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리튬 이차 전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 그를포함하는 리튬 이차 전지

  • 기술번호 : KST2015177692
  • 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 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 상기 음극 활물질은 인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체가 결구되어 구형화된 흑연 제1 입자; 및 상기 구형화된 흑연 제1 입자 내의 인편상 흑연 절편 사이에 분산된 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 탄소 복합체 입자; 및 이 입자들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 제2 입자를 포함한다.본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 우수한 전기 전도성, 저온 특성 및 수명 특성이 있어 리튬 이차 전지의 전지 특성을 향상시킬 수 있다.리튬 이차 전지, 음극 활물질, 결구된 흑연 입자, 실리콘.
Int. CL H01M 4/36 (2010.01) H01M 10/0525 (2010.01) H01M 4/13 (2010.01) H01M 4/583 (2010.01)
CPC
출원번호/일자 1020060054475 (2006.06.16)
출원인 강원대학교산학협력단
등록번호/일자 10-0830612-0000 (2008.05.13)
공개번호/일자 10-2007-0113066 (2007.11.28) 문서열기
공고번호/일자 (20080521) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020060046263   |   2006.05.23
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2006.06.16)
심사청구항수 23

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 강원대학교산학협력단 대한민국 강원도 춘천시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이성만 대한민국 강원도 춘천시
2 이종혁 대한민국 경기도 남양주시

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 삼성전자주식회사 경기도 수원시 영통구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
2006.06.16 수리 (Accepted) 1-1-2006-0423763-72
2 보정요구서
Request for Amendment
2006.07.05 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2006-0096033-72
3 서지사항보정서
Amendment to Bibliographic items
2006.07.12 수리 (Accepted) 1-1-2006-0498276-84
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2007.01.19 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2007.02.13 수리 (Accepted) 9-1-2007-0010139-14
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2007.02.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0090564-52
7 대리인변경신고서
Agent change Notification
2007.04.16 수리 (Accepted) 1-1-2007-0289313-74
8 명세서등보정서
Amendment to Description, etc.
2007.04.16 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0289312-28
9 의견서
Written Opinion
2007.04.16 수리 (Accepted) 1-1-2007-0289309-91
10 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2007.08.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0443063-70
11 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2007.10.15 수리 (Accepted) 1-1-2007-0737644-13
12 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2007.11.14 수리 (Accepted) 1-1-2007-0817254-64
13 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2007.11.14 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0817255-10
14 등록결정서
Decision to grant
2008.02.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2008-0097978-93
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2011.04.15 수리 (Accepted) 4-1-2011-5075634-10
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2011.12.13 수리 (Accepted) 4-1-2011-5249875-98
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2012.03.08 수리 (Accepted) 4-1-2012-5049179-27
18 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.05 수리 (Accepted) 4-1-2019-5230938-29
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체가 결구되어 구형화된 흑연 제1 입자; 및상기 구형화된 흑연 제1 입자 내의 인편상 흑연 절편 사이에 분산된 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 탄소 복합체 입자; 및 이 입자들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 제2 입자를 포함하며,상기 박리된 인편상 흑연 절편은 상기 구형화된 흑연 제1 입자 내에서 상기 박리된 인편상 흑연 절편이 동심원 방향으로 적층되어 결구된 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
2 2
제1항에 있어서, 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자는 Si 입자와 전이원소를 포함하고,상기 전이원소는 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소와 화합물을 이루고 있는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
3 3
제2항에 있어서, 상기 전이원소는 Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
4 4
제1항에 있어서, 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자는 한 입자 내에 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자와 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자가 혼합되어 존재하는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
5 5
제1항에 있어서, 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 탄소 복합체 입자는 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자와, 탄소의 복합체; 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자와, 탄소의 복합체; 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자, 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자, 및 탄소의 복합체; 및 이 복합체들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
6 6
제1항에 있어서,상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자; 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자; 및 상기 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자는 5nm 내지 5㎛의 크기를 갖는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
7 7
제1항에 있어서,상기 구형화된 흑연 제1 입자 내의 인편상 흑연 절편 사이에 분산된 비정질 탄소 또는 소프트 카본을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질
8 8
삭제
9 9
제1항에 있어서, 상기 인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체의 두께가 2㎛ 이하로 박리된 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
10 10
제1항에 있어서,상기 인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체의 두께가 0
11 11
제1항에 있어서,상기 구형화된 흑연 제1 입자의 표면이 비정질 탄소 또는 소프트 카본으로 코팅된 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
12 12
제7항에 있어서,상기 구형화된 흑연 제1 입자의 표면이 비정질 탄소 또는 소프트 카본으로 코팅된 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
13 13
제11항에 있어서,상기 비정질 탄소 또는 소프트 카본 코팅막의 두께는 0
14 14
제1항에 있어서,상기 음극 활물질은 구형화된 흑연 제1 입자 전체 중량에 대하여 상기 제2 입자를 1 내지 70 중량%로 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질
15 15
제7항에 있어서, 상기 비정질 탄소 또는 소프트 카본은 음극 활물질 전체 무게에 대하여 1 내지 50 중량%로 포함되는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
16 16
제7항에 있어서, 상기 음극 활물질은 상기 비정질 탄소 또는 소프트 카본 매트릭스 내에 Al, Cu, Cr, Co, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Pt, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질
17 17
인편상 흑연을 박리하여 인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체를 제조하고,상기 제1 입자 전구체와 Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 탄소 복합체 입자; 및 이 입자들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 입자를 혼합하여 혼합물을 제조하고,상기 혼합물을 조립화하는 공정을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
18 18
인편상 흑연을 박리하여 인편상 흑연 절편인 제1 입자 전구체를 제조하고,상기 제1 입자 전구체; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 화합물 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 복합체 입자; Si, Sn, Al, Ge, Pb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소 함유 탄소 복합체 입자; 및 이 입자들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 입자; 및 비정질 탄소 전구체 또는 소프트 카본 전구체를 혼합하여 혼합물을 제조하고,상기 혼합물을 조립화하여 상기 제2 입자와 비정질 탄소 전구체 또는 소프트 카본 전구체가 분산된 조립체를 제조하고,상기 조립체를 열처리하여 상기 비정질 탄소 전구체 또는 소프트 카본 전구체를 탄화시키는 공정을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
19 19
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 혼합물을 조립화하여 상기 제2 입자와 비정질 탄소 전구체 또는 소프트 카본 전구체가 분산된 조립체를 제조한 후, 상기 흑연 입자를 등방적으로 가압하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
20 20
제1항 내지 제7항, 및 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지용 음극
21 21
제20항에 있어서, 상기 리튬 이차전지용 음극은 도전제를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극
22 22
제21항에 있어서, 상기 도전제는 비정질 탄소 또는 소프트 카본인 것인 리튬 이차 전지용 음극
23 23
제21항에 있어서, 상기 리튬 이차 전지용 음극은 상기 리튬 이차 전지용 음극활물질과 상기 도전제를 중량비로 98 : 2 내지 20 : 80로 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 음극
24 24
리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극;제1항 내지 제7항, 및 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지
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