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Nb2C 박막을 포함하는 리튬금속 이차전지용 음극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬금속 이차전지

  • 기술번호 : KST2019017377
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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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 본 발명의 목표는 리튬금속 음극 기반 이차전지의 에너지 밀도 유지와 전지 수명의 연장을 위한 전해질 시스템을 제공하는 것이다. 이 기술의 궁극적인 응용 목표는 미래 무인전기자동차와 전력망 에너지저장 시스템에 사용되는 기존 리튬이온 전지와 더불어 높은 에너지밀도를 갖는 리튬금속 이차전지에 사용되는 전이금속산화물, 황, 및 공기극과 같은 다양한 양극과 함께 리튬금속을 사용하는 것이다. 또한 최근 새롭게 떠오르고 있는 드론과 같은 무인기 분야의 발전에도 기여할 것이다. 본 발명을 통해 관련 이차전지 및 전기화학커패시터 산업의 세계 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 전망된다. 특히 고밀도 에너지를 가진 물질들을 다룰 때, 최근 안전성에 관한 연구가 핵심 연구 중에 하나로 주목받고 있다. 그 이유는, 제품 상용화에 있어 높은 에너지 밀도 구현에 따른 안전성 저하 때문이다. 최근 스마트폰 발화로 인한 사회적 그리고 기술적인 역풍들로 인해 특히 고에너지밀도의 배터리 안전성 확보는 불가피하다. 특히 곧 다가올 차세대 전지들은 현존하는 리튬이온 배터리의 에너지밀도가 실질적으로 최소 2배에서 최대 8배 정도 높기 때문에 전지와 전지를 다루는 시스템의 안전성에 관한 연구와 확인을 반드시 거쳐야 한다. 따라서, 본 발명은 전지 발화 가능성이 높은 리튬금속 이차전지의 리튬금속 음극을 안정화시키고 내부단락이 일어나지 않도록 리튬 덴드라이트 형성과 확산을 억제를 해줄 수 있는 안정한 SEI 막으로서, Nb2C 박막을 형성시키는 기술을 제공할 수 있다.
Int. CL H01M 4/134 (2010.01.01) H01M 4/1395 (2010.01.01) H01M 4/04 (2006.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01) H01M 12/08 (2015.01.01) B05D 1/20 (2006.01.01)
CPC H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01) H01M 4/134(2013.01)
출원번호/일자 1020180022925 (2018.02.26)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2019-0102490 (2019.09.04) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.02.26)
심사청구항수 3

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조원일 서울특별시 성북구
2 김문석 서울특별시 성북구
3 류지현 서울특별시 성북구
4 이승훈 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 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2018.02.26 수리 (Accepted) 1-1-2018-0197158-93
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2018.10.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2019.01.10 수리 (Accepted) 9-1-2019-0002376-11
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2019.01.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0074362-86
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2019.04.01 수리 (Accepted) 1-1-2019-0330352-11
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2019.04.30 수리 (Accepted) 1-1-2019-0444894-30
7 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2019.05.31 수리 (Accepted) 1-1-2019-0560440-14
8 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2019.06.27 수리 (Accepted) 1-1-2019-0658891-12
9 지정기간연장 관련 안내서
Notification for Extension of Designated Period		 2019.07.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2019-0107476-92
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2019.07.29 수리 (Accepted) 1-1-2019-0773372-47
11 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2019.07.29 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0773378-10
12 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal		 2019.10.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0743518-15
13 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2019.12.16 수리 (Accepted) 1-1-2019-1297496-91
14 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2020.01.14 수리 (Accepted) 1-1-2020-0041275-16
15 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.02.12 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2020-0149800-97
16 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2020.02.12 수리 (Accepted) 1-1-2020-0149787-80
17 등록결정서
Decision to grant		 2020.04.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0249848-36
18 [명세서등 보정]보정서(심사관 직권보정)
 2020.04.10 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-5008932-25
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번호 청구항
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(b) Nb2C 박막을 형성하는 단계; 및(c) 상기 Nb2C 박막을 리튬금속 전극 상에 전사하는 단계;를 포함하는 리튬금속 이차전지용 음극의 제조방법으로서,상기 리튬금속 이차전지는 액체 전해액을 포함하고,상기 (b) 단계는 Nb2C 분말이 분산된 용액의 LBS(Langmuir-Blodgett Scooping) 방법을 통해 기판 상에 Nb2C 박막을 형성하는 것이고,상기 (b) 단계는 분산매의 수면에 분산되어 있는 Nb2C 박막층을 기판 위로 이동시키고 이동된 박막층을 건조하는 공정을 1회 이상 수행하여, 기판 위에 1개 이상의 Nb2C 박막층을 형성하는 것이고,상기 (b) 단계의 이동은 상기 Nb2C 박막층이 상기 기판 위에 덮이도록 함으로써 상기 분산매에 침적된 기판을 들어올림으로써 수행되며,상기 (b) 단계 중에 상기 기판을 들어올림과 동시에 상기 Nb2C 박막층을 구성하는 재료의 현탁액을 상기 분산매에 투입하고,상기 (b) 단계는 상기 Nb2C 박막층이 상기 분산매 수면의 10% 내지 70%를 차지하였을 때 수행되며, 상기 현탁액은 농도가 5 내지 10 중량%이며,상기 현탁액 투입은 상기 분산매 수면에서 상기 Nb2C 박막층이 차지하는 면적 비율이 초기 면적 비율의 10% 내지 70%가 유지되도록 수행되며,상기 분산매는 물이고,상기 현탁액의 현탁매(suspension medium)는 에탄올인 것을 특징으로 하는 리튬금속 이차전지용 음극의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 제조방법은 상기 (b) 단계 전에 (a) 하기 화학식 1로 표현되는 MAX 상 구조체를 에칭하여 상기 Nb2C 분말을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬금속 이차전지용 음극의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 화학식 1로 표현되는 MAX 상 구조체는 Nb2AlC이고;상기 에칭은, Nb2AlC 및 불화수소의 중량비가 1 : 3
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1 미래창조과학부 항공우주연구원 거대과학연구개발사업 리튬음극기반 260 wh/kg 차세대전지 핵심요소기술, 셀 및 팩개발