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음극 활물질, 그의 제조 방법 및 이러한 음극 활물질을 구비한 리튬이차전지

  • 기술번호 : KST2021011097
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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 리튬이차전지용 음극 활물질, 이를 갖는 리튬이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 탄소계 재료의 표면에 자가 결착된 다공성 탄소입자를 포함하는 코팅층을 형성함으로써 탄소계 소재 표면에서 리튬 이온의 삽입 시 저항을 감소시키고 표면의 반응성 및 구조적 안정성을 향상시켜 리튬이차전지의 음극 활물질로 적용 시 충방전 효율 및 수명 특성의 열화 없이 고율 충전 특성을 향상시키기 위한 것이다. 본 발명에 따른 음극 활물질은 탄소계 재료와, 상기 탄소계 재료의 표면에 자가결착된 다공성 탄소 코팅층을 포함한다. 이때 자가결착된 비정질탄소코팅층은 화학적에칭을 통해 선택적으로 기공구조를 제어할 수 있다.
Int. CL H01M 4/36 (2006.01.01) H01M 4/587 (2010.01.01) H01M 4/62 (2006.01.01) H01M 10/0525 (2010.01.01) C01B 32/05 (2017.01.01) C01B 32/21 (2017.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020210032988 (2021.03.12)
출원인 주식회사 엘지에너지솔루션, 경희대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0116327 (2021.09.27) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020200031553   |   2020.03.13
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 N
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 엘지에너지솔루션 대한민국 서울특별시 영등포구
2 경희대학교 산학협력단 대한민국 경기도 용인시 기흥구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 우상욱 대전광역시 유성구
2 김제영 대전광역시 유성구
3 이용주 대전광역시 유성구
4 김준영 서울특별시 도봉구
5 박민식 경기도 수원시 영통구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인필앤온지 대한민국 서울특별시 서초구 서초중앙로 **, *층(서초동, 준영빌딩)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.03.12 수리 (Accepted) 1-1-2021-0297476-13
2 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status
2021.05.14 수리 (Accepted) 1-1-2021-0563063-88
3 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
2021.08.20 수리 (Accepted) 4-1-2021-5224101-05
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번호 청구항
1 1
탄소계 재료; 및상기 탄소계 재료의 표면에 자가결착된 다공성 탄소 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질
2 2
제1항에 있어서,상기 다공성 탄소 코팅층이 Zn, Co, Cu, Ti, Hf, Zr, Ni, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Al 또는 이들 중 2 이상의 금속원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질
3 3
제1항에 있어서,상기 다공성 탄소 코팅층이 Zn, Co, 또는 이들 혼합의 금속원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질
4 4
제1항에 있어서, 상기 다공성 탄소 코팅층의 함량이 전체 음극 활물질 중량 대비 50 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질
5 5
제1항에 있어서,상기 탄소계 재료가 25㎛ 이하의 수평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질
6 6
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 리튬 이차전지용 음극 활물질을 포함하는 음극을 구비한 것을 특징으로 하는 리튬이차전지
7 7
탄소계 재료를 준비하는 단계; 및상기 탄소계 재료의 표면에 금속유기골격체(MOF)를 직접 성장시키는 단계;상기 금속유기골격체가 성장된 탄소계 재료를 건조하는 단계; 및상기 건조된 금속유기골격체가 성장된 탄소계 재료를 열처리하여 상기 탄소계 재료의 표면에 금속원소를 함유하는 다공성 탄소 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
8 8
제7항에 있어서,상기 탄소계 재료의 표면에 금속유기골격체(MOF)를 직접 성장시키는 단계가,금속화합물, 유기화합물, 및 과산화수소를 포함하는 전구체 용액을 상기 탄소계 재료에 혼합하여 상기 탄소계 재료 표면에 금속유기골격체를 직접 성장시키는 단계를 포함하거나, 또는, 상기 탄소계 재료가 과산화수소에 분산된 탄소계 재료 조성물에 금속화합물 용액과 유기화합물 용액을 혼합하여 상기 탄소계 재료 표면에 금속유기골격체를 직접 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
9 9
제8항에 있어서,상기 금속화합물이 금속 아세테이트(acetate), 금속 나이트레이트(nitrate), 금속 카보네이트(carbonate), 금속 히드록사이드(hydroxide), 또는 이들 중 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
10 10
제8항에 있어서, 상기 금속화합물의 금속이 Zn, Co, Cu, Ti, Hf, Zr, Ni, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Al, 또는 이들 중 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
11 11
제8항에 있어서,상기 금속화합물의 금속이 Zn, Co 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
12 12
제8항에 있어서,상기 유기화합물이 카르복실산 화합물, 이미다졸 화합물, 또는 이들 중 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
13 13
제8항에 있어서,상기 금속화합물이 Zn 아세테이트, Co 아세테이트, 또는 이들의 혼합이고, 상기 유기화합물이 2-메틸이미다졸인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
14 14
제8항에 있어서, 상기 금속유기골격체를 탄소계 재료 표면에 직접 성장시키기 위해 상기 과산화수소가 상기 전구체 용액 내에 1 내지 50 wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
15 15
제7항에 있어서, 상기 건조 단계가 25℃ 내지 120℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
16 16
제7항에 있어서, 상기 열처리 단계가 800℃ 내지 1,500℃의 비활성 가스 분위기에서 1시간 내지 10시간 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
17 17
제7항에 있어서,상기 다공성 탄소 코팅층을 형성하는 단계 이후에 상기 금속원소를 제거하는 화학적 에칭 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극 활물질의 제조 방법
18 18
제17항에 있어서, 상기 화학적 에칭 단계가 0
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.