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수명 특성이 개선된 이차전지용 음극활물질, 그 제조방법 및 이를 이용한 이차전지의 제조방법

  • 기술번호 : KST2021009667
  • 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, TiO2-x-TiO1-xNx(0003c#x003c#1) 복합 코팅층이 실리콘 나노입자를 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 복합체이고, 상기 TiO2-x-TiO1-xNx 복합 코팅층은 산소결핍(oxygen deficiency) 구조의 TiO2-x(0003c#x003c#1)와 암염(rock-salt) 구조의 TiO1-xNx(0003c#x003c#1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질, 그 제조방법 및 이를 이용한 이차전지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 높은 이론 용량을 가지는 실리콘을 포함하면서도 실리콘에 의해 발생되는 문제점으로써 실리콘의 낮은 전기전도성 문제, 반복적인 충방전시 발생하는 실리콘의 부피팽창 및 구조 변화를 해결하기 위해 TiO2-x-TiO1-xNx(0003c#x003c#1) 코팅층을 적용하여 높은 이온/전자 전도성과 안정적인 수명 특성을 얻을 수 있다.
Int. CL H01M 4/36 (2006.01.01) H01M 4/38 (2006.01.01) H01M 4/485 (2010.01.01) H01M 4/62 (2006.01.01) H01M 4/139 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) C01B 21/082 (2006.01.01) C01B 33/02 (2006.01.01) C01G 23/08 (2006.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01)
CPC H01M 4/366(2013.01) H01M 4/386(2013.01) H01M 4/485(2013.01) H01M 4/62(2013.01) H01M 4/139(2013.01) H01M 4/0409(2013.01) C01B 21/0821(2013.01) C01B 33/02(2013.01) C01G 23/08(2013.01) H01M 10/052(2013.01) C01P 2004/80(2013.01) C01P 2006/40(2013.01)
출원번호/일자 1020190173565 (2019.12.24)
출원인 한국세라믹기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0082285 (2021.07.05) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.12.24)
심사청구항수 13

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 정대수 경상남도 창원시 마산회원구
2 천진녕 경상남도 진주시 충의로 **, ***
3 김정현 경상남도 진주시
4 왕성은 울산광역시 중구

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 이름 국적 주소
최종권리자 정보가 없습니다
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		 2019.12.24 수리 (Accepted) 1-1-2019-1332810-02
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2020.06.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2020.09.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2021-0074620-98
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2021.04.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-0341506-19
5 [지정기간연장]기간 연장신청서·기간 단축신청서·기간 경과 구제신청서·절차 계속신청서
 2021.06.29 수리 (Accepted) 1-1-2021-0752371-13
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번호 청구항
1 1
TiO2-x-TiO1-xNx(0003c#x003c#1) 복합 코팅층이 실리콘 나노입자를 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 복합체이고, 상기 TiO2-x-TiO1-xNx 복합 코팅층은 산소결핍(oxygen deficiency) 구조의 TiO2-x(0003c#x003c#1)와 암염(rock-salt) 구조의 TiO1-xNx(0003c#x003c#1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질
2 2
제1항에 있어서, 상기 TiO2-x-TiO1-xNx 복합 코팅층과 상기 실리콘 나노입자는 0
3 3
제1항에 있어서, 상기 실리콘 나노입자는 10∼200nm의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질
4 4
제1항에 있어서, 상기 이차전지용 음극활물질은 15∼500㎚의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질
5 5
(a) TiO2 전구체를 이용하여 실리콘 나노입자 표면에 TiO2가 코팅되게 하는 단계; 및(b) 상기 실리콘 나노입자 표면에 TiO2가 코팅된 Si-TiO2 복합체 입자를 질소 성분을 포함하는 환원 가스 분위기에서 열처리하여 TiO2-x-TiO1-xNx(0003c#x003c#1) 복합 코팅층이 실리콘 나노입자를 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 복합체를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 TiO2-x-TiO1-xNx 복합 코팅층은 산소결핍(oxygen deficiency) 구조의 TiO2-x(0003c#x003c#1)와 암염(rock-salt) 구조의 TiO1-xNx(0003c#x003c#1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
6 6
제5항에 있어서, 상기 실리콘 나노입자는 10∼200nm의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
7 7
제5항에 있어서, 상기 (a) 단계는,실리콘 나노입자를 용매에 분산시켜 실리콘 나노입자 분산액을 형성하는 단계;상기 실리콘 나노입자 분산액에 상기 TiO2 전구체를혼합하는 단계; 상기 실리콘 나노입자 표면에 TiO2가 코팅되는 단계; 및상기 실리콘 나노입자 표면에 TiO2가 코팅된 Si-TiO2 복합체 입자를 선택적으로 분리해내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 TiO2 전구체는 티타늄테트라메톡사이드, 티타늄테트라에톡사이드, 티타늄테트라프로포사이드, 티타늄테트라이소프로포사이드, 티타늄테트라부톡사이드, 티타늄테트라이소부톡사이드, 티타늄테트라펜톡사이드 및 티타늄테트라이소펜톡사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
9 9
제7항에 있어서, 상기 용매에 염기성 물질을 혼합하여 상기 실리콘 나노입자 분산액의 pH가 8∼12를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
10 10
제5항에 있어서, 상기 열처리는 600∼750℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
11 11
제5항에 있어서, 상기 TiO2-x-TiO1-xNx 복합 코팅층과 상기 실리콘 나노입자는 0
12 12
제5항에 있어서, 상기 이차전지용 음극활물질은 15∼500㎚의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극활물질의 제조방법
13 13
제1항에 기재된 이차전지용 음극활물질, 상기 이차전지용 음극활물질 100중량부에 대하여 도전재 5∼40중량부, 상기 이차전지용 음극활물질 100중량부에 대하여 바인더 5∼40중량부 및 상기 이차전지용 음극활물질 100중량부에 대하여 분산매 200∼1000중량부를 혼합하여 이차전지 음극용 조성물을 제조하는 단계; 상기 이차전지 음극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 이차전지 음극용 조성물을 금속 호일 또는 집전체에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 이차전지 음극용 조성물을 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일 또는 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하거나, 금속 집전체에 닥터블레이드 방법으로 캐스팅하여 전극 형태로 형성하는 단계; 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 이차전지의 음극을 형성하는 단계;상기 음극과, 리튬 이온을 삽입 또는 탈리할 수 있는 양극활물질을 포함하는 양극과, 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 이차전지의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국에너지기술연구원 산업소재핵심기술개발사업(세라믹) 10C급 급속충전 리튬이온전지용 세라믹/탄소융복합 음극소재 개발
2 과학기술정보통신부/산업통상자원부 (주)티엠씨 나노2020사업 밴드갭 제어 피부톤 맞춤형 티타늄 산화물 기반 고기능성 자외선 차단제 개발