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초박형 리튬메탈 음극 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2022021156
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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 발명의 일실시예는 집전체상에 질소-함유 물질을 포함하는 시드층을 형성하는 단계, 상기 시드층을 프리 리튬화(pre-lithiation) 하는 단계, 상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계, 및 상기 리튬층 상에 고체 전해질 계면(Solid Electrolyte Interface; SEI)을 형성하는 단계를 포함하는 초박형 리튬메탈 음극 제조방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 질소-함유 물질을 포함하는 시드층을 통해 고체 전해질 계면(SEI)를 질소화 시킬 수 있어 기존 고체 전해질 계면 대비 높은 강도를 가질 수 있으며, 장기간의 충방전 사이클 이후에도 덴드라이트 형성을 억제할 수 있다.
Int. CL H01M 4/1395 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) H01M 4/62 (2006.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01)
CPC H01M 4/1395(2013.01) H01M 4/0457(2013.01) H01M 4/62(2013.01) H01M 10/052(2013.01) H01M 2300/0065(2013.01)
출원번호/일자 1020210178015 (2021.12.13)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0148719 (2022.11.07) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020210055458   |   2021.04.29
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.12.13)
심사청구항수 15

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 장보윤 대전광역시 유성구
2 김대일 대전광역시 유성구
3 김준수 대전광역시 유성구
4 이형진 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인지담 대한민국 경기도 성남시 분당구 대왕판교로***, A동 ***호(삼평동, 유스페이스*)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.12.13 수리 (Accepted) 1-1-2021-1443344-55
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2022.10.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
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번호 청구항
1 1
집전체상에 질소-함유 물질을 포함하는 시드층을 형성하는 단계;상기 시드층을 프리 리튬화(pre-lithiation) 하는 단계;상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계; 및상기 리튬층 상에 고체 전해질 계면(Solid Electrolyte Interface; SEI)을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 고체 전해질 계면을 형성하는 단계는 상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계 전 또는 상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계 중에 진행되는 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
2 2
제1항에 있어서,상기 질소-함유 물질은 LiNO3인 것을 포함하는 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
3 3
제1항에 있어서,상기 리튬층 상에 고체 전해질 계면을 형성하는 단계는, 상기 음극을 포함하는 전지의 충전 또는 방전 중에 상기 시드층에 포함된 질소-함유 물질이 환원되어 상기 리튬층 표면 상에 고체 전해질 계면을 형성하는 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
4 4
제1항에 있어서,상기 고체 전해질 계면은 LixNyOz(0003c#x003c#4, 0003c#y003c#2, 0≤z≤3)을 포함하는 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
5 5
제1항에 있어서,상기 시드층을 프리 리튬화(pre-lithiation) 하는 단계;는상기 프리 리튬화(pre-lithiation)를 통해 리튬실리사이드 또는 리튬실리케이트 화합물을 형성하는 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
6 6
제1항에 있어서,상기 시드층은 실리콘(Si)상(Phase)을 갖는 리튬 친화성 입자를 포함하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
7 7
제6항에 있어서,상기 시드층 전체 함량 대비 상기 리튬 친화성 입자의 함량은 40 내지 60 wt%인 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
8 8
제1항에 있어서,상기 시드층은 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙 및 탄소섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 포함하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
9 9
제1항에 있어서,상기 집전체상에 질소-함유 물질을 포함하는 시드층을 형성하는 단계;에서상기 시드층의 두께는 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
10 10
제1항에 있어서,상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계;는, 전류를 인가하여 리튬을 증착시키는(electro-plating) 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
11 11
제1항에 있어서,상기 프리 리튬화된 시드층에 리튬을 증착하여 리튬층을 형성하는 단계;에서상기 증착 두께는 5 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는, 초박형 리튬메탈 음극 제조방법
12 12
집전체;상기 집전체 일면에 위치하는 질소-함유 물질을 포함하는 시드층;상기 시드층 상에 위치하는 리튬메탈; 및상기 리튬메탈 상에 위치한 고체 전해질 계면(Solid Electrolyte Interface; SEI);을 포함하는 초박형 리튬메탈 음극
13 13
제12항에 있어서,상기 시드층의 시드입자들 사이에 존재하는 기공(pore)을 리튬 화합물이 채우고 있는 것을 특징으로 하는 초박형 리튬메탈 음극
14 14
제12항에 있어서,상기 고체 전해질 계면은 LixNyOz(0003c#x003c#4, 0003c#y003c#2, 0≤z≤3)을 포함하는 초박형 리튬메탈 음극
15 15
제12항의 초박형 리튬메탈 음극을 포함하는 전고체 전지
지정국 정보가 없습니다
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 KR1020220148718 KR 대한민국 FAMILY

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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 한국에너지기술연구원 주요사업(구, 기본사업) 전고체전지 핵심 소재 개발