KR102577440B1 - 전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의해 공개되는 전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용은 1μm-50μm의 기저필름과 상기 기저필름 상에 코팅되는 0.02μm-100μm의 전리튬화층을 포함한다. 상기 전리튬화층은 1wt%-99.99wt%의 전리튬화 재료, 0wt%-98.99wt%의 코팅층 재료, 0.01wt%-10wt%의 바인더, 0%-10wt%의 전도성 첨가제 재료 및 0wt%-2wt%의 분산제와 0wt%-2wt%의 보조제를 포함한다. 그 중 상기 전리튬화 재료는 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 재료이다. 상기 전리튬화 재료는 구체적으로 LixM1yAz, LixM2y(PO4)z, LixM2y(SiO4)z, Li2S， LixM1ySz를 포함한다. 그 중 x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. M1은 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. M2는 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. A는 O, F, Cl, S, N원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다.

Description

전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용
본 발명은 리튬 전지 재료의 기술분야에 관한 것이며, 특히 전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 05월 29일 중국 특허국에 출원된 출원번호 201810529006.6, 발명 명칭 "전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용"에 대한 중국 특허 출원의 우선권을 주장한다.
높은 출력 전압, 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 우수한 안전 성능, 무기억 효과 등의 특징을 가진 리튬 이온 전지는 주요 에너지 저장장치로서 모바일 전원분야에 성공적으로 응용되고 있다. 그리드 에너지 저장장치, 전기 자동차 및 소비성 전자제품의 에너지 저장장치에 대한 수요를 더욱 충족하기 위해 수명이 더 길고 안전성이 더 우수하며, 에너지 밀도가 더 높은 전극재료 및 리튬 전지 시스템은 연구의 중점이 되었다.
리튬 전지는 작동 과정 중, 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동한다. 리튬 전지의 에너지 밀도는 대부분 전지 중 활성 리튬 이온의 양에 따라 달라진다. 그러나 현재 상용 중인 리튬 전지 중에서, 첫 주에 양극 재료와 음극 재료가 종종 비가역적으로 리튬 이온을 소모한다. 따라서 소모된 리튬 이온을 보충하는 것은 리튬 전지 에너지 밀도를 효과적으로 높이는 방법이 되었다.
현재 전리튬화 기술은 주로 음극 전리튬화, 양극 전리튬화 등이며 종종 리튬 금속 또는 환원성이 강한 리튬화 재료를 리튬 소스로 사용하는 음극 전리튬화는 제조 및 사용 과정 중에서 환경에 대한 요구가 높고 매우 위험하다. 양극 전리튬화는 종종 리튬화 재료를 직접 양극 재료와 함께 코팅하여 양극 재료의 사용량을 감소시키기 때문에, 전지의 가역 용량을 감소한다.
따라서 양산, 응용이 가능한 전리튬화 방법의 제안이 시급하다.
본 발명은 전리튬화 필름 및 그 제조방법과 응용을 제공한다. 본 발명의 전리튬화 필름은 기저필름, 그 표면에 코팅되는 전리튬화 재료, 바인더, 첨가제 및 보조제를 포함한다. 본 발명의 재료를 적용한 전지는 첫 주 작동 과정 중에서 전리튬화 필름이 리튬 이온을 방출시켜 첫 주에 소모된 전극 재료 리튬 이온을 보충하는데 사용하며, 전리튬화 필름은 동시에 세라믹 다이어프램의 이점을 가져 다이어프램의 사용 온도, 흡액성 등의 성능을 향상시킨다. 본 발명의 전리튬화 필름의 제조방법은 간단하며 환경조건에 대한 요구가 낮으며 원재료가 풍부하고 공정이 간단하여 양산이 용이하다. 본 발명에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 액상 리튬 이온 전지, 준고체 리튬 이온 전지, 전고체 전지 및 리튬 금속 전지에 적용될 수 있다.
첫 번째 측면에서, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 1μm-50μm의 기저필름과 상기 기저필름 상에 코팅되는 0.02μm-100μm의 전리튬화층을 포함한다.
상기 전리튬화층은 1wt%-99.99wt%의 전리튬화 재료, 0wt%-98.99wt%의 코팅층 재료, 0.01wt%-10wt%의 바인더, 0%-10wt%의 전도성 첨가제 재료 및 0wt%-2wt%의 분산제와 0wt%-2wt%의 보조제를 포함한다.
그 중 상기 전리튬화 재료는 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출할 수 있는 재료이며, 상기 전리튬화 재료는 구체적으로 LixM1yAz, LixM2y(PO4)z, LixM2y(SiO4)z, Li2S 또는 LixM1ySz를 포함한다.
x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. M1은 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. M2는 금속원소, 전이 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. A는 O, F, Cl, S, N원소중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. 그 중 상기 전리튬화 재료는 충전 화성(formation) 후, 리튬 소스를 포함하는 재료 또는 리튬 소스를 포함하지 않는 재료로 변환된다.
상기 리튬 소스를 포함하는 재료는 구체적으로 LiaM1bAc, LiaM2b(PO4)c 또는 LiaM2b(SiO4)c, Li2S, LiaM1bSc를 포함하며, 그 중 a,b,c는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다.
상기 리튬 소스를 포함하지 않는 재료는 CuO, Cu2O, Fe2O3, Fe3O4, FeO, Al2O3, Co3O4, Co2O3, V2O5, MnO, Mn2O3, NiO, MgO, TiO2, AlPO4, TiPO4, CoPO4, MnPO4, Ni3(PO4)2, Mg3(PO4)2, Co2(PO4)3 중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
바람직하게는, 상기 전리튬화 재료는 구체적으로 LixCuyOz, LixFeyOz, LixAlyOz, LixVyOz, LixCoyOz, LixMnyOz, LixNiyOz, Li2C2O4, LixMgyOz, LixTiyOz, LixCuy(PO4)z, LixFey(PO4)z, LixAly(PO4)z, LixVy(PO4)z, LixMny(PO4)z, LixNiy(PO4)z, LixCuy(Oc1Sc2)z, LixCuy(Oc1Fc2)z, Lix(FeZn)yOz, LixFey（Oc1Clc2）z, LixMgy(PO4)z 또는 LixTiy(PO4)z의 하나 또는 복수의 조합을 포함한다. 그 중 x, y, c1, c2, z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다.
바람직하게는, 상기 기저필름은 폴리프로필렌 PP필름, 폴리에틸렌 PE필름, 부직포 다이어프램, 섬유 다이어프램, 세라믹 다이어프램, 고체 전해질 다이어프램 중 하나 또는 복수의 복합물을 포함한다.
바람직하게는, 상기 전리튬화 재료는 구형, 타원체형 또는 불규칙한 다각형의 입자이며, 크기는 50nm-5000nm이다.
바람직하게는, 상기 코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열 전도성 재료，전도성 재료 중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중 하나 또는 복수의 혼합물이다.
상기 전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙(Ketjen Black), 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, 기상법 탄소섬유 VGCF, 전도성 흑연 KS-6, 카본 블랙 SUPER-P중 하나 또는 복수의 혼합물이다.
상기 분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌(Octaphenyl Polyoxyethylene) 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제중 하나 또는 복수이다.
상기 보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합이다.
두 번째 측면에서, 본 발명의 실시예는 상기 첫 번째 측면에 설명된 전리튬화 필름에 사용되는 제조방법을 제공하며, 다음의 단계를 포함한다:
분산제, 바인더, 전도성 첨가제 및 보조제와 용매를 필요한 비율로 사전 교반 탱크에 첨가하고, 완전히 용해시켜서 제1혼합물을 얻는 단계. 그 중 상기 용매는 탈이온수, N-메틸피롤리돈 NMP, 알코올 또는 디메틸포름아미드 DMF를 포함하는 극성 용매이다. 상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중 하나 또는 복수의 혼합물이다. 상기 전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙, 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, VGCF, KS-6, SUPER-P 중 하나 또는 복수의 혼합물이다. 상기 분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제 중 하나 또는 복수이다. 상기 보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합이다.
필요한 비율에 따라 전리튬화 재료 및 코팅층 재료를 상기 제1혼합물에 점차적으로 첨가하고, 교반 속도 10-5000rpm으로 고속 교반 분산을 진행하여 제2혼합물을 얻는 단계. 그 중 상기 전리튬화 재료는 구체적으로 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 재료이며, LixM1yAz, LixM2y(PO4)z, LixM2y(SiO4)z, Li2S 또는 LixM1ySz를 포함한다. 그 중 x,y,z는 정수 또는 비정수이고, 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. M1은 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. M2는 금속원소, 전이 금속원소, IVA족 원소중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. A는 O, F, Cl, S, N 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. 그 중 상기 코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열 전도성 재료, 전도성 재료중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
상기 제2혼합물을 스크린으로 여과하여 코팅 슬러리를 얻는 단계.
상기 코팅 슬러리를 1m/min-100m/min의 속도로 기저필름의 일면 또는 양면에 코팅하고, 40℃-100℃에서 건조시켜 전리튬화 필름을 얻는 단계. 그 중 상기 기저필름은 PP필름, PE필름, 부직포 필름 또는 섬유 필름 중 임의의 하나를 포함한다.
바람직하게는, 상기 코팅 슬러리가 1m/min-100m/min의 속도로 기저필름의 일면 또는 양면에 코팅되기 전, 상기 방법은 다음의 단계를 더 포함한다.
상기 기저필름에 코로나 처리를 진행하는 단계.
세번째 측면에서, 본 발명의 실시예는 제1측면에서 설명된 전리튬화 필름에 대해 전리튬화 처리를 진행하는 방법을 제공하며, 다음의 단계를 포함한다:
전리튬화 필름을 다이어프램 재료로 리튬 전지를 조립하며, 그 중 전리튬화층으로 코팅된 한 측을 양극 극편에 근접시켜 조립한다.
조립된 리튬 전지를 충전 화성시키는 단계.
그 중 상기 리튬 전지는 구조적 구성에 따라 분류되고, 액체 상태 리튬 전지, 준고체 리튬 전지, 전고체 리튬 전지중 하나 또는 복수를 포함한다.
또는, 상기 리튬 전지는 외형 구조에 따라 분류되고, 원주형 리튬 전지, 사각형 리튬 전지, 소프트 팩 리튬 전지, 적층 리튬 전지, 버튼 리튬 전지 중 하나 또는 복수를 포함한다.
네 번째 측면에서, 본 발명의 실시예는 상기 첫번째 측면에서 설명된 전리튬화 필름을 포함하는 리튬 전지를 제공한다.
본 발명의 전리튬화 필름은 기저필름, 그 표면에 코팅되는 전리튬화 재료, 바인더, 첨가제 및 보조제를 포함한다. 본 발명 재료를 적용한 전지는 첫주 작동 과정 중에 전리튬화 필름이 리튬 이온을 방출시켜 첫주에 소모된 전극 재료 리튬 이온을 보충하는데 사용되며, 전리튬화 필름은 또한 세라믹 다이어프램의 이점을 가져 다이어프램의 사용 온도, 흡액성 등의 성능을 향상시킨다. 본 발명의 전리튬화 필름의 제조방법은 간단하며 환경에 대한 요구가 낮고, 원재료가 풍부하고 공정이 간단하여 양산이 용이하다. 본 발명에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 액체 상태 리튬 이온 전지, 준고체 리튬 이온 전지, 전고체 전지 및 리튬 금속 전지에 적용될 수 있다.
이하 도면과 실시예를 통해 본 발명 실시예의 기술방안에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 제조방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 SEM도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池) 성능 테스트도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池)와 비교예 1의 성능 테스트 비교도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池)와 비교예 3의 성능 테스트 비교도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 7에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池) 성능 테스트도이다.
도8은 본 발명의 실시예 8에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池) 성능 테스트도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 9에 의해 제공되는 전리튬화 필름 반전지(半電池) 성능 테스트도이다.
이하 실시예를 결합시켜 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하나 본 발명의 청구범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 1μm-50μm의 기저필름과 그 기저필름 상에 코팅되는 0.02μm-100μm의 전리튬화층을 포함하며, 구조는 도1과 같다.
전리튬화층은 1wt%-99.99wt%의 전리튬화 재료, 0wt%-98.99wt%의 코팅층 재료, 0.01wt%-10wt%의 바인더, 0%-10wt%의 전도성 첨가제 재료 및 0wt%-2wt%의 분산제와 0wt%-2wt%의 보조제를 포함한다.
그 중 전리튬화 재료는 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 재료이다. 전리튬화 재료는 구체적으로 LixM1yOz, LixM2y(PO4)z, LixM2y(SiO4)z, Li2S 또는 LixM1ySz를 포함한다. x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. M1은 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. M2는 금속원소, 전이 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다.
또한, 전리튬화 재료는 LixM1yAz를 더 포함할 수 있다. A는 F, Cl, S, N원소 중 하나이거나 O, F, Cl, S, N 중 임의의 몇 개 조합이다.
보다 구체적으로, 전리튬화 재료는 더 나아가 구체적으로 LixCuyOz, LixFeyOz, LixAlyOz, LixVyOz, LixCoyOz, LixMnyOz, LixNiyOz, Li2C2O4, LixMgyOz, LixTiyOz, LixCuy(PO4)z, LixFey(PO4)z, LixAly(PO4)z, LixVy(PO4)z, LixMny(PO4)z, LixNiy(PO4)z, LixMgy(PO4)z 또는 LixTiy(PO4)z중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
또한, 전리튬화 재료는 더 나아가 구체적으로 LixCuy(Oc1Sc2)z, LixCuy(Oc1Fc2)z, Lix(FeZn)yOz, LixFey(Oc1Clc2)z를 포함한다. 상기 전리튬화 재료의 화학식 중, x,y,c1, c2, z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다.
상기 전리튬화 재료는 충전 화성 후, 리튬 소스를 포함하는 재료 또는 리튬 소스를 포함하지 않는 재료로 변환된다. 그중 리튬 소스를 포함하는 재료는 LiaM1bOc, LiaM2b(PO4)c, LiaM2b(SiO4)c, Li2S 또는 LiaM1bSc를 포함한다. a,b,c는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. 당연히 LiaM1bAc도 포함될 수 있다.
더 나아가, 리튬 소스를 포함하는 재료는 구체적으로 LixCuyOz, LixFeyOz, LixAlyOz, LixVyOz, LixCoyOz, LixMnyOz, LixNiyOz, Li2C2O4, LixMgyOz, LixTiyOz, LixCuy(PO4)z, LixFey(PO4)z, LixAly(PO4)z, LixVy(PO4)z, LixMny(PO4)z, LixNiy(PO4)z, LixMgy(PO4)z 또는 LixTiy(PO4)z 중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
리튬 소스를 포함하지 않은 재료는 S, CuO, Cu2O, Fe2O3, Fe3O4, FeO, Al2O3, Co3O4, Co2O3, V2O5, MnO, Mn2O3, NiO, MgO, TiO2, AlPO4, TiPO4, CoPO4, MnPO4, Ni3(PO4)2, Mg3(PO4)2, Co2(PO4)3 중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
기저필름은 폴리프로필렌(PP)필름, 폴리에틸렌(PE)필름, 부직포 다이어프램, 섬유 다이어프램, 세라믹 다이어프램, 고체 전해질 다이어프램 중 하나 또는 복수의 복합물을 포함한다.
전리튬화 재료는 구형, 타원체형 또는 불규칙한 다각형 입자이며 크기는 50nm-5000nm이다.
코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열 전도성 재료, 전기 전도성 재료중 하나 또는 복수의 조합을 포함하며, 구체적으로 Al2O3, BaTiO3, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-헥사플루오로프로필렌)(PVDF-HFP) (polyvinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), TiO2, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), CuO, 고체 전해질 재료 및 전도성 탄소 재료 등을 포함한다.
바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중의 하나 또는 복수의 혼합물이다.
전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙, 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, 기상법 탄소섬유(Vapor-grown carbon fiber, VGCF), 전도성 흑연 KS-6, 카본 블랙 SUPER-P 중 하나 또는 복수의 혼합물이다.
분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제중 하나 또는 복수이다.
보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합이다.
본 발명의 전리튬화 필름은 기저필름, 그 표면에 코팅되는 전리튬화 재료, 바인더, 첨가제 및 보조제를 포함한다. 본 발명 재료를 적용한 전지는 첫 주 작동 과정 중에 전리튬화 필름이 리튬 이온을 방출시켜 첫 주에 소모된 전극 재료 리튬 이온을 보충하는 데 사용하며, 전리튬화 필름은 동시에 세라믹 다이어프램의 이점을 가져서 다이어프램의 사용 온도, 흡액성 등 성능을 향상시킨다. 본 발명에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 액체 상태 리튬 이온 전지, 준고체 리튬 이온 전지, 전고체 전지 및 리튬 금속 전지에 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 제조방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 제조방법은 도2와 같이 다음의 단계를 포함한다:
단계 210, 분산제, 바인더, 전도성 첨가제 및 보조제와 용매를 필요한 비율에 따라 사전 교반 탱크에 첨가하고, 완전히 용해시켜 제1혼합물을 얻는 단계.
용매는 탈이온수, N-메틸피롤리돈 NMP, 알코올 또는 디메틸포름아미드 DMF를 포함하는 극성 용매이다. 상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중 하나 또는 복수의 혼합물이다. 상기 전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙, 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, VGCF, KS-6, SUPER-P 중 하나 또는 복수의 혼합물이다. 상기 분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제 중 하나 또는 복수이다. 상기 보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합이다.
단계 220, 필요한 비율에 따라 전리튬화 재료 및 코팅층 재료를 상기 제1혼합물에 점차적으로 첨가하고, 교반 속도 10-5000rpm으로 고속 교반 분산을 진행하여 제2혼합물을 얻는 단계.
그 중 전리튬화 재료는 구체적으로 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 재료이며, LixM1yOz, LixM2y(PO4)z, LixM2y(SiO4)z, Li2S 또는 LixM1ySz를 포함한다. 그 중 x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족한다. M1은 금속원소, 전이 금속원소, 희토류 원소, 알칼리 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. M2는 금속원소, 전이 금속원소, IVA족 원소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이다. 그중 상기 코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열전도성 재료, 전도성 재료 중 하나 또는 복수의 조합을 포함한다. 또한, 전리튬화 재료는 LixM1yAz를 더 포함할 수 있다. A는 F, Cl, S, N원소 중 하나이거나 O, F, Cl, S, N 중 임의의 복수의 조합이다.
단계 230, 제2혼합물을 스크린으로 여과하여 코팅액 슬러리를 얻는다.
단계 240, 코팅액 슬러리를 1m/min-100m/min의 속도로 기저필름의 일면 또는 양면에 코팅하고, 40℃-100℃에서 건조시켜 전리튬화 필름을 얻는다.
그 중 기저필름은 PP필름, PE필름, 부직포 필름 또는 섬유 필름 중 임의의 하나를 포함한다.
바람직하게는, 본 단계 이전에 기저필름에 코로나 처리를 더 진행할 수 있다.
본 발명의 전리튬화 필름의 제조방법은 간단하고 환경에 대한 요구가 낮으며, 원재료가 풍부하고 공정이 간단하여 양산이 용이하다.
본 발명의 전리튬화 필름을 전지로 조립하고 전리튬화 처리하여 전리튬화 필름을 다이어프램 재료로 리튬 전지를 조립하며, 그 중 전리튬화층으로 코팅된 면을 양극 극편에 근접시켜 조립한다. 그 후 조립해서 얻어진 리튬 전지를 충전 화성된다.
조립된 리튬 전지는 구조적 구성에 따라 분류되고, 액체 상태 리튬 전지, 준고체 리튬 전지, 전고체 리튬 전지중 하나 또는 복수를 포함한다.
또는 외형 구조에 따라 분류되고, 원주형 리튬 전지, 사각형 리튬 전지, 소프트 팩 리튬 전지, 적층 리튬 전지, 버튼 리튬 전지중 하나 또는 복수를 포함한다.
본 발명 재료를 적용한 전지는 첫 주 작동 과정에서, 전리튬화 필름이 리튬 이온을 방출시켜 첫 주에 소모된 전극 재료 리튬 이온을 보충하는데 사용하며, 전리튬화 필름은 또한 세라믹 다이어프램의 이점을 가져서 다이어프램의 사용 온도, 흡액성 등 성능을 향상시킨다.
이하 구체적 실례를 통해 본 발명의 기술방안에 대해 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 2μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅액 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 1μm의 Li2CuO2 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 다음의 방법을 사용해 제조되며, 구체적으로 다음의 단계를 포함한다:
(1) 바인더 PVDF와 탈이온수를 상기 비율에 따라 사전 교반 탱크에 첨가하고, 완전히 용해시켜서 혼합물Ⅰ을 얻는 단계.
(2) 전리튬화 재료 Li2CuO2 분체를 혼합물Ⅰ 속에 점차적으로 첨가하고, 교반 속도 50rpm, 분산 회전 1700rpm으로 고속 교반 분산을 진행하여 혼합물Ⅱ를 얻는 단계.
(3) 상기 혼합물Ⅱ를 400메쉬 스크린으로 여과하여 코팅 슬러리를 얻는 단계.
(4) 상기 코팅 슬러리를 코로나 처리를 거친 기저필름의 일면에 코팅 속도 5m/min으로 코팅하고, 50℃에서 건조시켜 전리튬화 필름을 얻는 단계.
본 발명의 실시예1에 의해 제공되는 전리튬화 필름의 SEM도는 도 3과 같으며, 도3에서 볼 수 있듯이, 리튬화 재료가 균일하게 분포된다.
본 발명의 실시예 1에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도4와 같다.
실시예 2.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 10μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 1μm의 Li2CuO2 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도5와 같다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 NCM양극 재료가 코팅된 양극 극편, SC400음극 재료가 코팅된 음극 극편, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도 6과 같다.
실시예 3.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 10μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 1μm의 Li2CuO2 분체 50%, 산화 알루미늄 분체 20%, 입경 D50 200nm의 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 표1과 같다.
실시예 4.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 10μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, 탈이온수 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 1μm의 Li2CuO2 분체 96%, 바인더 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨 1%, 바인더 스티렌 부타디엔 라텍스 1%, 분산제 폴리에틸렌 글리콜 1%, 보조제 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 1%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 표1과 같다.
실시예 5.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 10μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 200μm의 Li5FeO4 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
실시예 6.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 12μm 두께의 세라믹 다이어프램이고, 단면 코팅 방식을 통해, 10μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 200μm의 Li2CuO2 분체 60%, 바인더 PVDF 40%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
실시예 7.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 10μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고 단면 코팅 방식을 통해 5μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 2μm의 Li1.8CuO1.8F0.2 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 알루미늄 호일, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도7과 같다.
실시예 8.
실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 10μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 3μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 2μm의 Li4.8FeO3.8F0.2 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 알루미늄 호일, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도8과 같다.
실시예 9.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 3μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 1μm의 Li5FeO3.8S0.2 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 알루미늄 호일, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도9와 같다.
실시예 10.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고, 단면 코팅 방식을 통해, 3μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 2μm의 Li1.9CuO1.9Cl0.1 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
실시예 11.
본 실시예에 의해 제공되는 전리튬화 필름은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 리튬화 슬러리로 구성되는 전리튬화층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이고 단면 코팅 방식을 통해 5μm두께로 코팅되어 전리튬화층을 형성한다. 코팅 슬러리는 질량비에 따라 리튬화 조성물 20%, NMP 80%이다. 그 중 리튬화 조성물의 제조는 질량비에 따라, 리튬화 재료 입경 D50 2μm의 Li5FeS4 분체 50%, 바인더 PVDF 50%이다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
본 실시예 1-11에 의해 제공되는 전리튬화 필름을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 표1과 같다.
비교예 1.
세라믹 Al2O3 다이어프램을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 표1과 같다.
비교예 2.
PP다이어프램을 코발트산 리튬 양극 재료가 코팅된 양극 극편, 리튬 금속, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 표1과 같다.
비교예 3.
본 비교예에 의해 제공되는 산화구리 세라믹 다이어프램은 기저필름과 기저필름의 한 측에 코팅되는 산화구리층을 포함하며, 그 중 기저필름은 16μm 두께의 폴리프로필렌 다공성 필름이다.
산화구리 세라믹 다이어프램을 NCM 양극 재료가 코팅된 양극 극편, SC400 음극 재료가 코팅된 음극 극편, 전해액과 반전지(半電池)로 조립하고, 전지 성능 테스트를 수행하며, 그 결과는 도6과 같다.
전리튬화 필름을 제조하는 방법은 실시예1과 동일하다.
상술된 구체적 실시방식은 본 발명의 목적, 기술방안 및 유익한 효과에 대한 보다 상세한 설명이며, 상기 설명은 본 발명의 청구범위를 제한하는 것이 아닌 본 발명의 구체적 실시방식일 뿐으로, 본 발명의 취지와 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 등가의 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 청구범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (9)

  1. 폴리프로필렌(PP)필름, 폴리에틸렌(PE)필름, 부직포 다이어프램, 섬유 다이어프램, 세라믹 다이어프램, 고체 전해질 다이어프램으로 이루어지는 군 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 기저필름; 및
    상기 기저필름 상에 코팅되는 전리튬화층;을 포함하며,
    상기 전리튬화층은 1wt%-99.99wt%의 전리튬화 재료, 0wt%-98.99wt%의 코팅층 재료, 0.01wt%-10wt%의 바인더, 0%-10wt%의 전도성 첨가제 재료 및 0wt%-2wt%의 분산제와 0wt%-2wt%의 보조제를 포함하고,,
    상기 전리튬화 재료는 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 것으로서, LixMyAz의 화학식로 이루어지되,
    상기 M은 구리, 구리 산화물, 철 및 철 산화물 중 어느 하나로 이루어지며, A는 산소, 황, 불소 및 염소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이고,
    상기 x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족하며,
    상기 기저필름은 폴리프로필렌 PP필름, 폴리에틸렌 PE필름, 부직포 다이어프램, 섬유 다이어프램, 세라믹 다이어프램, 고체 전해질 다이어프램 중 하나 또는 복수의 복합물을 포함하고,
    상기 코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열전도성 재료, 전도성 재료 중 하나 또는 복수의 조합을 포함하며,
    상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중 하나 또는 복수의 혼합물이고,
    상기 전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙, 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, 기상법 탄소섬유 VGCF, 전도성 흑연 KS-6, 카본 블랙 SUPER-P 중 하나 또는 복수의 혼합물이며,
    상기 분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제 중 하나 또는 복수이고,
    상기 보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합인 것을 특징으로 하는 전리튬화 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LixMyAz 는,
    Li x Cu y Oz, Li x CuO y Fz, Li x Fe y Oz, Li x FeO y Fz, Li x FeO y Sz, Li x Cu y Clz 및 Li x Fe y Sz 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전리튬화 필름.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전리튬화 재료는 구형, 타원체형 또는 불규칙한 다각형 입자이며, 크기는 50nm-5000nm인 것을 특징으로 하는 전리튬화 필름.
  5. 삭제
  6. 분산제, 바인더, 전도성 첨가제 및 보조제와 용매를 필요한 비율로 사전 교반 탱크에 첨가하고, 완전히 용해시켜 제1혼합물을 얻는 단계;
    그 중 상기 용매는 탈이온수, N-메틸피롤리돈 NMP, 알코올 또는 디메틸포름아미드 DMF를 포함하는 극성 용매이며,
    상기 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 스티렌 부타디엔 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 알긴산 나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리우레탄, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨, 폴리아크릴아미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌 중의 하나 또는 복수의 혼합물이며,
    상기 전도성 첨가제는 카본블랙, 전도성 흑연, 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 아세틸렌 블랙, 케천 블랙, 그래핀, 금속 실버, 금속 골드, 기상법 탄소섬유 VGCF, KS-6, SUPER-P 중 하나 또는 복수의 혼합물이며,
    상기 분산제는 소듐 폴리아크릴레이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 도데실 설페이트, 헥사메타인산나트륨, 폴리 아크릴산, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리에틸렌 글리콜, 포타슘 폴리아크릴레이트, 옥타페닐 폴리옥시에틸렌 또는 설포네이트 플루오라이드 분산제 중의 하나 또는 복수이며,
    상기 보조제는 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일, 폴리에테르, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 소듐 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르 카복실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 소듐 알킬벤젠 설포네이트, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 또는 폴리옥시에틸렌 아미드중 하나 또는 복수의 조합이며,
    필요한 비율에 따라 전리튬화 재료 및 코팅층 재료를 상기 제1혼합물에 점차적으로 첨가하고, 교반 속도 10-5000rpm으로 고속 교반 분산을 진행하여 제2혼합물을 얻는 단계;
    그 중 상기 전리튬화 재료는 전압 제어 하에서 전기화학 반응을 일으켜 리튬 이온을 방출하는 것으로서, LixMyAz의 화학식로 이루어지되,
    상기 M은 구리, 구리 산화물, 철 및 철 산화물 중 어느 하나로 이루어지며, A는 산소, 황, 불소 및 염소 중 하나 또는 하나 이상의 조합이고,
    상기 x,y,z는 정수 또는 비정수이며 화학식의 전기 이온가 균형을 충족하며,
    그 중 상기 코팅층 재료는 세라믹 재료, 폴리머 재료, 압전 재료, 열전도성 재료, 전도성 재료중 하나 또는 복수의 조합을 포함하며,
    상기 제2혼합물을 스크린으로 여과하여 코팅 슬러리를 얻는 단계;
    상기 코팅 슬러리를 1m/min-100m/min의 속도로 기저필름의 일면 또는 양면에 코팅하고, 40℃-100℃에서 건조시켜 전리튬화 필름을 얻는 단계;를 포함하고,
    그 중 상기 기저필름은 PP필름, PE필름, 부직포 필름 또는 섬유 필름 중 임의의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬화 필름의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅 슬러리가 1m/min-100m/min의 속도로 기저필름의 일면 또는 양면에 코팅되기 전, 상기 방법은 상기 기저필름에 코로나 처리를 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 청구항 1, 2 및 4 중 어느 하나의 전리튬화 필름에 대한 전리튬화 처리방법에 있어서,
    상기 전리튬화 필름을 다이어프램 재료로 리튬 전지를 조립하며, 그중 전리튬화층으로 코팅된 한 측을 양극 극편에 근접시켜 조립하는 단계,
    조립된 리튬 전지를 충전 화성시키는 단계,
    그 중 상기 리튬 전지는 구조적 구성에 따라 분류되고, 액체 상태 리튬 전지, 준고체 리튬 전지, 전고체 리튬 전지중 하나 또는 복수를 포함하며,
    상기 리튬 전지는 외형 구조에 따라 분류되고, 원주형 리튬 전지, 사각형 리튬 전지, 소프트 팩 리튬 전지, 적층 리튬 전지, 버튼 리튬 전지중 하나 또는 복수를 포함하며,
    상기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전리튬화 처리를 진행하는 방법.
  9. 청구항 1, 2 및 4 중 어느 하나의 전리튬화 필름을 포함하는 리튬 전지.
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