리튬이차전지 음극용 박막, 리튬이차전지 음극의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지
THIN FILM FOR ANODE OF LITHIUM SECONDARY BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING ANODE OF LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY USING THE SAME
특허 요약
본 발명은 리튬이차전지 음극용 박막, 리튬이차전지 음극의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지에 관한 것으로, 구체적으로 리튬이차전지 음극용 박막에 포함되는 층의 재질을 조절하여 리튬이차전지 음극의 내구성, 초기 충방전 효율 및 충방전 수명을 향상시킨 리튬이차전지 음극용 박막, 리튬이차전지 음극의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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청구항 1에 있어서,상기 제1 실리콘산화물층 및 제2 실리콘산화물층 각각에 포함된 실리콘산화물은 SiOx이며,상기 x는 0 초과 2 이하인 것인 리튬이차전지 음극용 박막.

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실리콘산화물을 포함하고, 두께가 1 nm 이상 15 nm 이하인 제1 실리콘산화물층;상기 제1 실리콘산화물층의 일면에 구비되며, 실리콘을 포함하고, 두께가 15 nm 초과 100 nm 이하인 실리콘층; 및상기 제1 실리콘산화물층이 구비된 면의 반대면인 실리콘층의 타면에 구비되며, 실리콘산화물을 포함하고, 두께가 1 nm 이상 15 nm 이하인 제2 실리콘산화물층을 포함하며,상기 제1 실리콘산화물층, 상기 실리콘층 및 상기 제2 실리콘산화물층 각각은 인이 도핑된 것이며, 제1 실리콘산화물층, 실리콘층, 및 제2 실리콘산화물층의 3층 구조로 이루어지는 리튬이차전지 음극용 박막.

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청구항 1에 있어서,상기 리튬이차전지 음극용 박막의 두께는 30 nm 이상 100 nm 이하인 것인 리튬이차전지 음극용 박막.

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삭제

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삭제

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집전체층의 일면에 실리콘산화물을 포함하고, 두께가 1 nm 이상 15 nm 이하인 제1 실리콘산화물층을 구비하는 단계;상기 제1 실리콘산화물층 상에 실리콘을 포함하고, 두께가 15 nm 초과 100 nm 이하인 실리콘층을 구비하는 단계; 및상기 실리콘층 상에 상기 실리콘산화물을 포함하고, 두께가 1 nm 이상 15 nm 이하인 제2 실리콘산화물층을 구비하는 단계;를 포함하며,상기 제1 실리콘산화물층, 상기 실리콘층 및 상기 제2 실리콘산화물층 각각은 인이 도핑된 것이고,상기 제1 실리콘산화물층을 구비하는 단계, 상기 실리콘층을 구비하는 단계 및 상기 제2 실리콘산화물층을 구비하는 단계는 플라즈마 화학 기상 증착으로 증착시킨 것이며,상기 제1 실리콘산화물층, 실리콘층, 및 제2 실리콘산화물층의 3층 구조를 갖는 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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청구항 6에 있어서,상기 집전체층은 구리, 스테인레스스틸, 그래핀, 그래핀 산화물, 니켈, 티타늄 또는 흑연으로부터 선택된 하나인 것인 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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삭제

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청구항 6에 있어서,상기 플라즈마 화학 기상 증착의 주파수는 10 MHz 이상 20 MHz 이하이고,상기 플라즈마 화학 기상 증착의 온도는 150 ℃ 이상 300 ℃ 이하이며,상기 플라즈마 화학 기상 증착의 압력은 1.0 X 10-7 Torr 이상 1.0 X 10-5 Torr 이하인 것인 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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청구항 6에 있어서,상기 제1 실리콘산화물층을 구비하는 단계 및 상기 제2 실리콘산화물층을 구비하는 단계 각각에서 사용되는 기체는 SiH4, H2, CO2 및 PH3을 포함하는 것이며,상기 실리콘층을 구비하는 단계에서 사용되는 기체는 SiH4, H2 및 PH3을 포함하는 것인 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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청구항 10에 있어서,상기 제1 실리콘산화물층을 구비하는 단계 및 상기 제2 실리콘산화물층을 구비하는 단계 각각의 경우,SiH4 의 주입량은 1 sccm 이상 20 sccm 이하이고, H2 의 주입량은 1400 sccm 이상 1600 sccm 이하이며,CO2 의 주입량은 1 sccm 이상 30 sccm 이하이고,PH3 의 주입량은 1 sccm 이상 20 sccm 이하인 것인 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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청구항 10에 있어서,상기 실리콘층을 구비하는 단계의 경우,SiH4 의 주입량은 20 sccm 이상 40 sccm 이하이고, H2 의 주입량은 110 sccm 이상 130 sccm 이하이며,PH3 의 주입량은 20 sccm 이상 40 sccm 이하인 것인 리튬이차전지 음극의 제조방법.

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청구항 6의 제조방법에 의하여 제조된 리튬이차전지 음극; 및 전해액을 포함하는 리튬이차전지.

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청구항 13에 있어서,상기 전해액은 전해질과 용매를 포함하며,상기 전해질은 LiTFSI, LiPF6, LiFSI 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나인 것이며,상기 용매는 에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나인 것인 리튬이차전지.

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청구항 14에 있어서,상기 전해액의 몰농도는 0.1 M 이상 2 M 이하이며,상기 용매는 에틸렌 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 조합이고, 상기 에틸렌 카보네이트의 함량은 디메틸 카보네이트 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상 150 중량부 이하인 것인 리튬이차전지.

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청구항 13에 있어서,상기 전해액은 첨가제를 더 포함하며,상기 첨가제는 비닐렌 카보네이트, 비닐렌 에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 무수 석신산, 에틸렌 설파이트, 프로판 설폰, 비닐 설폰 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나를 포함하는 것인 리튬이차전지.

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청구항 16에 있어서,상기 첨가제의 농도는 상기 전해액 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상 20 중량부 이상인 것인 리튬이차전지.