Abstract:
본 발명은 고에너지 밀도의 리튬이차전지용 전극 및 이를 적용한 고에너지 밀도 이차전지에 대한 것으로, 음극에는 리튬 합금이 가능한 소재를 함유하고, 양극은 가역적인 리튬 흡장 방출이 가능한 전이 금속 산화물로서, 전체 가역적인 리튬 저장능력이 양극에서 방출될 수 있는 리튬 용량보다 큰 것을 특징으로 하며, 상기 음극 및 양극 중 하나 또는 두 개의 전극 표면에 금속 리튬이 도포된 리튬이차전지용 전극 및 그 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 대한 것이다. 본 발명의 리튬이차전지는 활성화 이후 금속 리튬이 잔존하지 않아 안전성이 우수하며, 단위 무게당 용량이 우수하다.
Abstract:
본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 리튬 망간산화물과 2.5 V 내지 3.3V에서 평탄준위 전압 프로파일(profile)을 갖는 화학양론 스피넬 구조의 Li 4 Mn 5 O 12 를 포함하는 혼합 양극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다. [화학식 1] xLi 2 MnO 3 · (1-x)LiMO 2 상기 [화학식 1]에서, 0 4 Mn 5 O 12 이 보완하여 요구출력 이상으로 출력을 유지함으로써 가용 SOC 구간을 넓힐 수 있는 혼합 양극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공하여, PHEV 또는 EV 등에 적합하게 사용될 수 있다.
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본 발명은 집전판의 상, 하 양면의 중앙부에 다른 극성을 가질 수 있는 활물질을 함유하는 전극층을 형성한 바이폴라 전극쌍, 상기 바이폴라 전극쌍에서 전극층을 포함하지 않은 미 코팅부 집전판의 4측면 중 최소 2측면 이상에 대해 상, 하 양면 또는 그 일면에 접착필름을 포함하는 바이폴라 전극쌍-접착필름 어셈블리; 및 상기 바이폴라 전극쌍-접착필름 어셈블리의 일면 또는 상, 하 양면에 적층된 분리막을 포함하는 바이폴라 전극쌍/분리막 어셈블리로서, 상기 접착필름에 의해 상기 집전판과 상기 분리막이 직접 접착되어 상기 바이폴라 전극쌍이 밀봉되는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전극쌍/분리막 어셈블리와 이러한 바이폴라 전극쌍/분리막 어셈블리를 포함하는 바이폴라 전지 및 이들의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 사용목적에 따라 바이폴라 전극쌍/분리막 어셈블리를 전기적으로 접속함으로써 바람직한 용량 및 전압을 달성할 수 있는 전지를 제공할 수 있다.
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본 발명은 출력 향상을 위한 리튬이차전지용 복합 전극과 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 대한 것으로, 2종 이상의 활물질이 혼합된 복합 전극에 있어서 혼합되는 활물질 입자들의 사이즈가 균일한 크기가 되도록, 입자 사이즈가 작은 활물질을 응집하여 2차적으로 입자화하여 복합 전극에 포함시킴으로써 전기전도성이 개선되어 높은 출력 특성을 갖는 리튬 이차 전지용 복합 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.
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본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 층상구조의 리튬 망간산화물과 2.5V 내지 3.3V에서 평탄준위 전압 프로파일(profile)을 갖는 제2의 양극활물질을 포함하는 혼합 양극활물질, 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다. [화학식 1] aLi 2 MnO 3 ·(1-a)Li x MO 2 여기서, 0
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본 발명은 출력 향상을 위한 양극활물질과 이를 포함하는 리튬이차전지에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 하기 [화학식 1]로 표시되는 층상 구조의 3성분계 리튬함유 금속산화물과 올리빈 구조의 LiFePO 4 과의 혼합 양극재에 도전재로서 입자의 모양 및 크기가 다른, 흑연과 도전성 탄소를 동시에 코팅함으로써 하기 [화학식 1]의 3성분계 리튬함유 금속산화물과 LiFePO 4 올리빈의 입자 크기 또는 표면적의 차이로 인한 3성분계 리튬 금속산화물의 높은 저항의 발현과 도전성 부족 현상을 개선함으로써, 상기 양 물질을 포함하는 양극활물질의 낮은 출력의 문제를 개선함과 동시에 넓은 가용 SOC 영역을 갖는 고용량의 양극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다. [화학식 1] Li 1+a Ni x Co y Mn 1-x-y O 2 , 0≤a
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본 발명은 리튬 망간계 산화물을 포함하고 있는 양극 활물질로서, 상기 리튬 망간계 산화물은 스피넬 구조를 가지고 있으며, 3V 영역으로의 방전 과정에서, 입자의 표면부터 중심 방향으로 결정구조가 입방정계(cubic) 구조에서 정방정계(tetragonal) 구조로 상전이 되는 코어-쉘(core-shell) 상전이 현상을 나타내며, 상기 쉘 부위에는 정방정계 구조의 전기 전도도의 향상을 위해 도전성 물질이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 양극 활물질을 제공한다.
Abstract:
본 발명은 향상된 출력특성을 갖는 리튬 이차전지에 대한 것으로, 혼합된 리튬전이금속산화물간의 작동 전압의 차이로 인해 발생하는 급격한 전압 강하 현상을 개선하여 전 SOC 구간에 걸쳐 급격한 전압강하 없이 고른 프로파일을 나타내며, 저전압에서의 출력 특성을 향상시킨 고용량의 혼합 양극활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 특히, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 전기 자동차 등의 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 경우, 요구되는 출력특성 및 용량, 안전성 등의 조건을 충분히 만족할 수 있다.
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본 발명은 리튬 망간계 산화물을 포함하고 있는 양극 활물질로서, 상기 리튬 망간계 산화물은 하기 화학식 1로 표현되는 조성의 스피넬 구조를 가지고 있으며, 결정구조에서 (440) 면이 발달되어 있어서 리튬 이온의 이동도(lithium ion diffusivity)가 높은 것을 특징으로 하는 양극 활물질을 제공한다. Li 1+x M y Mn 2-x-y O 4-z Q z (1) 상기 식에서, 0≤x≤0.3, 0≤y≤1, 0≤z≤1, 이고, M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr,V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 원소이며, Q는 N, F, S 및 Cl로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 원소이다.
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본 발명은 이차전지용 양극 활물질로서, 하기 화학식 1에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물, 하기 화학식 2에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물, 및 하기 화학식 3에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지용 양극 활물질을 제공한다. (1-s-t)[Li(Li a Mn (1-a-x-y) Ni x Co y )O 2 ]*s[Li 2 CO 3 ]*t[LiOH] (1) Li(Li b Mn (2-b) )O 4 (2) (1-u)LiFePO 4 *uC (3) 상기 식에서, 0