Ge 또는 Sn이고, 그리고 X는 I임
2 2
제1항에 있어서, 상기 건조된 구조물의 코팅층은 비정질과 결정질이 혼재된 다결정성(polycrystalline) 및/또는 나노결정성(nanocrystalline)을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법
3 3
제1항에 있어서, 상기 구조물은 전고체형 리튬 이온 2차전지의 양극(cathode) 또는 음극(anode)인 것을 특징으로 하는 방법
4 4
제1항에 있어서, 상기 단계 e)는 30 내지 180℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법
5 5
제1항에 있어서, 상기 단계 f)는 180 내지 700℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 건조된 구조물의 코팅층의 결정화도는 1 내지 50%이고, 상기 열처리된 구조물의 코팅층의 결정화도는 건조된 구조물 대비 적어도 10% 더 증가된 것을 특징으로 하는 방법
7 7
제1항에 있어서, M2가 Ge인 경우에는 상기 황화물계 고체전해질은 2θ 값이 15 내지 18°인 범위, 24 내지 26°인 범위, 28 내지 32°인 범위, 39 내지 42°인 범위, 43 내지 45°인 범위, 및 47 내지 49°인 범위에서 XRD 피크가 나타나고, 또한M2가 Sn인 경우에는 2θ 값이 14 내지 19°인 범위, 24 내지 26°인 범위, 28 내지 32°인 범위, 39 내지 42°인 범위, 43 내지 45°인 범위, 및 47 내지 49°인 범위에서 각각 XRD 피크가 나타나는 것을 특징으로 하는 방법
8 8
제1항에 있어서, 상기 코팅 내 황화물계 고체전해질의 리튬-이온 전도도(30℃)는 적어도 2 x 10-4 S/cm 범위인 것을 특징으로 하는 방법
9 9
제1항에 있어서, M2가 Ge인 경우에는 6
10 10
제1항에 있어서, M2가 Sn인 경우에는 6≤a≤6
11 11
제1항에 있어서, 상기 코팅 내 황화물계 고체전해질의 평균 입경은 0
12 12
제1항에 있어서, 상기 단계 b)는 헬륨, 네온, 아르곤, 또는 이의 혼합 가스인 비활성 분위기 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법
13 13
제1항에 있어서, 상기 용매는 극성 지수(polarity index)가 4 내지 6 범위인 종류로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 용매는 알코올계 용매, 아민계 용매
15 15
하기 화학식 1로 표시되는 황화물계 고체전해질이 코팅된 전극 구조물의 제조방법으로서,a1) 집전체를 제공하는 단계;b1) 상기 집전체 상에 전극 슬러리를 도포하여 전극 슬러리 층을 형성하는 단계;c1) 제1 건조 온도에서 전극 슬러리 층을 건조시켜 집전체 상에 전극 층이 형성된 제1 전극 구조물을 형성하는 단계;d1) 리튬 원소, M1 원소, M2 원소, 황 원소 및 X 원소를 포함하는 원료의 분쇄/혼합에 의하여 유도되는 반응에 의하여 형성된 파우더 형태의 반응 생성물을 용매와 조합하여 제조된 혼합액이 투입된 챔버 내에 상기 제1 전극 구조물을 접촉시켜 상기 혼합액을 전극 구조물 상에 코팅함으로써 습식(wet) 전극 구조물을 형성하는 단계;e1) 비활성 또는 진공 분위기 및 제2 건조 온도 조건에서 상기 습식 전극 구조물을 건조시켜 제2 전극 구조물을 형성하는 단계; 및f1) 상기 제2 전극 구조물을 감압 또는 진공 분위기 하에서 열처리하는 단계;를 포함하며,여기서, 상기 열처리된 제2 전극 구조물 내 코팅 중 황화물계 고체전해질은 2θ가 14 내지 19°인 범위, 24 내지 26°인 범위, 28 내지 32°인 범위, 39 내지 42°인 범위, 43 내지 45°인 범위, 및 47 내지 49°인 범위에서 각각 XRD 피크(peak)가 나타나는 방법:[화학식1] LiaM1bM2cSdXe (5≤a≤7, 0003c#b≤1, 0003c#c≤1, 4≤d≤6, 그리고 0003c#e≤2임)상기 식에서 각각, M1은 P이고, M2는 Ge 또는 Sn이고, 그리고 X는 I임
16 16
제15항에 있어서, 상기 제1 전극 구조물 중 전극 층의 기공도는 20 내지 80 체적% 범위인 것을 특징으로 하는 방법
17 17
제15항에 있어서, 상기 열처리된 제2 전극 구조물 중 코팅 내 고체전해질의 량은 제2 전극 구조물의 중량 기준으로, 3 내지 40 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 방법
18 18
제15항에 따라 제조된 전극 구조물을 양극 및/또는 음극으로 포함하는 전고체형 리튬-이온 2차 전지
19 19
제18항에 있어서, 상기 황화물계 전고체 리튬-이온 2차 전지는, 양극(cathode)에 부착된 양극 활물질 층, 음극(anode)에 부착된 음극 활물질 층, 및 상기 양극 활물질 층과 상기 음극 활물질 층 사이에 황화물계 고체전해질 층이 개재되며, 상기 황화물계 고체전해질 층은 프레스 제막 또는 슬러리-캐스팅 방식에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전고체형 리튬-이온 2차 전지
20 20
제19항에 있어서, 상기 황화물계 전고체형 리튬-이온 2차전지 내 황화물계 고체전해질 층의 로딩량은 3 내지 150 mg/㎠ 범위인 것을 특징으로 하는 전고체형 리튬-이온 2차 전지
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부(2017Y) (재)한국연구재단 거대과학연구개발사업 / 기후변화대응기술개발사업 / 기후변화대응 기초원천기술개발과제 R2R 타입의 고이온전도 기능성 고체전해질 막 핵심 기술 개발
2 산업통상자원부 한양대학교 산학협력단 산업기술혁신사업 / 소재부품기술개발사업 / 전략적핵심소재기술개발사업(RCMS) 0.8mS/cm급 고이온전도체막 및 대면적 셀 구현을 위한 고안전성 에너지저장소자용 무기계 고체전해질 소재 기술 개발