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 및 이온 결합으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
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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; 및상기 혼합액에 중합개시제를 첨가하여 라디칼 중합법으로 자가치유 바인더를 합성하는 단계;를 포함하고,상기 자가치유 바인더는 상기 라디칼 중합법에 의해 분자 간의 가역적인 수소 결합 및 이온 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지 음극용 자가치유 바인더의 제조방법.

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제15항에 있어서, 상기 자가치유 바인더는, 상기 다가 킬레이트제와 상기 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 상기 이온결합으로 연결되고,상기 전도성 고분자와 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 상기 이온결합으로 연결되고,상기 다가 킬레이트제와 상기 전도성 고분자는 상기 수소 결합 및 상기 이온 결합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지 음극용 자가치유 바인더의 제조방법.

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제15항에 있어서, 상기 고분자 전해질의 함량은 40 질량% 내지 80 질량%이고, 상기 전도성 고분자의 함량은 2 질량% 내지 60 질량%이며, 상기 다가 킬레이트제의 함량은 5 질량% 내지 60 질량%인 것을 특징으로 하는 리튬 전지 음극용 자가치유 바인더의 제조방법.

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음극 집전체; 및상기 음극 집전체 상에 코팅되는 음극 활물질층;을 포함하고,상기 음극 활물질층은 실리콘계 활물질 및 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자가치유 바인더의 제조방법에 따라 제조된 자가치유 바인더를 포함하며,상기 자가치유 바인더는 분자 내에 가역적인 수소 결합 및 이온 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극.

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제18항에 있어서, 상기 자가치유 바인더는 다가 킬레이트제, 고분자전해질 및 전도성 고분자를 포함하고,상기 다가 킬레이트제와 상기 고분자 전해질은 수소 결합 및 이온 결합으로 연결되며,상기 전도성 고분자와 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 상기 이온결합으로 연결되고,상기 다가 킬레이트제와 상기 전도성 고분자는 수소 결합 및 이온 결합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극.

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제18항에 있어서, 상기 음극 활물질층을 탄소계 전도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극.

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실리콘계 활물질을 준비하는 단계;제15항 내지 제17항 중 적어도 어느 한 항에 따른 자가치유 바인더의 제조방법에 따라 제조된 자가치유 바인더를 준비하는 단계;상기 실리콘계 활물질 및 상기 자가치유 바인더를 혼합하여 음극활물질 슬러리를 제조하는 단계; 및상기 음극활물질 슬러리를 음극 집전체 상에 코팅 및 건조하는 단계;를 포함하고,상기 자가치유 바인더는 분자 간의 가역적인 수소 결합 및 이온 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극의 제조방법.

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제21항에 있어서, 상기 자가치유 바인더는 다가 킬레이트제, 고분자전해질 및 전도성 고분자를 포함하고,상기 다가 킬레이트제와 상기 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 이온 결합으로 연결되며,상기 전도성 고분자와 고분자 전해질은 상기 수소 결합 및 상기 이온결합으로 연결되고,상기 다가 킬레이트제와 상기 전도성 고분자는 상기 수소 결합 및 상기 이온 결합으로 연결되는 리튬 전지용 음극의 제조방법.

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제21항에 있어서, 상기 음극활물질 슬러리는 탄소계 전도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극의 제조 방법.

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제23항에 있어서, 상기 실리콘계 활물질의 함량은 60 질량% 내지 95 질량%이고, 상기 탄소계 전도체의 함량은 0 질량% 내지 30 질량%이며, 상기 자가치유 바인더의 함량은 2 질량% 내지 20 질량%인 것을 특징으로 하는 리튬 전지용 음극의 제조방법.