전칼륨화된 탄소의 제조 방법, 이에 의해 제조된 이차전지용 도전재 또는 전극 물질 및 이를 포함하는 칼륨 이온 이차전지
METHOD FOR MANUFACTURING PRE-POTASSIATED CARBON, CONDUCTING AGENTS OR ELECTRODE MATERIALS FOR POTASSIUM-ION SECONDARY BATTERY MANUFACTURED THEREBY AND POTASSIUM-ION SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME
특허 요약
본 발명은, (a) 칼륨(K) 및 탄소(C)의 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합된 분말에 기계적 에너지를 인가해 비전기화학적 전칼륨화(pre-potassiation) 반응을 이용, 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon)를 제조하는 단계를 포함하는 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon)의 제조방법에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon) 제조방법에 의하면, 화학적 방법 등의 복잡하고 비효율적인 과정을 거치지 않고 간단한 고체 합성법인 볼밀링을 이용하여 간단하고 효율적으로 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon)를 제조할 수 있고, 또한, 상기 방법에 의해 제조된 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon)를 칼륨 이온 이차전지의 전극 도전재 또는 전극 활물질로 사용할 경우, 높은 용량을 유지하면서 초기 효율이 우수해 고용량 및 우수한 사이클 수명을 가지는 칼륨 이온 이차전지 시스템을 구현할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

(a) 칼륨(K) 및 탄소(C)의 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 분말에 기계적 에너지를 인가해 전칼륨화(pre-potassiation) 반응을 일으켜 전칼륨화된 탄소(pre-potassiated carbon)를 제조하는 단계;를 포함하는 전칼륨화된 탄소의 제조방법.

2

제1항에 있어서,상기 탄소는 흑연(Graphite)계 탄소, 카본 블랙(Carbon black)계 탄소, 활성카본(Activated carbon)계 탄소, 하드카본, 소프트카본 및 탄소 나노 구조체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전칼륨화된 탄소의 제조방법.

3

제1항 있어서,상기 단계 (b)에서 고에너지 스펙스 밀(high-energy spex mill), 진동 밀(vibrotary-mill), Z 밀(Z-mill), 유성 밀(planetary ball-mill) 또는 어트리션 밀(attrition-mill)로 기계적 에너지를 인가하는 것을 특징으로 하는 전칼륨화된 탄소의 제조방법.

4

제1항에 있어서,상기 단계 (b)에서 KxC (X= 0.01 ~ 1)으로 표시되는 전칼륨화된 탄소를 제조하는 것을 특징으로 하는 전칼륨화된 탄소의 제조방법.

5

제1항에 있어서,상기 단계 (b)에서 평균 직경 1nm 이상 500μm 이하인 전칼륨화된 탄소 분말을 제조하는 것을 특징으로 하는 전칼륨화된 탄소의 제조방법.

6

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 전칼륨화된 탄소를 포함하는 칼륨 이온 이차전지용 전극 도전재.

7

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 전칼륨화된 탄소를 포함하는 칼륨 이온 이차전지용 전극 활물질.

8

제6항에 따른 칼륨 이온 이차전지용 전극 도전재를 포함하는 이차전지.

9

제7항에 따른 칼륨 이온 이차전지용 전극 활물질을 포함하는 이차전지.