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이차전지용 이온전도성 바인더 평가 시스템을 위한 전고체 전지로서,전극 내 전해질 성분이 배제되어 전극 내 이온전달이 전극활물질들 간 이온확산 원리에 의존하도록 상기 전극활물질과 바인더로 구성된 전극 조성물로 제조되는 전극;상기 전극과 마주하여 배치되는 상대 전극; 및상기 전극 및 상기 상대 전극 사이에 배치되는 고체 전해질 층;을 포함하고,전해질-프리 전극(electrolyte-free electrode)인 상기 전극의 공극밀도는 전극 용적 밀도의 15% 이하인, 전고체 전지
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제1항에 있어서,상기 바인더는 이온전도성 바인더 또는 비이온전도성 바인더를 포함하는, 전고체 전지
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제2항에 있어서,상기 이온전도성 바인더는 고분자 구조 내에 이온전도 성분 및 기능기를 포함하는, 전고체 전지
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제2항에 있어서,상기 전극 내 이온전달은 전극활물질들 간의 접촉을 통한 확산 경로와 상기 이온전도성 바인더를 경유하는 추가 경로로 이루어지며, 상기 추가 경로는 상기 이온전도성 바인더에 의해 생성되는, 전고체 전지
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제2항에 있어서,상기 전극활물질의 소재는, 흑연, 하드카본, 소프트카본, 탄소나노튜브, 그래핀, 산화환원그래핀, 카본섬유, 비정질탄소, 실리콘-탄소 복합체(SiC), 탄소층을 포함하는 전자전도성층이 코팅된 음극 소재, 및 이들의 혼합 조성에서 선택되는 어느 하나를 포함하고,상기 전극활물질의 전자전도도는 2 S/㎝ 이상인, 전고체 전지
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제2항에 있어서,상기 전극활물질과 상기 바인더의 조성비는 무게비 기준으로 90:10에서 99
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이온전도성 바인더 평가 시스템에 의해 수행되는 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법으로서,전극활물질과 이온전도성 바인더로 구성된 제1 전극 조성물로 제조되는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하여 배치되는 상대 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 상대 전극 사이에 배치되는 고체 전해질층을 포함한 제1 전고체 전지를 평가 시스템의 특정 위치에 배치하는 단계;상기 제1 전고체 전지에 인가되는 신호나 제공되는 환경에 대한 평가 조건을 설정하는 단계; 및상기 제1 전고체 전지에 연결되어 상기 평가 조건에 따른 상기 제1 전고체 전지의 전기화학 및 전지 특성을 측정하는 단계;를 포함하는 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제7항에 있어서,상기 전극활물질과 비이온전도성 바인더로 구성된 제2 전극 조성물로 제조되는 제2 전극, 상기 제2 전극과 마주하여 배치되는 상대 전극, 및 상기 제2 전극과 상기 상대 전극 사이에 배치되는 고체 전해질층을 포함한 제2 전고체 전지를 평가 시스템의 특정 위치에 배치하는 단계; 및상기 제2 전고체 전지에 연결되어 상기 평가 조건에 따른 상기 제2 전고체 전지의 전기화학 및 전지 특성을 측정하는 단계;를 더 포함하는 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제8항에 있어서,상기 제1 전고체 전지와 상기 제2 전고체 전지 각각의 전기화학 및 전지 특성을 비교하여 상기 이온전도성 바인더의 성능을 평가하는 단계를 더 포함하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제9항에 있어서,상기 이온전도성 바인더의 성능을 평가하는 단계는, 완충 소요 시간에 대한 비교, 충방전 속도 변화에 따른 충전 용량에 대한 비교, 전고체 전지의 내부 저항에 대한 비교, 전극활물질 로딩 레벨에 따른 충전 용량에 대한 비교, 구동 온도에 따른 충전 용량에 대한 비교 중 어느 하나 이상에 기초하여 상기 이온전도성 바인더의 상대적인 성능을 평가하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제10항에 있어서,상기 측정하는 단계는 상기 완충 소요 시간을 측정하는 단계를 포함하며,상기 완충 소요 시간의 측정은 정전류-정전압(CC-CV) 모드 충전 및 CC 모드 방전 순으로 진행하되, 충방전 전압 범위는 0
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제10항에 있어서,상기 측정하는 단계는 상기 충방전 속도 변화에 따른 충전 용량을 측정하는 단계를 포함하며,상기 충방전 속도 변화에 따른 충전 용량의 측정은, 정전류-정전압(CC-CV) 모드 충전에서의 충방전 속도를 0
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제10항에 있어서,상기 측정하는 단계는 상기 전고체 전지의 내부 저항을 측정하는 단계를 포함하며,상기 내부 저항의 측정은, 주파수응답 분석기를 사용하여 10-1㎐ 내지 105㎐의 범위에서 교류 임피던스를 가하여 특정 온도에서의 전고체 전지 셀 내부의 면비저항을 측정하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제10항에 있어서,상기 측정하는 단계는 상기 전극활물질 로딩 레벨에 따른 충전 용량을 측정하는 단계를 포함하며,상기 전극활물질 로딩 레벨에 따른 충전 용량의 측정은, 전극의 활물질 로딩 레벨을 2~20㎎/㎠ 내에서 조절하여 상기 전극의 최대 충전량 및 용량구현률을 측정하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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제10항에 있어서,상기 측정하는 단계는 상기 구동 온도에 따른 충전 용량을 측정하는 단계를 포함하며,상기 구동 온도에 따른 충전 용량의 측정은, 0
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제7항에 있어서,상기 이온전도성 바인더는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(PEDOT:PSS) 기반 다중성분 바인더, 리튬 폴리아크릴레이트(lithium polyacrylate, LiPAA), 리튬 카르복시메틸 셀룰로오스(lithium carboxymethyl cellulose, Li-CMC) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합이고,상기 전극활물질의 소재는, 흑연, 하드카본, 소프트카본, 탄소나노튜브, 그래핀, 산화환원그래핀, 카본섬유, 비정질탄소, 실리콘-탄소 복합체(SiC), 탄소층을 포함하는 전자전도성층이 코팅된 음극 소재, 및 이들의 혼합 조성에서 선택되는 어느 하나를 포함하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 방법
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이차전지용 이온전도성 바인더의 성능을 평가하는 이온전도성 바인더 평가 시스템으로서,평가 시스템 하드웨어의 소정 위치에 위치하는 제1 전고체 전지에 성능 평가를 위한 신호를 인가하는 구동부-여기서, 상기 제1 전고체 전지는 전극활물질과 이온전도성 바인더로 구성된 제1 전극 조성물, 상기 제1 전극 조성물로 형성된 제1 전극과 마주하여 배치되는 상대 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 상대 전극 사이의 고체 전해질층을 구비함-;상기 구동부로부터 상기 제1 전고체 전지에 인가되는 신호나 상기 평가 시스템 하드웨어를 통해 상기 제1 전고체 전지에 제공되는 환경에 대한 평가 조건을 조정하는 평가조건설정부; 및상기 제1 전고체 전지에 연결되어 상기 평가 조건에 따른 상기 제1 전고체 전지의 전기화학 및 전지 특성을 측정하는 측정부;를 포함하는 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 시스템
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제17항에 있어서,상기 구동부는 상기 평가 시스템 하드웨어의 소정 위치에 위치하는 제2 전고체 전지에 성능 평가를 위한 신호를 인가하며,상기 제2 전고체 전지는, 상기 전극활물질과 비이온전도성 바인더로 구성된 제2 전극 조성물, 상기 제2 전극 조성물로 형성된 제2 전극과 마주하여 배치되는 상대 전극, 및 상기 제2 전극과 상기 상대 전극 사이의 고체 전해질층을 포함하며,상기 측정부는 상기 제2 전고체 전지에 연결되어 상기 평가 조건에 따른 상기 제2 전고체 전지의 전기화학 및 전지 특성을 측정하는,이차전지용 이온전도성 바인더 평가 시스템
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제18항에 있어서,상기 측정부의 측정 정보에 기초하여 상기 제1 전고체 전지와 상기 제2 전고체 전지 각각의 전기화학 및 전지 특성을 비교하는 비교부를 더 포함하며,상기 측정 정보는, 상기 제1 전고체 전지와 상기 제2 전고체 전지에 대한 완충 소요 시간, 충방전 속도 변화에 따른 충전 용량, 전고체 전지의 내부 저항, 전극활물질 로딩 레벨에 따른 충전 용량, 및 구동 온도에 따른 충전 용량 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 정보를 포함하는, 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 시스템
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제19항에 있어서,상기 비교부의 비교 결과에 기초하여 상기 이온전도성 바인더의 성능을 평가하는 바인더 평가부를 더 포함하는 이차전지용 이온전도성 바인더 평가 시스템
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