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IBL-26-2114

이차전지용 음극, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법

등록일
2026-09-29
이차전지› 전지› 전극
전기영동 증착 다공성 탄소 골격에 금속리튬을 복합화한 덴드라이트 억제형 음극

본 기술은 각진 다면체 형태의 다공성 탄소 입자가 선 또는 면 접촉으로 쌓여 다공성 골격을 이루고, 이 골격의 내부와 입자 사이 빈 공간에 금속 리튬을 복합화하여 구조적 안정성을 확보하면서 리튬 덴드라이트 성장을 억제하는 기술입니다.

기존 슬러리 캐스팅 방식 음극은 바인더 응집, 낮은 활물질 결착력, 불균일한 분포로 인해 구조가 쉽게 붕괴되는 문제가 있었습니다. 여기에 리튬 금속 음극을 쓰면 덴드라이트가 성장하여 수명이 짧아지고 안전성이 떨어지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 전기영동증착법(Electrophoretic Deposition)으로 입도분포 1.1 ≤ D90/D10 ≤ 1.9를 만족하는 다공성 탄소 입자와 바인더를 집전체 위에 고르게 전착시켜 견고한 다공성 골격을 만들고, 그 기공 안에 금속 리튬을 채워 안정적인 리튬 증착과 탈리를 이끌도록 구성됩니다. 리튬 금속 전지 음극, 고속 충전이 요구되는 전기차 셀, 후막 전극이 필요한 고에너지 파우치 전지 등에 적용될 수 있어 두꺼운 전극에서도 골격이 무너지지 않아 사이클 수명을 길게 유지할 수 있습니다.

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Key Features:
  • 각진 다면체이며 전도성 및 전기영동 특성을 갖는 다공성 탄소 입자와 바인더로 이루어진 다공성 골격
  • 탄소 입자간 빈 공간 및 탄소 입자 내부의 빈 공간을 채우며 다공성 골격과 복합화되는 금속리튬
  • 입경 누적분포에서 D90/D10 값이 1.1 이상 1.9 이하를 만족하도록 입도가 제어된 탄소 입자
  • 집전체 및 상대전극을 분산액에 침지하고 40 V 내지 80 V의 전위차를 인가하여 다공성 골격을 전착하는 단계

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대구경북과학기술원
이종원 | 신홍림 | 윤종혁
문서
출원일:
2021-11-01
|
특허등록번호:
10-2655802
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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