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리튬 기반의 하이브리드 음극재료, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬금속 이차전지

  • 기술번호 : KST2020006098
  • 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 발명의 목표는 리튬금속 음극 기반 이차전지의 에너지밀도 유지와 전지수명의 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 전지에 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 2 배에서 최대 8 배 정도 높기 때문에 전지와 전지를 다루는 시스템의 안전성에 관한 연구와 확인을 반드시 거쳐야 한다. 따라서 본 발명은 전지 발화 가능성이 높은 리튬금속 전지의 음극을 안정화시키고, 내부단락이 일어나지 않도록 리튬 덴드라이트 형성과 확산을 억제를 해줄 수 있는 안정한 리튬이온의 이동, 전착과 용해가 가능한 리튬 기반의 하이브리드 음극을 형성하여 리튬금속 이차전지를 안정화시키는 기술을 제공하는 것이다.
Int. CL H01M 4/36 (2006.01.01) H01M 4/40 (2006.01.01) H01M 4/38 (2006.01.01) H01M 10/052 (2010.01.01) B22F 1/00 (2006.01.01)
CPC H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01) H01M 4/364(2013.01)
출원번호/일자 1020180149021 (2018.11.27)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0062970 (2020.06.04) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.11.27)
심사청구항수 6

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
5 나인욱 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
2018.11.27 수리 (Accepted) 1-1-2018-1185735-25
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2020.06.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0436382-04
3 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2020.07.17 수리 (Accepted) 1-1-2020-0744295-74
4 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2020.07.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0744301-61
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번호 청구항
1 1
순수 리튬금속, 리튬 금속간 화합물 및 리튬합금을 포함하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료
2 2
제1항에 있어서,상기 리튬 금속간 화합물은 Li과, Al, In, Mg, Sn, Pb, Cd, Ag, Au, Ni, Bi, Sb, Si, Ge, Pd, B, Te, Pt, As, Zn, W, Fe, Ni, Ti, Mn, Mo, Cu, Co, Ce, Ca, Zr, V, Cr 및 Ru 중에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 리튬 금속간 화합물이고,상기 리튬합금은 Li과, Al, In, Mg, Sn, Pb, Cd, Ag, Au, Ni, Bi, Sb, Si, Ge, Pd, B, Te, Pt, As, Zn, W, Fe, Ni, Ti, Mn, Mo, Cu, Co, Ce, Ca, Zr, V, Cr 및 Ru 중에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 리튬합금인 것을 특징으로 하는 리튬기반의 하이브리드 음극재료
3 3
제2항에 있어서,상기 리튬 금속간 화합물은 Li9Al4이고, 상기 리튬합금은 Li-Al이며,상기 리튬 기반의 하이브리드 음극재료 내에 알루미늄 및 리튬의 중량비는 1 : 3 내지 5인 것을 특징으로 하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료
4 4
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 리튬 기반의 하이브리드 음극재료를 포함하는 이차전지용 음극
5 5
제4항에 따른 이차전지용 음극을 포함하는 리튬금속 이차전지
6 6
제5항에 있어서,상기 리튬금속 이차전지의 양극은 리튬코발트산화물, 리튬망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물, 리튬니켈망간코발트산화물, 리튬인산철산화물 또는 황화합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하거나, 다공질의 공기 전극인 것을 특징으로 하는 리튬금속 이차전지
7 7
제4항에 따른 이차전지용 음극을 포함하는 전기 디바이스로서, 상기 전기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장장치 중에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 전기 디바이스
8 8
금속 그래뉼러 및 리튬을 185 내지 250 ℃에서 10 내지 80 분 동안 혼합한 후 상온으로 냉각하는 단계를 포함하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료의 제조방법으로서,상기 금속 그래뉼러의 입자 크기는 100 nm 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료의 제조방법
9 9
제8항에 있어서,상기 금속 그래뉼러는 Al, In, Mg, Sn, Pb, Cd, Ag, Au, Ni, Bi, Sb, Si, Ge, Pd, B, Te, Pt, As, Zn, W, Fe, Ni, Ti, Mn, Mo, Cu, Co, Ce, Ca, Zr, V, Cr 및 Ru 중에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료의 제조방법
10 10
제8항에 있어서,상기 혼합 온도는 230 내지 250 ℃이고, 상기 혼합 시간은 30 내지 60 분이며,상기 금속 그래뉼라는 알루미늄을 포함하며,상기 금속 그래뉼라의 입자 크기는 2 내지 3 μm이며,상기 금속 그래뉼라 및 리튬의 중량비는 1 : 3 내지 5인 것을 특징으로 하는 리튬 기반의 하이브리드 음극재료의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 거대과학연구개발사업 리튬음극기반 260 Wh/kg 차세대전지 핵심요소기술, 셀 및 팩 개발