리튬 전지 음극용 자가치유 바인더 및 이의 제조 방법
SELF-HEALABLE CONDUCTIVE BINDER FOR ANODE OF LITHIUM ION BATTERY AND THE PREPARATION METHOD THEREOF
특허 요약
본 발명은 리튬 전지 음극용 자가치유 바인더 및 이의 제조 방법을 개시한다. 본 발명은 고분자 전해질, 상기 다가 킬레이트제 및 전도성 고분자를 포함하고, 상기 고분자 전해질, 다가 킬레이트제 및 상기 전도성 고분자 중 적어도 어느 하나는 수소 결합, 정전기적 결합, 반데르발스힘, 루이스 산염기 상호작용, 또는 이들 중 적어도 두개 이상의 상호보완결합으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
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음극용 활물질; 및제1 항, 제8 항, 제9 항, 및 제10 항 중 어느 한 항에 따른 자가치유 바인더를 포함하는 음극용 슬러리.

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제19 항에 있어서, 탄소계 전도체를 더 포함하는 음극용 슬러리.

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고분자 전해질, 다가 킬레이트제, 전도성 고분자, 및 고분자 첨가제를 포함하고,상기 고분자 전해질은 PAAMPSA(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfoinc acid))이고, 상기 다가 킬레이트제는 피트산이고, 상기 전도성 고분자는 아닐린이고, 상기 고분자 첨가제는 폴리에틸렌이민이며, 상기 고분자 전해질, 상기 다가 킬레이트제 및 상기 전도성 고분자 중 적어도 어느 하나는 수소 결합, 정전기적 결합, 반데르발스힘 또는 이들 중 적어도 두개 이상의 상호보완결합으로 연결되며, 상기 고분자 첨가제는 비공유 전자쌍을 가지며 다른 구성성분과 루이스 산염기 기반 상호작용, 수소결합, 또는 정전기적 결합을 하는 것을 특징으로 하는 자가치유 바인더.

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제1항에 있어서, 상기 다가 킬레이트제와 상기 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 상기 정전기적 결합으로 연결되며,상기 다가 킬레이트제와 상기 전도성 고분자는 상기 수소 결합 및 상기 정전기적 결합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자가치유 바인더.

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제1항에 있어서, 상기 자가치유 바인더는 전기전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 자가치유 바인더.

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제1항에 있어서, 상기 고분자 전해질의 함량은 30 wt% 내지 95 wt%이고, 상기 전도성 고분자의 함량은 2 wt% 내지 60 wt%이며, 상기 다가 킬레이트제의 함량은 3 wt% 내지 68 wt%이며, 상기 고분자 첨가제는 상기 자가치유 바인더 전체 100 wt%당 80 wt% 이하로 함유되는 자가치유 바인더.

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제20 항에 있어서, 전체 음극용 슬러리 100%에 대해, 상기 음극용 활물질의 함량은 3 wt% 내지 97 wt%이고, 상기 탄소계 전도체의 함량은 2 wt% 내지 95 wt%이며, 상기 자가치유 바인더의 함량은 0.3 wt% 내지 25 wt%인 음극용 슬러리.

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고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 수용액을 준비하는 단계;상기 고분자 전해질 수용액 내에 다가 킬레이트제 및 전도성 고분자의 단량체를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액 내의 단량체를 중합시켜 기본 자가치유 바인더를 합성하는 단계; 및상기 기본 자가치유 바인더에 고분자 첨가제를 가하는 단계를 포함하고,상기 자가치유 바인더는 분자 간의 가역적인 수소 결합, 정전기적 결합, 반데르발스힘, 루이스 산염기 기반 상호작용, 또는 이들 중 적어도 두개 이상의 상호보완결합을 포함하며,상기 고분자 전해질은 PAAMPSA(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfoinc acid))이고, 상기 다가 킬레이트제는 피트산이고, 상기 전도성 고분자는 아닐린이고, 상기 고분자 첨가제는 폴리에틸렌이민인 것을 특징으로 하는 리튬 전지 음극용 자가치유 바인더의 제조방법.

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고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 수용액을 준비하는 단계;상기 고분자 전해질 수용액 내에 다가 킬레이트제 및 전도성 고분자의 단량체를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액 내의 단량체를 중합시켜 기본 자가치유 바인더를 합성하는 단계; 상기 기본 자가치유 바인더에 고분자 첨가제를 가하는 단계;음극용 활물질을 준비하는 단계; 및상기 기본 자가치유 바인더와 상기 음극용 활물질을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계를 포함하며,상기 고분자 전해질은 PAAMPSA(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfoinc acid))이고, 상기 다가 킬레이트제는 피트산이고, 상기 전도성 고분자는 아닐린이고, 상기 고분자 첨가제는 폴리에틸렌이민인 음극용 슬러리 제조 방법.

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제23 항에 있어서,상기 고분자 첨가제를 기본 자가치유 바인더에 가하는 단계는 상기 슬러리를 제조하는 단계 이후에 수행되는 음극용 슬러리 제조 방법.

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음극 집전체; 및상기 음극 집전체 상에 코팅되는 음극 활물질층을 포함하고,상기 음극 활물질층은 그래파이트, Si, Ge, Li, Sn, SiOx, SnOx 중 적어도 한 종의 활물질 및 청구항 제1항, 제8 항, 제9 항, 및 제10 항 중 어느 한 항에 따른 자가치유 바인더를 포함하는 리튬 전지용 음극.