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탈리튬화 용액 및 이를 이용한 음극 활물질 또는 음극의 화성방법

  • 기술번호 : KST2023001258
  • 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 탈리튬화 용액 및 이를 이용한 음극 활물질 또는 음극의 화성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬을 다량 함유하여 초기효율은 높으나 건조 대기 및 슬러리 제조 시 용매와의 안정성이 떨어지는 고용량 음극 활물질 또는 음극으로부터 높은 반응성의 원인이 되는 리튬을 용액 상에서 화학적으로 추출함으로써 안정성을 향상시키고 초기효율을 높은 상태로 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 음극 활물질 또는 음극의 화성방법은 종래의 화성공정을 대체하여 리튬이온전지 생산 후 납품까지 소요되는 비용과 시간을 크게 절감시킬 수 있다.
Int. CL H01M 4/139 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) H01M 10/0525 (2010.01.01) C22B 3/26 (2006.01.01) C22B 26/12 (2006.01.01) H01M 4/02 (2006.01.01)
CPC H01M 4/139(2013.01) H01M 4/044(2013.01) H01M 4/0459(2013.01) H01M 4/049(2013.01) H01M 10/0525(2013.01) C22B 3/302(2013.01) C22B 26/12(2013.01) H01M 2004/027(2013.01)
출원번호/일자 1020210174920 (2021.12.08)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2023-0086366 (2023.06.15) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.12.08)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이민아 서울특별시 성북구
2 홍지현 서울특별시 성북구
3 정훈기 서울특별시 성북구
4 최진관 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충현 대한민국 서울특별시 서초구 동산로 **, *층(양재동, 베델회관)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.12.08 수리 (Accepted) 1-1-2021-1424615-33
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
고리형 또는 선형 에테르계 용매; 및방향족 탄화수소;를 포함하고,환원전위가 0
2 2
제1항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 치환기를 제외한 탄소수가 18 이하인 방향족 탄화수소인 것을 특징으로 하는 탈리튬화 용액
3 3
제1항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 테트라센, 아줄렌, 플루오란텐, 파이렌, 트라이페닐렌, 바이페닐, 터페닐 및 스틸벤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탈리튬화 용액
4 4
제1항에 있어서, 상기 탈리튬화 용액 내 상기 방향족 탄화수소의 농도는 0
5 5
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 탈리튬화 용액으로 탈리튬화된 음극 활물질 또는 음극 활물질층을 포함하는 음극
6 6
제5항에 있어서, 상기 음극 활물질은 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘과 흑연의 혼합물, 실리콘 산화물과 흑연의 혼합물 또는 실리콘 산화물, 실리콘 및 흑연의 혼합물인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극 활물질층을 포함하는 음극
7 7
(A) 리튬이 삽입되어 있는 음극 활물질 또는 음극 활물질층이 형성된 음극을 준비하는 단계; 및 (B) 상기 음극 활물질 또는 음극을 고리형 또는 선형 에테르계 용매 및 방향족 탄화수소를 포함하고, 환원전위가 0
8 8
제7항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 치환기를 제외한 탄소수가 18 이하인 방향족 탄화수소인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
9 9
제7항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 테트라센, 아줄렌, 플루오란텐, 파이렌, 트라이페닐렌, 바이페닐, 터페닐 및 스틸벤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
10 10
제7항에 있어서, 상기 탈리튬화 용액 내 상기 방향족 탄화수소의 농도는 0
11 11
제7항에 있어서, 상기 음극 활물질은 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘과 흑연의 혼합물, 실리콘 산화물과 흑연의 혼합물 또는 실리콘 산화물, 실리콘 및 흑연의 혼합물인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
12 12
제7항에 있어서, 상기 (A) 단계는,(A1) 음극활물질 또는 음극 활물질층이 형성된 음극을 고리형 또는 선형 에테르계 용매와 리튬이온 및 방향족 탄화수소의 복합체를 포함하고, 환원전위가 0
13 13
제12항에 있어서, 상기 사전리튬화 용액의 상기 방향족 탄화수소는 치환기를 제외한 탄소수가 10 내지 22의 다환 방향족 화합물인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
14 14
제12항에 있어서, 상기 사전리튬화 용액의 상기 고리형 또는 선형 에테르계 용매는 상기 용매의 산소 원소 대 탄소 원소의 비율이 0
15 15
제12항에 있어서, 상기 (A1) 단계의 침지는 -10 내지 80 ℃의 온도에서 0
16 16
제12항에 있어서, 상기 (A1) 단계에서, 상기 사전리튬화 용액에 침지되는 상기 음극 활물질 및 상기 사전리튬화 용액 내 상기 복합체의 몰비는 1:0
17 17
제7항에 있어서, 상기 (B) 단계 이후에, (C) 상기 (B) 단계에서 얻어지는 리튬이 추출된 음극 활물질 또는 음극을 불소 치환기를 함유하는 탄화수소가 용해된 용액에 침지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
18 18
제17항에 있어서, 상기 불소 치환기를 함유하는 탄화수소는 플루오르에틸렌 카보네이트(Fluoroethylene carbonate), 플루오로데칸(Fluorodecane) 또는 플루오로벤젠 (Fluorobenzene)인 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
19 19
제7항에 있어서, 상기 (B) 단계의 침지는 -10 내지 80 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 또는 음극의 화성방법
20 20
제7항에 있어서, 상기 (B) 단계의 침지는 0
21 21
제7항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 상기 탈리튬화 용액에 침지되는 상기 음극 활물질 및 상기 탈리튬화 용액 내 상기 방향족 탄화수소의 몰비는 1:0
22 22
제7항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 화성된 음극 활물질 또는 음극
23 23
제22항에 따른 화성된 음극 활물질 또는 음극을 포함하는 리튬이온전지
24 24
폐전지에서 전극을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 전극을 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 탈리튬화 용액에 침지하는 단계;를 포함하는 폐전지의 리튬을 회수하는 방법
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 JP35085171 JP 일본 FAMILY
2 US20230178709 US 미국 FAMILY

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1 JP2023085171 JP 일본 DOCDBFAMILY
2 US2023178709 US 미국 DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 중견연구자지원사업 다기능성 화학적 리튬화를 통한 고용량/고효율/장수명 리튬이온전지용 패러독스 음극 개발
2 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 창의형 융합연구사업 건식 극판을 위한 고성능의 Si-C 복합체 음극 소재 개발