KR20220012623A - 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220012623A
KR20220012623A KR1020200091625A KR20200091625A KR20220012623A KR 20220012623 A KR20220012623 A KR 20220012623A KR 1020200091625 A KR1020200091625 A KR 1020200091625A KR 20200091625 A KR20200091625 A KR 20200091625A KR 20220012623 A KR20220012623 A KR 20220012623A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current collector
solid
state battery
solid electrolyte
metal
Prior art date
Application number
KR1020200091625A
Other languages
English (en)
Inventor
이정필
한혜은
하회진
조성주
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200091625A priority Critical patent/KR20220012623A/ko
Priority to US18/014,065 priority patent/US20230268516A1/en
Priority to EP21846968.2A priority patent/EP4187671A1/en
Priority to PCT/KR2021/009519 priority patent/WO2022019694A1/ko
Priority to JP2022561185A priority patent/JP2023521736A/ja
Priority to CN202180021990.5A priority patent/CN115336074A/zh
Publication of KR20220012623A publication Critical patent/KR20220012623A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/281—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/287—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/30—Nickel accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본원발명은 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 두께가 5㎛ 미만의 집전체를 고체전해질에 열처리를 하여 상기 집전체와 고체전해질 사이의 계면 저항을 개선하며, 전고체전지 전체의 크기를 줄여줄 수 있는 전고체전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법{All solid battery having a thin-film current collector and manufacturing method thereof}
본원발명은 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 박막 집전체를 사용하여 전고체전지의 전체 용량을 높이 향상시키면서, 상기 집전체와 고체전해질 사이의 계면저항을 개선하기 위한 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전해액을 사용하는 이차전지는 충방전시 소모되는 전해액으로 인해 수명이 단축되거나, 전해액의 누액 또는 연소로 인해 과열되거나 폭발하는 문제가 있다.
이차전지의 안전성을 향상시키기 위해 퓨즈나 보호회로 등의 안전장치를 구비하는 등의 다양한 방안들이 고려되었다. 원초적인 문제를 해결하기 위해 액상의 전해액을 고상으로 변경한 전고체전지가 제시되고 있다.
전고체전지는 기존의 이차전지와 달리 고체전해질을 포함하는 고체전해질층의 양면에 양극과 음극이 형성되며, 상기 고체전해질층이 분리막의 역할도 수행한다.
전고체전지는 액상의 전해액 대신 고체전해질을 사용하기 때문에 온도변화에 따른 전해액의 증발 또는 외부 충격에 의한 누액이 없어 폭발 및 화재로부터 안전하다. 전고체전지는 액체전해질을 사용하는 이차전지보다 이온전도도가 낮고, 양극, 음극 및 고체전해질층 사이의 계면형성이 용이하지 않아 계면저항이 높은 단점이 있다. 이러한 문제로 인해 전고체전지는 수명과 출력이 떨어지는 단점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전고체전지의 모식도이다.
도 1에서 볼 수 있듯 종래기술에 따른 리튬 이차전지는 양극 집전체(11) 및 이의 양면에 코팅된 양극 활물질층(12)을 가지고 있는 양극(10), 고체전해질층(20), 음극 집전체(31) 및 이의 양면에 코팅된 음극 활물질층(32)을 가지고 있는 음극(30)을 가진다. 도 1과 달리 음극은 리튬 이차전지의 전체적인 용량을 향상시키기 위해 별도의 음극 활물질층(32)이 없이 음극 집전체 단독 혹은 리튬 금속을 사용하여 리튬 플레이팅과 스트리핑 기작으로 사용할 수도 있다.
종래기술에 따른 리튬 이차전지는 전지의 상부 및 하부에서 압력(F)을 가해 양극(10), 고체전해질층(20) 및 음극(30) 사이의 계면 저항을 줄인다. 상기 양극(10), 고체전해질층(20) 및 음극(30)이 균일하지 않을 경우, 가압만으로 계면 저항을 감소시키기 어렵고, 계면 저항이 다른 부분에서 충전 중 리튬 덴드라이트 성장에 의한 쇼트가 발생할 수도 있다. 외부 충격 등으로 인해 상기 양극(10), 고체전해질층(20) 및 음극(30)이 이동하게 될 경우, 전지가 작동하지 않는다. 특히, 고에너지 밀도 달성을 위해 양극의 용량이 늘어남에 따라 충전시 증착되는 리튬의 양도 비례하여 증가하고, 이로 인해 쇼트 발생 확률이 늘어나게 된다.
한편, 전지의 에너지밀도를 증가시키기 위해 Li plating/stripping을 이용한 전지의 연구가 지속되고 있다. 이 때, 사용되는 집전체는 일반적으로 10㎛ 내외의 두께를 가져 추가 박막화를 통한 에너지 밀도 개선이 필요하다.
특허문헌 1은 전도성 및 전자 전도성, 리튬이온 전도성을 향상시키기 위해 양극, 고체전해질층, 음극으로 이루어진 적층체를 가압하고 있으나, 충전 중 리튬 덴드라이트에 의한 단위 셀의 셀 쇼트 현상을 방지하는 점에 대해서는 인식하고 있지 않다.
특허문헌 2 또한 계면저항을 감소시키기 위해 양극, 고체전해질층, 음극으로 이루어진 적층체를 가압하고 있으나, 충전 중 리튬 덴드라이트에 의한 응력을 감소시켜 단위 셀의 안전성을 향상하고자 하는 점에 대해서는 인식하고 있지 않다.
일본 공개특허공보 제2018-181451호(2018.11.15) 일본 공개특허공보 제2019-200890호(2019.11.21)
본원발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 박막 집전체를 사용하면서 상기 집전체를 사용하는 전극 및 고체전해질층 사이의 계면 저항을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
또한 박막 집전체를 사용하여 전지의 크기 대비 용량을 증가시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본원발명에 따른 전고체전지는 양극, 고체전해질, 음극을 포함하고, 상기 양극 또는 음극은 두께가 5㎛ 미만의 집전체로 이루어져 있고, 상기 집전체는 상기 고체전해질층과 직접 대면하는 것을 특징으로 한다.
상기 집전체는 친리튬 성향을 갖는 금속을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 친리튬 성향을 갖는 금속은 Au, Ag, Pt, Zn, Si 및 Mg을 포함하는 금속, 및 CuO, ZnO, CoO 및 MnO를 포함하는 금속산화물을 포함하는 그룹에서 선택되는 물질 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
이 때, 상기 집전체는 리튬 금속을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
상기 집전체는 상기 고체전해질층과 함께 열처리될 수 있다.
또한 상기 집전체는 증착 및 전사과정을 통해 형성될 수 있다.
상기 전고체전지는 니켈-카드뮴, 니켈 망간, 니켈-수소, 금속 공기전지와 같이 리튬을 사용하지 않는 전지일 수 있다.
본원발명은 상기 기재에 따른 전고체전지용 중 어느 하나를 제조하기 위한 전고체전지 제조방법으로서, S1) 이형필름에 집전체용 금속을 증착하여 집전체를 형성하는 단계 및 S2) 상기 단계 S1)의 집전체를 고체전해질층에 전사한 후 열처리하여 전극조립체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 단계 S2) 이후 또는 상기 단계 S2)의 열처리 전에, 상기 이형필름을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 S2) 단계에서 전사와 열처리는 동시에 이루어질 수 있다.
상기 이형필름은 상기 금속이 증착하는 증착면을 코팅 또는 표면처리한 것일 수 있다.
상기 S1) 단계에서의 증착은 진공 증착법, 화학 증착법, 화학기상증착법 및 물리 증착법 중 하나일 수 있다.
본원발명은 상기에서 언급된 전고체전지를 포함하는 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있다. 또한 상기 전고체전지가 장착된 디바이스일 수 있다.
본원발명은 상기와 같은 구성들 중 상충되지 않는 구성을 하나 또는 둘 이상 택하여 조합할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 전고체전지는 박막 집전체를 고체전해질층에 열처리하여 계면저항을 감소시켜 전고체전지의 성능을 향상시킨다.
또한 집전체의 두께가 얇아 전고체전지의 크기 대비 용량이 향상된다.
도 1은 종래기술에 따른 전고체전지의 모식도이다.
도 2는 본원발명에 따른 전고체전지의 모식도이다.
도 3은 본원발명에 따른 전고체전지 제조방법의 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
또한, 모든 수치 범위는 명확하게 제외한다는 기재가 없는 한, 양 끝의 값과 그 사이의 모든 중간 값을 포함한다.
본원발명에 따른 전고체전지는 양극, 고체전해질층, 음극을 포함하고, 상기 양극 또는 음극은 두께가 5㎛ 미만의 집전체로 이루어져 있으며, 상기 집전체가 상기 고체전해질층과 직접 대면하여 있다.
도 2는 본원발명에 따른 전고체전지의 모식도이다.
본원발명에 따른 전고체전지는 양극(100)이 두께가 5㎛ 미만의 양극 집전체(110)로 이루어져 있고, 상기 양극 집전체(110)가 상기 고체전해질층(200)과 직접 대면하여 있거나, 음극이 두께가 5㎛ 미만의 음극 집전체(300)로 이루어져 있고, 상기 음극 집전체(300)가 상기 고체전해질층(200)과 직접 대면하여 있거나, 양극(100) 및 음극이 모두 두께가 5㎛ 미만의 전극 집전체로 이루어져 있고, 상기 전극 집전체가 상기 고체전해질층(200)과 직접 대면하여 있을 수 있다. 박막 집전체를 사용하지 않은 양극 및 음극이 모두 가능하나 이하에서는 도 2를 기준으로 음극에만 박막 집전체를 사용하는 경우를 기준으로 설명한다. 박막 집전체를 양극에도 적용할 수 있음은 자명하다.
도 2에서 볼 수 있듯 본원발명에 따른 전고체전지는 양극 집전체(110) 및 이의 적어도 일면에 코팅되어 있는 양극 활물질층(120)을 포함하는 양극(100), 고체전해질층(200) 및 음극 집전체(300)로 이루어진 음극으로 이루어져 있다. 상기 양극이 양극 집전체(110) 및 상기 고체전해질(200) 비대면에 양극 활물질(120)이 존재하고, 상기 음극은 음극 집전체(300)의 적어도 일면에 도포되어 있는 음극 활물질층으로 이루어진 경우도 있으나, 상기 양극 및 음극 모두 전극 집전체로 이루어진 경우도 가능하다.
상기 양극(100)은, 예를 들어, 양극 집전체(110)에 양극 활물질 입자들로 구성된 양극 활물질과, 도전재 및 바인더가 혼합된 양극 합제를 도포하여 양극 활물질층(120)을 형성하는 방법으로 제조될 수 있고, 필요에 따라서는 상기 양극 합제에 충진제를 더 첨가할 수 있다. 또한 상기 양극(100)을 도 2와 달리 양극 집전체(110)만을 사용할 수도 있다.
상기 양극 집전체(110)는 일반적으로 3㎛ 내지 500㎛의 두께로 제조된다. 다만, 상기 양극 집전체(110)만을 상기 고체전해질층에 열처리하는 경우, 상기 양극 집전체(110)의 두께는 5㎛ 미만일 수 있다.
상기 양극 집전체(110)는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티타늄 또는 은으로 표면처리 한 것 중에서 선택되는 하나를 사용할 수 있고, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 양극 활물질층(120) 내에 포함되는 양극 활물질은, 예를 들어, 상기 양극 활물질 입자 외에, 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 내지 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiV3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 내지 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 내지 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등으로 구성될 수 있으며, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 활물질층(120)은 상기 양극 집전체(110)의 적어도 일면에 위치할 수 있다. 이 때, 상기 양극 집전체(110)를 본원발명의 집전체로 대치하는 경우, 상기 양극 활물질층(120)은 상기 양극 집전체(110)의 상기 고체전해질층(200) 비대면에만 위치할 수 있다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 30중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 양극(100)에 포함되는 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 30중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 고체전해질층(200)은 유기 고체전해질이나 무기 고체전해질 등이 사용될 수 있으나 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 고체전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 설파이드, 폴리비닐알코올, 폴리불화비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체전해질로는, 황화물계 고체전해질, 산화물계 고체전해질을 일례로 들 수 있다.
산화물계 고체전해질로서는, 예를 들면 Li6.25La3Zr2Al0.25O12, Li3PO4, Li3+xPO4-xNx(LiPON), Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, 등의 Li의 질화물, 할로겐화물 등이 사용될 수 있다.
상기 황화물계 고체전해질은 본원발명에서 특별히 한정하지 않으며 리튬 전지 분야에서 사용하는 공지된 모든 황화물계 재질이 가능하다. 상기 황화물계 재질은 시판되는 것을 구입하여 사용하거나, 비정질 황화물계 재질을 결정화 공정을 거쳐 제조된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 상기 황화물계 고체전해질은 결정계 황화물계 고체전해질, 비정질계 황화물계 고체전해질, 및 이들 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 복합 화합물의 예로는 황-할로겐 화합물, 황-저마늄 화합물, 황-실리콘 황화물이 있으며, 구체적으로 SiS2, GeS2, B2S3 등의 황화물을 포함할 수 있고, Li3PO4이나 할로겐, 할로겐 화합물 등이 첨가되어 있을 수 있다. 바람직하게는 10-4 S/cm 이상의 리튬 이온전도도를 구현할 수 있는 황화물계 전해질을 사용할 수 있다.
대표적으로, Li6PS5Cl (LPSCl), Thio-LISICON(Li3.25Ge0.25P0.75S4), Li2S-P2S5-LiCl, Li2S-SiS2, LiI-Li2S-SiS2, LiI-Li2S-P2S5, LiI-Li2S-P2O5, LiI-Li3PO4-P2S5, Li2S-P2S5, Li3PS4, Li7P3S11, LiI-Li2S-B2S3, Li3PO4-Li2S-Si2S, Li3PO4-Li2S-SiS2, LiPO4-Li2S-SiS, Li10GeP2S12, Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3, Li7P3S11 등을 포함한다
본원발명에 따른 음극은 음극 집전체(300)만을 사용하거나 상기 양극(100)이 양극 집전체(110)만을 사용하는 경우, 음극 집전체(300)의 적어도 일면에 음극 활물질을 도포한 음극을 사용할 수 있다.
상기 음극을 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질을 도포한 음극을 사용하는 경우, 상기 음극 집전체(300)는 일반적으로 3㎛ 내지 500㎛의 두께로 만들어질 수 있다. 이러한 음극 집전체(300)는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체(110)와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 음극을 음극 집전체(300)만을 사용하는 경우, 상기 음극 집전체(300)는 두께가 5㎛ 미만이고, 상기 음극 집전체(300)는 상기 고체전해질층(200)에 직접 대면하고 있다.
상기 음극 집전체(300)는 친리튬 성향을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 상기 친리튬 성향을 갖는 금속은 Au, Ag, Pt, Zn, Si 및 Mg을 포함하는 금속, 및 CuO, ZnO, CoO 및 MnO를 포함하는 금속산화물을 포함하는 그룹에서 선택되는 물질 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 음극 집전체(300)가 친리튬 성향을 갖는 금속을 가지고 있음으로써 상기 전고체전지 내부에서 발생하는 리튬 덴드라이트 형성 위치를 조절할 수 있게 된다.
상기 음극 집전체(300)는 고체전해질층(200)과 함께 열처리된 것일 수 있다. 상기 음극 집전체(300)가 상기 고체전해질층(200)과 열처리되는 경우, 상기 음극 집전체(300)와 상기 고체전해질층(200) 사이의 계면저항이 감소된다. 이 때, 상기 음극 집전체(300)는 별도로 형성된 후 상기 고체전해질층(200)과 열처리되기 때문에, 상기 음극 집전체(300)와 상기 고체전해질층(200)은 서로 반응하지 않는다. 물론 상기 음극 집전체(300)를 바로 고체전해질층(200)에 증착하는 것도 가능하다.
상기 양극 집전체(110) 또는 음극 집전체(300)는 리튬 금속을 포함하지 않을 수 있다. 이는 상기 양극 집전체(110) 또는 음극 집전체(300)의 두께가 5㎛ 미만인 점을 고려하여 보았을 때, 리튬 덴드라이트 형성을 조절하여도, 고체전해질층(200)이 손상되어 쇼트가 발생될 가능성이 있기 때문이다. 이에, 상기 전고체전지는 니켈-카드뮴, 니켈-망간, 니켈-수소, 금속 공기전지와 같이 리튬을 사용하지 않는 전고체전지일 수 있다.
도 3은 본원발명에 따른 전고체전지 제조방법의 모식도이다.
도 3과 같이 본원발명에 따른 전고체전지는 S1) 이형필름(320)에 집전체용 금속(310)을 증착하여 집전체를 형성하는 단계, S2) 상기 단계 S1)의 집전체를 고체전해질층(200)에 전사한 후 열처리하여 전극조립체를 형성하는 단계 및 S3) 상기 전극조립체에서 이형필름(320)을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 집전체용 금속(310)은 상기 언급된 양극 집전체 또는 음극 집전체로 사용된 금속을 사용할 수 있다. 집전체용 금속(310)에 관하여는 상기에서 언급하였으므로 생략한다. 상기 이형필름(320)은 알려져 있는 모든 이형필름을 사용할 수 있다. 일례로, 상기 이형필름(320)은 상기 집전체용 금속(310)을 증착시 손상이 없고 상기 집전체용 금속(310)을 박리할 때 잔여물이 남지 않도록 표면 조도가 낮고 용이하게 박리할 수 있는 물질이면 어느 것이든 사용할 수 있다. 일례로, 상기 이형필름(320)은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(ethylenevinyl alcohol), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 등의 합성 수지 필름, 금속박 등으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 이형필름(320)은 상기 집전체용 금속(310)을 박리할 때 잔여물이 남지 않도록 적어도 집전체용 금속(310) 대면에 코팅 또는 표면처리를 한 것일 수 있다. 상기 표면처리의 일례로는 플라즈마 처리, 술폰화 처리와 같은 표면 개질 처리 또는 실리콘 처리, 긴 고리형 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리처리를 들 수 있다. 또한, 상기 이형필름(320)은 상기 전극조립체에서 이형필름(320)을 제거하는 S3) 단계를 거치지 않도록 하기 위해 열처리 등에 의해 증발하는 소재를 사용할 수도 있다.
또한 상기 이형필름(320)은 상기 집전체용 금속(310)을 떼어내는 공정을 용이하게 수행하기 위해 양면의 접착력이 다를 수 있다. 이 때, 상기 집전체용 금속(310) 대면의 접착력이 그 타면의 접착력보다 약할 수 있다.
상기 S1) 단계에서의 증착은 진공 증착법, 화학 증착법, 화학기상증착법 및 물리 증착법, 물리 기상 증착법, 열증착법, 전자빔 증발법 또는 스퍼터링법 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에서 사용되는 증착법을 다양하게 사용할 수 있다.
상기 S2) 단계에서는 상기 집전체를 고체전해질층(200)에 전사한 후 열처리하여 전극조립체를 형성한다. 이 때, 상기 전사와 열처리는 동시에 이루어질 수 있다. 상기 전사는 롤 프레스와 같은 장치를 이용할 수 있다. 이 때, 롤 프레스는 가열 및 가압을 동시에 수행할 수 있다.
이 때, 상기 집전체와 상기 고체전해질층(200)에 가해지는 온도는 40℃ 내지 200℃일 수 있다. 바람직하게는 상기 온도는 100℃ 내지 150℃일 수 있다. 상기 온도가 40℃ 미만인 경우, 집전체와 고체전해질층(200) 사이의 접촉이 원하는 수준이 되지 않고, 200℃를 초과하는 경우, 부반응 등의 물질의 변성, 혹은 바인더의 성능이 감소해 접착력이 감소하고, 고체전해질층(200)이 변형될 우려가 있어 바람직하지 않다.
이 때, 열처리 시간은 약 6시간 내지 48시간 일 수 있다. 가장 바람직한 범위는 약 12시간 내지 24시간일 수 있다. 상기 시간이 6시간 미만일 경우 열처리에 의한 개선 효과가 미미하고, 2일 이상인 경우 공정성이 저하되어 바람직하지 않다.
이 때 가해지는 압력은 약 1 내지 약 3톤일 수 있다. 이 때, 가장 바람직한 범위는 약 1.5 내지 약 2톤일 수 있다. 상기 압력이 3톤을 초과하는 경우, 고체전해질이 손상을 될 수 있고, 상기 압력이 1톤 미만일 경우, 상기 집전체와 고체전해질층(200) 사이의 계면저항 감소효과가 미미하다.
가압 시간은 약 1 내지 약 24시간일 수 있다. 이 때, 가장 바람직한 범위는 약 1.5 내지 약 2.5분 일 수 있다. 가압시 시간이 24시간을 초과하면, 고체전해질층(200)의 구조적 변형을 야기시킬 수 있고, 가압시 시간이 1분 미만인 경우, 상기 집전체와 고체전해질층(200) 사이의 계면저항 감소효과가 미미하다.
상기 S3) 단계에서는 상기 전극조립체에서 이형필름(320)을 제거하는 단계를 거친다. 상기 이형필름(320)은 롤 또는 상기 이형필름(320)과의 접착력이 좋은 기계에 붙어 상기 집전체용 금속(310)을 박리시킬 수 있다. 상기 이형필름(320)은 상기 집전체용 금속(310) 대면과 그 타면의 접착력의 차이로 인해 상기 집전체용 금속(310)이 박리될 수 있다. 또한 상기 이형필름(320)은 상기에서 언급된 바와 같이 열처리 등에 의해 증발하는 소재를 사용하여 상기 S2) 단계의 열처리로 증발될 수도 있다.
이하에서는 본원발명에 따른 실험예와 종래기술에 따른 비교예를 비교한 실험예를 통해 본원발명을 설명하고자 한다.
(실험예 1)
PET 이형필름에 각 1㎛ 또는 2㎛의 두께로 코팅한 은(제조예 1, 제조예 2), PET 이형필름에 1㎛의 두께로 코팅한 금(제조예 3), 층착하지 않은 니켈 호일(제조예 4), 증착하지 않은 SUS304 호일(제조예 5)의 전기전도도를 비교하여 하기 표 1에 나타냈다. 상기 전도도는 5X5㎠ 크기의 각 샘플을 4-point probe 장비를 사용하여 측정하였다. 이 때, 각 부분을 25 구획으로 나눠 측정한 값의 평균 저항(Rs) 값으로 전기전도도를 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
표 1에서 볼 수 있듯 리튬에 친화적인 은을 박막화 한 경우, 일반적인 니켈 집전체와 유사한 수준의 저항 값을 나타낸다. 특히 1㎛ 두께의 은을 이형필름에 증착한 경우, 매우 얇은 두께임에도 불구하고 SUS304 집전체보다 매우 우수한 전기전도도를 보이고 있다.
따라서 PET 이형 필름에 코팅한 은 및 PET 이형 필름에 코팅한 금 또한 니켈이나 SUS304dhk 같이 집전체로서의 역할을 수행할 수 있음을 알 수 있다.
(실험예 2)
상기 제조예 1의 집전체와 고체전해질층을 접합한 후, 열처리 전과 100℃에서 12시간 동안 진공상태에서 열처리 후의 계면저항을 측정하여 표 2에 나타냈다. 상기 고체전해질층은 고체전해질인 아기로다이트(Li6PS5Cl)와 바인더인 PTEF를 95 : 5의 중량비로 아니솔에 분산 및 교반하여 고체전해질층 슬러리를 형성하고 이를 PET 이형 필름에 코팅한 후, 100℃에서 12시간 동안 진공 건조하여 고체전해질층을 형성하였다.
Figure pat00002
(실험예 3)
상기 실험예 1 및 실험예 2를 기반으로, 실험예 3에서는 하기의 양극, 고체전해질층 및 하기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 음극을 포함하는 전고체전지를 사용하여 실험하였다.
상기 양극은, 양극 활물질인 NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2), 고체전해질인 아기로다이트(Li6PS5Cl)와 도전재인 카본, 바인더인 PTFE를 77.5 : 19.5 : 1.5 : 1.5mdl 중량비로 아니솔에 분산 및 교반하여 양극 슬러리를 형성하였다. 상기 양극 슬러리를 14㎛ 두께의 알루미늄 집전체에 닥터 블레이드를 이용하여 도포한 후, 100℃에서 12시간 동안 진공 건조하여 양극을 제조하였다.
고체전해질인 아기로다이트(Li6PS5Cl)와 바인더인 PTFE를 95 : 5의 중량비로 아니솔에 분산 및 교반하여 고체전해질층 슬러리를 형성하고, 이를 PET 이형 필름에 코팅한 후 100℃에서 12시간 동안 진공 건조하여 고체전해질층을 형성하였다.
상기 양극, 고체전해질층 및 하기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 음극을 순서대로 적층하여 전지를 제작하였다.
실험예 3에서는 상기 전고체전지를 사용하여 60℃의 조건에서 최초 1회의 충방전(초기 충전 : CC로 0.05C에서 4.25V, 0.01C에서 cut off, 초기 방전 : CC로 0.05C에서 3V까지 방전)하여 출력 효율 및 셀 쇼트 발생 비율을 측정하여, 표 3에 나타냈다.
(실시예 1)
실시예 1에서는 제조예 1을 음극으로 사용하여 전극조립체 제조 후 100℃에 12시간 동안 열처리하였다.
(비교예 1)
비교예 1에서는 제조예 4의 11㎛ 두께의 니켈을 적층하여 음극으로 사용하였다.
(비교예 2)
비교예 2에서는 제조예 1을 음극으로 사용하여 전극조립체 제조 후 별도의 열처리 과정을 거치지 않았다.
Figure pat00003
상기 표 3에서 볼 수 있듯, 본원발명과 같이 열처리한 전지의 경우 개선된 계면 저항으로 충전 및 방전 용량이 비교예 2의 열처리를 하지 않은 경우보다 우수하게 나타났다. 뿐만 아니라 집전체를 리튬 친화적인 물질을 사용함으로서 충전시 발생되는 쇼트 발생 비율도 저감할 수 있었다.
또한 상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 집전체를 비교하여 볼 때, 실시예 1은 비교예 1 대비 두께 비율이 9% 밖에 되지 않아, 비교예 대비 셀의 두께가 비교예 1보다 얇을 뿐만 아니라, 양극 50㎛, 고체전해질층 30㎛일 때, 비교예 1 대비 개선되는 에너지밀도가 12.3%인 것을 알 수 있다.
본원발명은 또한, 상기 전고체전지를 포함하는 전지 모듈, 전지팩 및 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기와 같은 전지팩 및 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
상기 디바이스는, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
10, 100 : 양극
11, 110 : 양극 집전체
12, 120 : 양극 활물질층
20, 200 : 고체전해질층
30, 300 : 음극 집전체
31 : 음극 집전체
310 : 집전체용 금속
32 : 음극 활물질층
320 : 이형필름
F : 압력

Claims (12)

  1. 양극, 고체전해질층, 음극을 포함하는 전고체전지에 있어서,
    상기 양극 또는 음극은 두께가 5㎛ 미만의 집전체로 이루어져 있고, 상기 집전체는 상기 고체전해질층과 직접 대면하는 전고체전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는 친리튬 성향을 갖는 금속을 포함하는 전고체전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 친리튬 성향을 갖는 금속은 Au, Ag, Pt, Zn, Si 및 Mg을 포함하는 금속, 및 CuO, ZnO, CoO 및 MnO를 포함하는 금속산화물을 포함하는 그룹에서 선택되는 물질 중 적어도 하나 이상인 전고체전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는 리튬 금속 포함하지 않는 전고체전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는 상기 고체전해질층과 함께 열처리된 것인 전고체전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는 증착 및 전사과정을 통해 형성되는 전고체전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전고체전지는 니켈-카드뮴, 니켈-망간, 니켈-수소, 금속 공기전지와 같이 리튬을 사용하지 않는 전고체전지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전고체전지의 제조방법에 있어서,
    S1) 이형필름에 집전체용 금속을 증착하여 집전체를 형성하는 단계; 및
    S2) 상기 단계 S1)의 집전체를 고체전해질층에 전사한 후 열처리하여 전극조립체를 형성하는 단계를 포함하는 전고체전지의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 S2) 이후 또는 상기 단계 S2)의 열처리 전에, 상기 이형필름을 제거하는 단계를 포함하는 전고체전지 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 S2) 단계에서 전사와 열처리는 동시에 이루어지는 전고체전지 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 이형필름은 상기 금속이 증착하는 증착면을 코팅 또는 표면처리한 것인 전고체전지 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 S1) 단계에서의 증착은 진공 증착법, 화학 증착법, 화학기상증착법 및 물리 증착법 중 하나인 전고체전지 제조방법.
KR1020200091625A 2020-07-23 2020-07-23 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법 KR20220012623A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200091625A KR20220012623A (ko) 2020-07-23 2020-07-23 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법
US18/014,065 US20230268516A1 (en) 2020-07-23 2021-07-23 All-solid-state battery including thin film current collector and method of manufacturing the same
EP21846968.2A EP4187671A1 (en) 2020-07-23 2021-07-23 All-solid-state battery comprising thin film current collector and method for manufacturing same
PCT/KR2021/009519 WO2022019694A1 (ko) 2020-07-23 2021-07-23 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법
JP2022561185A JP2023521736A (ja) 2020-07-23 2021-07-23 薄膜集電体を含む全固体電池及びその製造方法
CN202180021990.5A CN115336074A (zh) 2020-07-23 2021-07-23 包括薄膜集流体的全固态电池及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200091625A KR20220012623A (ko) 2020-07-23 2020-07-23 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220012623A true KR20220012623A (ko) 2022-02-04

Family

ID=79729875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200091625A KR20220012623A (ko) 2020-07-23 2020-07-23 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230268516A1 (ko)
EP (1) EP4187671A1 (ko)
JP (1) JP2023521736A (ko)
KR (1) KR20220012623A (ko)
CN (1) CN115336074A (ko)
WO (1) WO2022019694A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018181451A (ja) 2017-04-04 2018-11-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層型全固体電池およびその製造方法
JP2019200890A (ja) 2018-05-15 2019-11-21 トヨタ自動車株式会社 電極層の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1266787C (zh) * 2001-04-24 2006-07-26 松下电器产业株式会社 二次电池及其制造方法
US8691447B2 (en) * 2008-02-25 2014-04-08 Alliance For Sustainable Energy, Llc Homogeneous, dual layer, solid state, thin film deposition for structural and/or electrochemical characteristics
WO2013131005A2 (en) * 2012-03-01 2013-09-06 Excellatron Solid State, Llc High capacity solid state composite cathode, solid state composite separator, solid-state rechargeable lithium battery and methods of making same
KR101446677B1 (ko) * 2012-05-15 2014-10-01 스템코 주식회사 전 고체 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법
CN111886728A (zh) * 2018-01-09 2020-11-03 密执安州立大学董事会 包覆有锂离子导电固体电解质的集电器
KR20200091625A (ko) 2019-01-23 2020-07-31 삼성전자주식회사 생체 신호 측정 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018181451A (ja) 2017-04-04 2018-11-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層型全固体電池およびその製造方法
JP2019200890A (ja) 2018-05-15 2019-11-21 トヨタ自動車株式会社 電極層の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230268516A1 (en) 2023-08-24
WO2022019694A1 (ko) 2022-01-27
CN115336074A (zh) 2022-11-11
EP4187671A1 (en) 2023-05-31
JP2023521736A (ja) 2023-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110416629B (zh) 全固体电池
JP3661945B2 (ja) 二次電池用正極およびそれを備えた二次電池
US20130302698A1 (en) Nonaqueous electrolyte battery
WO2022031829A1 (en) Method for production of laminated solid electrolyte-based components and electrochemical cells using same
JP2020140932A (ja) 全固体電池及びその製造方法
EP4220750A1 (en) Solid-state battery anode comprising polymer layer for preventing micro-short circuit, and solid-state battery comprising same
US20220328864A1 (en) Method of manufacturing lithium metal unit cell for all-solid-state batteries and unit cell manufactured using the same
KR20220012623A (ko) 박막 집전체를 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법
US11522169B2 (en) Sulfide-based all-solid-state battery including surface heat-treated positive electrode active material and method of manufacturing the same
CN114583245B (zh) 全固体二次电池
KR20220005334A (ko) 도전재가 코팅된 고분자층으로 구성된 전극을 포함하는 전고체전지 및 이의 작동방법
KR20220060186A (ko) 음극보다 면적이 넓은 양극을 포함하는 전고체전지 및 이의 제조방법
KR20220061439A (ko) 다공성 집전체를 포함하는 바이폴라 전고체전지
US20230223588A1 (en) All-solid-state battery including two kinds of solid electrolyte layers
WO2023223581A1 (ja) 電池
US20230402655A1 (en) Bipolar all-solid-state battery including porous support layer
JP7467690B2 (ja) 二次電池の製造方法
WO2023223582A1 (ja) 電池および電池の製造方法
US20220069420A1 (en) All-solid secondary battery
US20240154126A1 (en) Sulfide-based bipolar solid-state battery enabled by dry process
KR20220047106A (ko) 미세 쇼트 방지를 위한 금속-고분자층을 포함하는 전고체전지용 음극 및 이를 포함하는 전고체전지
KR20220040179A (ko) 미세 쇼트 방지를 위한 고분자층을 포함하는 전고체전지용 음극 및 이를 포함하는 전고체전지
KR20220011408A (ko) 다공성 지지체와 집전체 층을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20220057166A (ko) 다공성 지지층을 포함하는 바이폴라 전고체전지
KR20220014767A (ko) 전극, 전극 조립체 및 이차 전지