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리튬 이차 전지용 바인더, 상기 바인더를 포함하는 전극, 상기 전극의 제조 방법, 및 상기 바인더를 포함하는 리튬 이차 전지

  • 기술번호 : KST2023000878
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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 리튬 이차 전지용 바인더, 상기 바인더를 포함하는 전극, 상기 전극의 제조 방법, 및 상기 바인더를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 상기 바인더는 하기 반복 단위 1 및 2를 포함하는 공중합체;를 포함하는 것이다.[반복 단위 1] [반복 단위 2] (상기 반복 단위 1 및 2는, 전술한 상세한 설명에 따른다.)
Int. CL H01M 4/62 (2006.01.01) H01M 4/38 (2006.01.01) H01M 4/134 (2010.01.01) H01M 4/1395 (2010.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01)
CPC H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01) H01M 4/622(2013.01)
출원번호/일자 1020150086010 (2015.06.17)
출원인 울산과학기술원
등록번호/일자 10-1701332-0000 (2017.01.24)
공개번호/일자 10-2016-0149042 (2016.12.27) 문서열기
공고번호/일자 (20170202) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.06.17)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 대한민국 울산광역시 울주군

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박수진 대한민국 울산 남구
2 양창덕 대한민국 울산 울주군
3 이정인 대한민국 울산 남구
4 강효진 대한민국 부산 사하구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 유미특허법인 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 서림빌딩 **층 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 디와이이엔지 충청남도 천안시 동남구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2015.06.17 수리 (Accepted) 1-1-2015-0586660-12
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.12.31 수리 (Accepted) 4-1-2015-5176347-51
3 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2016.02.05 수리 (Accepted) 1-1-2016-0129213-10
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2016.02.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2016.04.29 수리 (Accepted) 9-1-2016-0019361-10
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.05.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0340098-30
7 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2016.07.11 수리 (Accepted) 1-1-2016-0665761-35
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.08.11 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0780867-96
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.08.11 수리 (Accepted) 1-1-2016-0780868-31
10 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2016.12.09 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0890620-75
11 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2017.01.11 수리 (Accepted) 1-1-2017-0035898-61
12 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2017.01.11 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2017-0035899-17
13 등록결정서
Decision to Grant Registration		 2017.01.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0041611-18
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.07.03 수리 (Accepted) 4-1-2020-5148444-43
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.08.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5186266-03
16 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
 2023.01.03 수리 (Accepted) 4-1-2023-5001708-58
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
하기 반복 단위 1 및 2를 포함하는 공중합체;를 포함하는, 리튬 이차 전지용 바인더:[반복 단위 1] [반복 단위 2] 상기 반복 단위 1에서, x는 1≤x≤100,000 범위를 만족하는 값이고,* 표시는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원소, 또는 하기 화학식 1로 표시되는 치환기와의 결합 위치를 의미하고, 상기 반복 단위 1 내 * 표시 중 적어도 하나는, 하기 화학식 1로 표시되는 치환기이고,[화학식 1]상기 화학식 1에서, R1은 터트-부틸(tert-butyl)기 또는 수소이고,R2 및 R3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 수소이고,z는 1≤z≤100,000 범위를 만족하는 값이고, 상기 반복 단위 2에서,y는 1≤y≤100,000 범위를 만족하는 값이고, X는 할로겐 원소 중 하나이고, 상기 공중합체 내 상기 화학식 1로 표시되는 치환기의 함량은 7 내지 17 몰%이다
2 2
제1항에 있어서, 상기 반복 단위 2에서, X는 F인, 리튬 이차 전지용 바인더
3 3
삭제
4 4
제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서, R2는 수소인, 리튬 이차 전지용 바인더
5 5
삭제
6 6
삭제
7 7
제1항에 있어서, 상기 공중합체 내 반복 단위 2에 대한 반복 단위 1의 몰비는, 1 : 100 내지 100: 1인, 리튬 이차 전지용 바인더
8 8
제1항에 있어서, 상기 공중합체의 중량평균분자량은, 10,000 내지 10,000,000 g/몰인, 리튬 이차 전지용 바인더
9 9
제1항에 있어서, 상기 공중합체는, 폴리비닐리덴플로라이드(poly(vinylidenefluoride), PVDF) 골격에 복수의 폴리올레핀(polyolefine)계 고분자가 그래프트(graft)된 형태인, 리튬 이차 전지용 바인더
10 10
전극 집전체; 및상기 전극 집전체 위에 위치하는 전극 활물질 층;을 포함하고,상기 전극 활물질 층은, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 및 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 하기 반복 단위 3 및 4를 포함하는 공중합체를 포함하며, 상기 바인더가 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질과 열가교된 것인, 리튬 이차 전지용 전극:[반복 단위 3] [반복 단위 4] 상기 반복 단위 3에서, x는 1≤x≤100,000 범위를 만족하는 값이고,* 표시는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원소, 또는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기와의 결합 위치를 의미하고, 상기 반복 단위 3 내 * 표시 중 적어도 하나는, 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,[화학식 2]상기 화학식 2에서, R1은 터트-부틸(tert-butyl)기 또는 수소이고,R2 및 R3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 수소이고,z는 1≤z≤100,000 범위를 만족하는 값이고, 상기 반복 단위 4에서,y는 1≤y≤100,000 범위를 만족하는 값이고, X는 할로겐 원소 중 하나이고,상기 공중합체 내 상기 화학식 2로 표시되는 치환기의 함량은 7 내지 17 몰%이다
11 11
제10항에 있어서, 상기 전극 활물질 층 내 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질에 대한 바인더의 중량비(바인더: 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질)는, 1:3 내지 1:15인,리튬 이차 전지용 전극
12 12
제10항에 있어서,상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질은,실리콘(Si), 실리콘모녹사이드 (SiO), 금속산화물, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인,리튬 이차 전지용 전극
13 13
제10항에 있어서,상기 전극 활물질 층은,도전재를 더 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 전극
14 14
하기 반복 단위 5를 포함하는 고분자 및 아크릴기를 포함하는 단량체를 각각 준비하는 단계;상기 아크릴기를 포함하는 단량체를 하기 반복 단위 5을 포함하는 고분자에 그래프트(graft)시켜, 제1 공중합체를 포함하는 바인더를 수득하는 단계;리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 및 상기 바인더를 포함하는 전극 활물질 조성물을 준비하는 단계;상기 전극 활물질 조성물을 집전체 상에 도포하여 전극 활물질층을 형성하는 단계; 및상기 전극 활물질층을 열처리하는 단계;를 포함하되,상기 제1 공중합체는 하기 반복 단위 6 및 7을 포함하고,상기 전극 활물질층을 열처리하는 단계;에 의해, 상기 제1 공중합체는 아세트아크릴기를 포함하는 제2 공중합체로 전환되어, 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질과 열가교되는 것인 전극의 제조 방법:[반복 단위 5]상기 반복 단위 5에서,X는 할로겐 원소 중 하나이고,[반복 단위 6] [반복 단위 7] 상기 반복 단위 6에서, x는 1≤x≤100,000 범위를 만족하는 값이고,* 표시는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원소, 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기와의 결합 위치를 의미하고, 상기 반복 단위 6 내 * 표시 중 적어도 하나는, 하기 화학식 3으로 표시되는 치환기이고,[화학식 3]상기 화학식 3에서, R1은 터트-부틸(tert-butyl)기 또는 수소이고,R2 및 R3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 수소이고,z는 1≤z≤100,000 범위를 만족하는 값이고, 상기 반복 단위 7에서,y는 1≤y≤100,000 범위를 만족하는 값이고, X는 할로겐 원소 중 하나이고,상기 공중합체 내 상기 화학식 3으로 표시되는 치환기의 함량은 7 내지 17 몰%이다
15 15
제14항에 있어서,상기 제1 공중합체를 포함하는 바인더를 수득하는 단계;는,상기 아크릴기를 포함하는 단량체, 상기 반복 단위 5를 포함하는 고분자, 촉매, 리간드, 및 용매의 혼합 용액을 준비하는 단계; 및상기 혼합 용액을 100 내지 120 ℃의 온도 범위에서 교반하는 단계;를 포함하는 것인, 전극의 제조 방법
16 16
제15항에 있어서,상기 혼합 용액을 100 내지 120 ℃의 온도 범위에서 교반하는 단계;는,10 내지 80 시간 동안 수행되는 것인,전극의 제조 방법
17 17
삭제
18 18
삭제
19 19
삭제
20 20
제15항에 있어서,상기 촉매는,염화구리(Ⅰ) (Cu(Ⅰ)Cl) 및 염화브롬(Ⅰ) (Cu(Ⅰ)Br)을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인,전극의 제조 방법
21 21
제15항에 있어서,상기 리간드는,1,4,7,10,10-헥사메틸트리에틸렌테트라아민 (1,1,4,7,10,10-hexamethyltriethylenetetramine, HMTETA), 2,2`-바이피리딜 (2,2`-bipyridyl, bpy), 4,4`-디메틸-2,2`-디피리딜 (4,4`-dimethyl-2,2`-dipyridyl, DMDP) 및 N,N,N`,N``,N``-펜타메틸디에틸렌트리아민 (N,N,N`,N``,N``-pentamethyldiethylenetriamine, PMDETA) 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인,전극의 제조 방법
22 22
제15항에 있어서,상기 용매는,N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidone, NMP), 디메틸폼아마이드 (dimethylformamide, DMF) 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 것인,전극의 제조 방법
23 23
삭제
24 24
제14항에 있어서,상기 전극 활물질층을 열처리하는 단계;는,150 내지 280 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것인,전극의 제조 방법
25 25
제14항에 있어서,상기 전극 활물질층을 열처리하는 단계;는,0
26 26
양극;음극; 및전해질;을 포함하고,상기 양극 및 상기 음극 중 적어도 하나의 전극은, 전극 집전체, 및 상기 전극 집전체 위에 위치하는 전극 활물질 층을 포함하고,상기 전극 활물질 층은, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 및 바인더를 포함하고,상기 전극 활물질 층은, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 및 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 하기 반복 단위 8 및 9를 포함하는 공중합체를 포함하며, 상기 바인더가 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질과 열가교된 것인, 리튬 이차 전지: [반복 단위 8] [반복 단위 9] 상기 반복 단위 8에서, x는 1≤x≤100,000 범위를 만족하는 값이고,* 표시는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원소, 또는 하기 화학식 4로 표시되는 치환기와의 결합 위치를 의미하고, 상기 반복 단위 8 내 * 표시 중 적어도 하나는, 하기 화학식 4로 표시되는 치환기이고,[화학식 4]상기 화학식 4에서, R1은 터트-부틸(tert-butyl)기 또는 수소이고,R2 및 R3는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 수소이고,z는 1≤z≤100,000 범위를 만족하는 값이고, 상기 반복 단위 9에서,y는 1≤y≤100,000 범위를 만족하는 값이고, X는 할로겐 원소 중 하나이고,상기 공중합체 내 상기 화학식 4로 표시되는 치환기의 함량은 7 내지 17 몰%이다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 그린에너지 소재기술 개발센터 구축사업 고용량/고출력 리튬이차전지용 Li-rich계 양극소재(≥240 mAh/g) 및 카본 Free 음극소재(≥1,000 mAh/g) 기술개발