KR20220086727A - Electrode composite sheet, all-solid-state battery using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극복합체를 구성하는 성분들의 균일하게 분포하면서 전극복합체의 두께를 두껍게 형성한 전극복합체 시트, 그를 이용한 전고체전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 금속 호일 집전체와, 금속 호일 집전체 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 형성된 전극복합체를 포함하는 전고체전지용 전극복합체 시트를 제공한다.The present invention relates to an electrode composite sheet in which the thickness of the electrode composite is formed while uniformly distributing components constituting the electrode composite, an all-solid-state battery using the same, and a manufacturing method thereof. The present invention provides an electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising a metal foil current collector and an electrode composite formed in multiple layers by coating a slurry on the metal foil current collector.

Description

전극복합체 시트, 그를 이용한 전고체전지 및 그의 제조 방법{Electrode composite sheet, all-solid-state battery using the same, and manufacturing method thereof}Electrode composite sheet, all-solid-state battery using same, and manufacturing method thereof

본 발명은 전고체전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 균일하고 두꺼운 전극복합체를 구비하는 전극복합체 시트, 그를 이용한 전고체전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an all-solid-state battery, and more particularly, to an electrode composite sheet having a more uniform and thick electrode composite, an all-solid-state battery using the same, and a manufacturing method thereof.

전기자동차 및 대용량 전력 저장장치의 요구가 높아지면서 이를 충족시키기 위한 다양한 전지의 개발이 이루어져 왔다.As the demand for electric vehicles and large-capacity power storage devices increases, various batteries have been developed to satisfy them.

리튬 이차전지는 다양한 이차전지 중에서 에너지밀도 및 출력 특성이 가장 우수하여 널리 상용화되었다. 리튬 이차전지로는 유기용매를 포함하는 액체 타입의 전해질을 포함하는 리튬 이차전지(이하 '액체 타입 이차전지'라 함)가 주로 사용되고 있다.Lithium secondary batteries have been widely commercialized because of their excellent energy density and output characteristics among various secondary batteries. As a lithium secondary battery, a lithium secondary battery (hereinafter referred to as a 'liquid-type secondary battery') including a liquid-type electrolyte containing an organic solvent is mainly used.

하지만 액체 타입 이차전지는 액체전해질이 전극 반응에 의해 분해되어 전지의 팽창을 야기하고 액체전해질의 누출에 의한 발화의 위험성이 지적되고 있다. 이러한 액체 타입 이차전지의 문제점을 해소하기 위해서, 안정성이 우수한 고체전해질을 적용한 리튬 이차전지(이하 '전고체전지'라 함)가 주목받고 있다.However, in the liquid type secondary battery, the liquid electrolyte is decomposed by the electrode reaction, causing the battery to expand, and the risk of ignition due to leakage of the liquid electrolyte is pointed out. In order to solve the problems of the liquid-type secondary battery, a lithium secondary battery (hereinafter referred to as an 'all-solid-state battery') to which a solid electrolyte having excellent stability is applied is attracting attention.

고체전해질은 산화물계와 황화물계로 나눌 수 있다. 황화물계 고체전해질이 산화물계 고체전해질과 비교하여 높은 리튬이온전도도를 가지고, 넓은 전압 범위에서 안정하기 때문에, 전고체전지용 고체전해질로 황화물계 고체전해질을 주로 사용하고 있다.Solid electrolytes can be divided into oxide-based and sulfide-based electrolytes. Since sulfide-based solid electrolytes have high lithium ion conductivity and are stable over a wide voltage range compared to oxide-based solid electrolytes, sulfide-based solid electrolytes are mainly used as solid electrolytes for all-solid-state batteries.

이러한 전고체전지의 고에너지밀도화를 위해서는 활물질, 고체전해질, 도전재 및 바인더로 구성된 전극복합체를 균일하게 제작하고 후막화하는 기술이 중요하다.In order to achieve high energy density of such an all-solid-state battery, a technique for uniformly manufacturing and thickening an electrode composite composed of an active material, a solid electrolyte, a conductive material, and a binder is important.

하지만 기존의 리튬이온전지 방식의 슬러리 믹싱 코팅 방법으로 전극복합체를 제조할 경우, 전극복합체를 구성하는 성분들의 균일하게 분포하면서 전극복합체의 두께를 두껍게 형성하는 데는 한계가 있다.However, when the electrode composite is manufactured by the slurry mixing coating method of the conventional lithium ion battery method, there is a limit to forming a thick electrode composite while uniformly distributing the components constituting the electrode composite.

공개특허공보 제2019-0079135호(2019.07.05.)Unexamined Patent Publication No. 2019-0079135 (2019.07.05.)

따라서 본 발명의 목적은 전극복합체를 구성하는 성분들의 균일하게 분포하면서 전극복합체의 두께를 두껍게 형성한 전극복합체 시트, 그를 이용한 전고체전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode composite sheet in which the thickness of the electrode composite is formed while uniformly distributing the components constituting the electrode composite, an all-solid-state battery using the same, and a manufacturing method thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 호일 집전체; 및 상기 금속 호일 집전체 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 형성된 전극복합체;를 포함하는 전고체전지용 전극복합체 시트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a metal foil current collector; And it provides an electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising a; and an electrode composite formed in multiple layers by coating the slurry on the metal foil current collector.

상기 슬러리는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함한다.The slurry includes an active material, a sulfide-based solid electrolyte, a conductive material, and a binder.

상기 전극복합체는 상기 금속 호일 집전체 위에 적층되는 복수의 단위 전극복합체를 포함한다.The electrode composite includes a plurality of unit electrode composites stacked on the metal foil current collector.

상기 복수의 단위 전극복합체는, 상기 금속 호일 집전체에서 위로 올라갈수록 단위 전극복합체에 포함된 황화물계 고체전해질의 함량이 낮아질 수 있다.In the plurality of unit electrode composites, the content of the sulfide-based solid electrolyte included in the unit electrode composite may decrease as it rises upward from the metal foil current collector.

상기 복수의 단위 전극복합체는, 상기 금속 호일 집전체에서 위로 올라갈수록 두께가 얇아질 수 있다.The plurality of unit electrode composites may have a thinner thickness as they rise upward from the metal foil current collector.

상기 전극복합체는, 상기 금속 호일 집전체 위에 제1 슬러리를 코팅하여 형성되는 제1 단위 전극복합체; 및 상기 제1 단위 전극복합체 위에 제2 슬러리를 코팅하여 형성되는 제2 단위 전극복합체;를 포함할 수 있다.The electrode composite may include: a first unit electrode composite formed by coating a first slurry on the metal foil current collector; and a second unit electrode composite formed by coating a second slurry on the first unit electrode composite.

상기 제1 슬러리가 상기 제2 슬러리 보다 황화물계 고체전해질의 함량이 높고, 상기 제1 단위 전극복합체가 상기 제2 단위 전극복합체 보다 두께가 두꺼울 수 있다.The first slurry may have a higher content of the sulfide-based solid electrolyte than the second slurry, and the first unit electrode composite may have a greater thickness than the second unit electrode composite.

본 발명은 또한, 상기 전극복합체 시트를 포함하는 전고체전지를 제공한다.The present invention also provides an all-solid-state battery comprising the electrode composite sheet.

그리고 본 발명은, 금속 호일 집전체 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 전극복합체를 형성하는 단계;를 포함하는 전고체전지용 전극복합체 시트의 제조 방법을 제공한다.And the present invention provides a method of manufacturing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising; forming an electrode composite in a multi-layer by coating the slurry on a metal foil current collector in multiple layers.

본 발명에 따른 전극복합체 시트는 금속 호일 집전체 위에 슬러지를 도포하여 전극복합체를 형성할 때, 다중 코팅을 통하여 다층으로 단위 전극복합체를 형성함으로써, 전극복합체의 두께를 두껍게 형성할 수 있다.When the electrode composite sheet according to the present invention forms an electrode composite by applying sludge on a metal foil current collector, by forming a unit electrode composite in multiple layers through multiple coatings, the thickness of the electrode composite can be thickened.

단위 전극복합체는 전극복합체에 비해서 상대적으로 두께를 얇게 형성하기 때문에, 단위 전극복합체 내에서 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더를 균일하게 분포하도록 할 수 있다. 이러한 단위 전극복합체를 적층하여 전극복합체를 형성함으로써, 전극복합체를 구성하는 성분들을 전극복합체 내에서 균일하게 분포하도록 할 수 있다.Since the unit electrode composite is formed to have a relatively thin thickness compared to the electrode composite, the active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material, and the binder can be uniformly distributed in the unit electrode composite. By stacking such a unit electrode composite to form an electrode composite, components constituting the electrode composite can be uniformly distributed in the electrode composite.

이와 같이 본 발명에 따른 전극복합체 시트는 전극복합체의 두께를 극대화하면서도 이온과 전자의 전도 채널을 원활하게 확보할 수 있기 때문에, 전고체전지의 고에너지밀도화에 기여할 수 있다.As described above, the electrode composite sheet according to the present invention can maximize the thickness of the electrode composite and smoothly secure the conduction channels of ions and electrons, thereby contributing to high energy density of the all-solid-state battery.

본 발명에 따른 전극복합체를 형성하는 다층의 단위 전극복합체는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더의 비율을 다르게 하여 농도 구배를 갖도록 함으로써, 전고체전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉 전극복합체에 있어서, 하부에서 상부로 갈수록 단위 전극복합체에 포함된 황화물계 고체전해질의 함량을 낮게 함으로써, 전고체전지의 성능을 향상시킬 수 있다. The multi-layered unit electrode composite forming the electrode composite according to the present invention has a concentration gradient by varying the ratios of the active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder, thereby improving the performance of the all-solid-state battery. That is, in the electrode composite, the performance of the all-solid-state battery can be improved by decreasing the content of the sulfide-based solid electrolyte contained in the unit electrode composite from the bottom to the top.

도 1은 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 3은 비교예1에 따른 전극복합체의 SEM(scanning electron microscope) 이미지에 대한 EDS(energy dispersive spectroscopy) 맵핑 결과를 보여주는 사진이다.
도 4는 실시예1에 따른 전극복합체의 SEM 이미지에 대한 EDS 맵핑 결과를 보여주는 사진이다.
도 5는 실시예2에 따른 전극복합체의 SEM 이미지에 대한 EDS 맵핑 결과를 보여주는 사진이다.
1 is a cross-sectional view showing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery according to the present invention.
3 is a photograph showing an energy dispersive spectroscopy (EDS) mapping result for a scanning electron microscope (SEM) image of an electrode composite according to Comparative Example 1. Referring to FIG.
4 is a photograph showing the EDS mapping result for the SEM image of the electrode composite according to Example 1.
5 is a photograph showing the EDS mapping result for the SEM image of the electrode composite according to Example 2.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트(100)는 금속 호일 집전체(10)와, 금속 호일 집전체(10) 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 형성된 전극복합체(20)를 포함한다.Referring to Figure 1, the electrode composite sheet 100 for an all-solid-state battery according to the present invention is a metal foil current collector 10, and a multi-coating slurry on the metal foil current collector 10 to form a multi-layered electrode composite 20. includes

금속 호일 집전체(10)는 전기전도성이 양호한 금속 소재로 제조될 수 있다. 금속 소재로는 알루미늄, 구리 등이 사용될 수 있다.The metal foil current collector 10 may be made of a metal material having good electrical conductivity. Aluminum, copper, etc. may be used as a metal material.

그리고 전극복합체(20)는 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 형성된다.And the electrode composite 20 is formed in multiple layers by coating the slurry multiple times.

슬러리는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함한다. 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더는 비극성 용매를 이용하여 혼합하여 슬러리화 한다.The slurry includes an active material, a sulfide-based solid electrolyte, a conductive material, and a binder. The active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder are mixed and slurried using a non-polar solvent.

황화물계 고체전해질은 LaMbPcSdXe(L=알칼리 금속, M=B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, 및 W 중 적어도 하나를 포함, X= F, Cl, Br, I 및 O 중 적어도 하나를 포함, 0≤a≤12, 0≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9)가 될 수 있다. 한편 황화물계 고체전해질은 복수의 결정질 고체 전해질, 복수의 비정질 황화물계 고체전해질 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다. 예컨대 황화물계 고체전해질로는 Li10GeP2S12, Li6PS5Cl, Li2S-P2S5 고용계 등이 사용될 수 있다.Sulfide-based solid electrolytes are L a M b P c S d X e (L=alkali metal, M=B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ti, V, Cr , comprising at least one of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, and W, where X=F, Cl, Br, I and O, 0≤a≤12, 0≤b≤6, 0≤c≤6, 0≤d≤12, 0≤e≤9). Meanwhile, the sulfide-based solid electrolyte may be a plurality of crystalline solid electrolytes, a plurality of amorphous sulfide-based solid electrolytes, or a mixture thereof. For example, as the sulfide-based solid electrolyte, Li 10 GeP 2 S 12 , Li 6 PS 5 Cl, Li 2 SP 2 S 5 solid solution, etc. may be used.

도전재는 전지에 사용되는 도전재라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 도전재는 그래핀, 카본나노튜브, 케첸 블랙, 활성탄, 분말 형태의 Super p carbon, 로드 형태의 Denka 또는 기상 성장 탄소 섬유(VGCF: vapor grown carbon fiber) 등과 같은 전도성 카본이 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it is a conductive material used in a battery. For example, as the conductive material, conductive carbon such as graphene, carbon nanotubes, Ketjen black, activated carbon, super p carbon in powder form, Denka in rod form, or vapor grown carbon fiber (VGCF) may be used.

바인더로는 불소계, 디엔계, 아크릴계, 실리콘계 중합체의 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예컨데 바인더는 니트릴부타디엔고무(NBR), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 스티렌부타디엔고무(SBR), 폴리이미드 등이 될 수 있다.As the binder, a high molecular compound of a fluorine-based, diene-based, acryl-based, or silicone-based polymer may be used. For example, the binder may be nitrile butadiene rubber (NBR), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), carboxymethyl cellulose (CMC), styrene butadiene rubber (SBR), polyimide, or the like.

전극복합체(20)는 금속 호일 집전체(10) 위에 적층되는 복수의 단위 전극복합체(21,23)를 포함한다.The electrode composite 20 includes a plurality of unit electrode composites 21 and 23 stacked on the metal foil current collector 10 .

복수의 단위 전극복합체(21,23)는 각각 동일한 슬러리로 형성하거나 성분 비율이 다른 슬러리로 형성할 수 있다. 예컨대 복수의 단위 전극복합체(21,23)는 금속 호일 집전체(10)에서 위로 올라갈수록 단위 전극복합체(21,23)에 포함된 황화물계 고체전해질의 함량이 낮아질 수 있다. 그리고 복수의 단위 전극복합체(21,23)는 금속 호일 집전체(10)에서 위로 올라갈수록 두께가 얇아질 수 있다.Each of the plurality of unit electrode composites 21 and 23 may be formed of the same slurry or a slurry having different component ratios. For example, the content of the sulfide-based solid electrolyte included in the unit electrode composites 21 and 23 may decrease as the plurality of unit electrode composites 21 and 23 go up from the metal foil current collector 10 . In addition, the plurality of unit electrode composites 21 and 23 may have a thinner thickness as they rise upward from the metal foil current collector 10 .

이러한 전극복합체(20)는 금속 호일 집전체(10) 위에 제1 슬러리를 코팅하여 형성되는 제1 단위 전극복합체(21)와, 제1 단위 전극복합체(21) 위에 제2 슬러리를 코팅하여 형성되는 제2 단위 전극복합체(23)를 포함할 수 있다. 이때 제1 슬러리가 제2 슬러리 보다 황화물계 고체전해질의 함량이 높을 수 있다. 제1 단위 전극복합체(21)가 제2 단위 전극복합체(23) 보다 두께가 두꺼울 수 있다.This electrode composite 20 is a first unit electrode composite 21 formed by coating the first slurry on the metal foil current collector 10, and the second slurry is formed on the first unit electrode composite 21 by coating A second unit electrode composite 23 may be included. In this case, the content of the sulfide-based solid electrolyte may be higher in the first slurry than in the second slurry. The first unit electrode composite 21 may have a thickness greater than that of the second unit electrode composite 23 .

한편 본 발명에서는 전극복합체(20)가 두 개의 단위 전극복합체(21,23)를 포함하는 예를 개시하였지만, 세 개 이상의 단위 전극복합체를 포함할 수 있다.Meanwhile, although the present invention discloses an example in which the electrode composite 20 includes two unit electrode composites 21 and 23 , it may include three or more unit electrode composites.

이와 같이 본 발명에 따른 전극복합체 시트(100)는 금속 호일 집전체(10) 위에 슬러지를 도포하여 전극복합체(20)를 형성할 때, 다중 코팅을 통하여 다층으로 단위 전극복합체(21,23)를 형성함으로써, 전극복합체(20)의 두께를 두껍게 형성할 수 있다.As described above, when the electrode composite sheet 100 according to the present invention is formed by applying sludge on the metal foil current collector 10 to form the electrode composite 20, the unit electrode composites 21 and 23 are multilayered through multiple coatings. By forming, the thickness of the electrode composite 20 can be formed to be thick.

단위 전극복합체(21,23)는 전극복합체(20)에 비해서 상대적으로 두께를 얇게 형성할 수 있기 때문에, 단위 전극복합체(21,23) 내에서 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더를 균일하게 분포하도록 할 수 있다. 이러한 단위 전극복합체(21,23)를 적층하여 전극복합체(20)를 형성함으로써, 전극복합체(20)를 구성하는 성분들을 전극복합체(20) 내에서 균일하게 분포하도록 할 수 있다.Since the unit electrode composites 21 and 23 can be formed to have a relatively thin thickness compared to the electrode composite 20 , the active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder are uniformly formed in the unit electrode composites 21 and 23 . can be distributed evenly. By stacking these unit electrode composites 21 and 23 to form the electrode composite 20 , components constituting the electrode composite 20 can be uniformly distributed in the electrode composite 20 .

본 발명에 따른 전극복합체 시트(100)는 전극복합체(20)의 두께를 극대화하면서도 이온과 전자의 전도 채널을 원활하게 확보할 수 있기 때문에, 전고체전지의 고에너지밀도화에 기여할 수 있다.The electrode composite sheet 100 according to the present invention can maximize the thickness of the electrode composite 20 and smoothly secure conduction channels of ions and electrons, thereby contributing to high energy density of the all-solid-state battery.

본 발명에 따른 전극복합체(20)를 형성하는 다층의 단위 전극복합체(21,23)는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더의 비율을 다르게 하여 농도 구배를 갖도록 함으로써, 전고체전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉 전극복합체(20)에 있어서, 하부에서 상부로 갈수록 단위 전극복합체(21,23)에 포함된 고체전해질의 함량을 낮게 함으로써, 전고체전지의 성능을 향상시킬 수 있다. The multi-layered unit electrode composites 21 and 23 forming the electrode composite 20 according to the present invention have a concentration gradient by varying the ratio of the active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material, and the binder, so that the performance of the all-solid-state battery can improve That is, in the electrode composite 20, the performance of the all-solid-state battery can be improved by decreasing the content of the solid electrolyte included in the unit electrode composites 21 and 23 from the bottom to the top.

이와 같은 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트(100)의 제조 방법에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트(100)의 제조 방법에 따른 흐름도이다.A method of manufacturing the electrode composite sheet 100 for an all-solid-state battery according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows. Here, Figure 2 is a flow chart according to the manufacturing method of the electrode composite sheet 100 for an all-solid-state battery according to the present invention.

본 발명에 따른 전고체전지용 전극복합체 시트(100)의 제조 방법은 금속 호일 집전체(10) 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 전극복합체(20)를 형성하는 단계(S10,S20)를 포함한다.The method for manufacturing the electrode composite sheet 100 for an all-solid-state battery according to the present invention includes the steps (S10, S20) of forming the electrode composite 20 in multiple layers by coating the slurry on the metal foil current collector 10 in multiple layers.

여기서 다층으로 전극복합체(20)를 형성하는 단계(S10,S20)는 금속 호일 집전체(10) 위에 제1 슬러리를 코팅하여 제1 단위 전극복합체(21)를 형성하는 단계(S10), 및 제1 단위 전극복합체(21) 위에 제2 슬러리를 코팅하여 제2 단위 전극복합체(23)를 형성하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.Here, the step (S10, S20) of forming the electrode composite 20 in a multilayer is a step of coating the first slurry on the metal foil current collector 10 to form the first unit electrode composite 21 (S10), and the first The method may include coating the second slurry on the one-unit electrode composite 21 to form the second unit electrode composite 23 ( S20 ).

제1 및 제2 단위 전극복합체(21,23)의 로딩레벨은 40mg/cm2 이상일 수 있다.The loading level of the first and second unit electrode composites 21 and 23 may be 40 mg/cm 2 or more.

본 발명에 따른 전극복합체 시트(100)는 5mAh/cm2의 면적당 용량 구현이 가능하기 때문에, 본 발명에 따른 전극복합체 시트(100)를 포함하는 전고체전지는 초고에너지밀도를 구현할 수 있다.Since the electrode composite sheet 100 according to the present invention can realize a capacity per area of 5 mAh/cm 2 , the all-solid-state battery including the electrode composite sheet 100 according to the present invention can realize ultra-high energy density.

[비교예 및 실시예][Comparative Examples and Examples]

이와 같은 본 발명의 제조 방법으로 제조된 전극복합체 시트의 물리적 및 전기화학적 특성을 확인하기 위해서, 비교예 및 실시예에 따른 전극복합체 시트를 제조하였다. 전기화학적 특성을 확인하기 위해서 전기 충방전 평가를 수행하였다.In order to confirm the physical and electrochemical properties of the electrode composite sheet prepared by the manufacturing method of the present invention, electrode composite sheets according to Comparative Examples and Examples were prepared. In order to confirm the electrochemical characteristics, electric charge/discharge evaluation was performed.

여기서 비교예 및 실시예에 따른 전극복합체 시트의 제조는 수분에 노출되지 않는 글로브박스 또는 드라이룸에서 수행하였다.Here, the preparation of the electrode composite sheet according to Comparative Examples and Examples was performed in a glove box or dry room not exposed to moisture.

양극활물질로는 LiNbO3가 표면 코팅된 Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2를 사용하였다. 황화물계 고체전해질로는 Li6PS5Cl(LPSCL), 도전재로 전도성 카본, 바인더로는 부타디엔 러버계를 사용하였다. 황화물계 고체전해질과 반응하지 않는 비극성 용매를 이용하여 슬러리 믹싱을 수행하여 슬러리를 제조하였다.As a cathode active material, LiNbO 3 surface-coated Li(Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 )O 2 was used. Li 6 PS 5 Cl (LPSCL) as a sulfide-based solid electrolyte, conductive carbon as a conductive material, and butadiene rubber as a binder were used. A slurry was prepared by mixing the slurry using a non-polar solvent that did not react with the sulfide-based solid electrolyte.

그리고 카본이 코팅된 알루미늄 호일 집전체 위에 슬러리를 도포하여 전극복합체를 제작하였다. 이때 블레이드의 코팅 갭 조절을 통해서, 슬러리의 코팅 두께와, 로딩레벨(mg/cm2)를 조절하였다.Then, the slurry was applied on the carbon-coated aluminum foil current collector to prepare an electrode composite. At this time, by adjusting the coating gap of the blade, the coating thickness of the slurry and the loading level (mg/cm 2 ) were controlled.

비교예1Comparative Example 1

블레이드의 코팅 갭을 450㎛로 하여 믹싱한 슬러리를 도포하였으며, 약 270㎛ 두께에 48mg/cm2 로딩레벨의 전극복합체를 포함하는 비교예1에 전극복합체 시트를 제조하였다. 비교예1에 따른 전극복합체 시트는 단일 코팅 방식으로 슬러리를 코팅하여 전극복합체를 형성하였다.The mixed slurry was applied with a coating gap of 450 μm on the blade, and an electrode composite sheet was prepared in Comparative Example 1 including an electrode composite having a loading level of 48 mg/cm 2 and a thickness of about 270 μm. The electrode composite sheet according to Comparative Example 1 was coated with a slurry in a single coating method to form an electrode composite.

실시예1Example 1

블레이드의 코팅 갭을 250㎛로 하여 믹싱한 슬러리를 1차 도포 및 건조하여 제1 단위 전극복합체를 형성하였다. 다음으로 블레이드의 코팅 갭을 200㎛로 하여 믹싱한 슬러리를 제1 단위 전극복합체 위에 2차 도포 및 건조하여 제2 단위 전극복합체를 포함하는 실시예1에 따른 전극복합체 시트를 제조하였다.A first unit electrode composite was formed by first coating and drying the mixed slurry with a blade coating gap of 250 μm. Next, the mixed slurry with a blade coating gap of 200 μm was applied and dried a second time on the first unit electrode composite to prepare an electrode composite sheet according to Example 1 including a second unit electrode composite.

실시예1에 따른 전극복합체 시트 또한 비교예1과 동일하게 약 270㎛ 두께에 48mg/cm2 로딩레벨의 전극복합체를 포함한다. 실시예1에 따른 전극복합체는 제1 및 제2 단위 전극복합체가 적층된 구조를 가지고, 제1 및 제2 단위 전극복합체를 형성하는 슬러리는 동일하다.The electrode composite sheet according to Example 1 also includes an electrode composite having a loading level of 48 mg/cm 2 and a thickness of about 270 μm in the same manner as in Comparative Example 1. The electrode composite according to Example 1 has a structure in which first and second unit electrode composites are stacked, and the slurry forming the first and second unit electrode composites is the same.

실시예2Example 2

블레이드의 코팅 갭을 250㎛로 하여 믹싱한 슬러리를 1차 도포 및 건조하여 제1 단위 전극복합체를 형성하였다. 다음으로 블레이드의 코팅 갭을 200㎛로 하여 믹싱한 슬러리를 제1 단위 전극복합체 위에 2차 도포 및 건조하여 제2 단위 전극복합체를 포함하는 실시예2에 따른 전극복합체 시트를 제조하였다.A first unit electrode composite was formed by first coating and drying the mixed slurry with a blade coating gap of 250 μm. Next, the mixed slurry with a blade coating gap of 200 μm was applied and dried a second time on the first unit electrode composite to prepare an electrode composite sheet according to Example 2 including a second unit electrode composite.

이때 1차 슬러리와 2차 슬러리의 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더 비율을 다르게 하였다. 즉 1차 슬러리의 황화물계 고체전해질 비율이 2차 슬러리의 고체전해질 비율 보다 높다.At this time, the ratio of the active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder of the primary slurry and the secondary slurry was different. That is, the ratio of the sulfide-based solid electrolyte of the primary slurry is higher than the ratio of the solid electrolyte of the secondary slurry.

실시예2에 따른 전극복합체 시트 또한 비교예1 및 실시예1과 동일하게 약 270㎛ 두께에 48mg/cm2 로딩레벨의 전극복합체를 포함를 포함한다. 실시예2에 따른 전극복합체는 제1 및 제2 단위 전극복합체가 적층된 구조를 가지고, 제1 및 제2 단위 전극복합체를 형성하는 슬러리의 황화물계 고체전해질의 비율이 다르다.The electrode composite sheet according to Example 2 also includes an electrode composite having a loading level of 48 mg/cm 2 and a thickness of about 270 μm, similar to Comparative Examples 1 and 1. The electrode composite according to Example 2 has a structure in which the first and second unit electrode composites are stacked, and the ratio of the sulfide-based solid electrolyte in the slurry forming the first and second unit electrode composites is different.

이와 같이 제조된 전극복합체의 전지 특성을 평가하기 위해서, 전용의 압력셀을 이용하여 전고체전지를 제작하였다. 양극으로는 제조된 전극복합체 시트를 사용하였다. 황화물계 고체전해질층은 분말의 황화물계 고체전해질층을 가압하여 펠렛화 하여 사용하였다. 상대극으로는 리튬-인듐 합금을 사용하였다. 25℃의 상온에서 0.05 C rate 의 속도로 정전류 충방전 특성을 평가하는 결과는 아래의 표 1과 같다. 표1에서, "단일 코팅"은 한 번의 슬러리 코팅으로 전극복합제를 제조한 비교예1의 코팅 방법을 나타낸다. "다중 코팅"은 동일 슬러리로 다중 코팅하여 전극복합체를 제조한 실시예1의 코팅 방법을 나타낸다. "농도 구배 다중 코팅"은 황화물계 고체전해질의 비율이 다른 슬러리로 다중 코팅하여 전극복합체를 제조한 실시예2의 코팅 방법을 나타낸다.In order to evaluate the battery characteristics of the electrode composite prepared in this way, an all-solid-state battery was manufactured using a dedicated pressure cell. The prepared electrode composite sheet was used as the positive electrode. The sulfide-based solid electrolyte layer was used by pressing the powdered sulfide-based solid electrolyte layer into pellets. A lithium-indium alloy was used as the counter electrode. Table 1 below shows the results of evaluating the constant current charge/discharge characteristics at a rate of 0.05 C at room temperature of 25°C. In Table 1, "single coating" indicates the coating method of Comparative Example 1 in which the electrode composite was prepared by one slurry coating. "Multiple coating" refers to the coating method of Example 1, in which an electrode composite was prepared by multiple coatings with the same slurry. "Concentration gradient multiple coating" refers to the coating method of Example 2, in which an electrode composite was prepared by multiple coatings with slurries having different ratios of sulfide-based solid electrolytes.

제조Produce L/L
(mg/cm2)
L/L
(mg/cm2)
초기 방전 용량
(mAh/g)
Initial discharge capacity
(mAh/g)
면적당 용량
(mAh/cm2)
capacity per area
(mAh/cm2)
초기 충방전 효율
(%)
Initial charging and discharging efficiency
(%)
비교예1Comparative Example 1 단일 코팅single coating 48.448.4 153.7153.7 5.205.20 70.870.8 실시예1Example 1 다중 코팅multiple coatings 48.248.2 165.2165.2 5.565.56 74.874.8 실시예2Example 2 농도 구배 다중 코팅Concentration Gradient Multiple Coatings 49.949.9 168.3168.3 6.306.30 75.275.2

표 1을 참조하면, 비교예1에 따른 전극복합체에 비해서, 실시예1에 따른 전극복합체가 높은 초기 방전 용량 및 초기 충방전 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이것은 다중 코팅 효과에 의해 양극 내의 양극 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더가 적절하게 혼합되어 균일하게 분산됨으로써, 이온과 전자의 전도 채널이 적절하게 형성되었기 때문인 것으로 판단된다.Referring to Table 1, as compared to the electrode composite according to Comparative Example 1, it can be confirmed that the electrode composite according to Example 1 exhibits high initial discharge capacity and initial charge/discharge efficiency. This is considered to be because the positive electrode active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder in the positive electrode are properly mixed and uniformly dispersed by the multi-coating effect, so that the conduction channels of ions and electrons are properly formed.

실시예2에 따른 전극복합체가, 비교예1 및 실시예1에 따른 전극복합체와 비교해서, 높은 초기 방전 용량 및 초기 충방전 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이것은 두꺼운 전극일수록, 수백 ㎛ 두께의 층 내부에서 양극 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더의 적절한 혼합을 통한 균일한 분산이 중요한 인자임을 확인할 수 있다. 또한 실시예2와 같이 농도 구배 다중 코팅을 통해서 제조된 전극복합체가 전고체전지의 성능을 극대화할 수 있을 것으로 기대된다. It can be seen that the electrode composite according to Example 2 exhibits high initial discharge capacity and initial charge/discharge efficiency, as compared with the electrode composites according to Comparative Examples 1 and 1 . It can be confirmed that the thicker the electrode, the more important factor is uniform dispersion through proper mixing of the positive electrode active material, the sulfide-based solid electrolyte, the conductive material and the binder in the layer with a thickness of several hundred μm. In addition, it is expected that the electrode composite prepared through the concentration gradient multiple coating as in Example 2 can maximize the performance of the all-solid-state battery.

도 3은 비교예1에 따른 전극복합체의 SEM(scanning electron microscope) 이미지에 대한 EDS(energy dispersive spectroscopy) 맵핑 결과를 보여주는 사진이다. 도 4는 실시예1에 따른 전극복합체의 SEM 이미지에 대한 EDS 맵핑 결과를 보여주는 사진이다. 그리고 도 5는 실시예2에 따른 전극복합체의 SEM 이미지에 대한 EDS 맵핑 결과를 보여주는 사진이다.3 is a photograph showing an energy dispersive spectroscopy (EDS) mapping result for a scanning electron microscope (SEM) image of an electrode composite according to Comparative Example 1. Referring to FIG. 4 is a photograph showing the EDS mapping result for the SEM image of the electrode composite according to Example 1. And FIG. 5 is a photograph showing the EDS mapping result for the SEM image of the electrode composite according to Example 2.

여기서 도 3 내지 도 5는 비교예1, 실시예1 및 실시예2에 따른 전극복합체의 단면 가공 후 전자현미경을 통해 관찰 후 원소 분석을 통해서, 양극 활물질, 황화물계 고체전해질 및 도전재의 분산 상태를 분석한 결과를 보여준다.Here, FIGS. 3 to 5 show the dispersion state of the positive electrode active material, the sulfide-based solid electrolyte and the conductive material through elemental analysis after cross-section processing of the electrode composites according to Comparative Example 1, Example 1 and Example 2 was observed through an electron microscope. Show the analysis results.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 비교예1에 따른 단일 코팅 방식의 전극복합체와 비교하여, 다중 코팅 및 농도 구배 다중 코팅을 통해 제조된 실시예1 및 실시예2에 따른 전극복합체가 양호한 분산성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.3 to 5, compared to the electrode composite of a single coating method according to Comparative Example 1, the electrode composites according to Examples 1 and 2 prepared through multiple coatings and concentration gradient multiple coatings have good dispersibility It can be seen that indicates

이와 같이 비교예1, 실시예1 및 실시예2에 따른 전극복합체는 동일한 두께로 형성되지만, 다중 코팅 방식으로 형성된 실시예1 및 실시예2에 따른 전극복합체가 비교예1 보다 양호한 전기적 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.As such, the electrode composites according to Comparative Examples 1, 1 and 2 were formed to have the same thickness, but the electrode composites according to Examples 1 and 2 formed by a multi-coating method showed better electrical properties than Comparative Example 1. can check that

그리고 실시예1 및 실시예2에 따른 전극복합체는 비교예1에 따른 전극복합체와 비교하기 위해서 동일한 두께로 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 다중 코팅 방식으로 전극복합체를 형성할 경우, 비교예1에 따른 전극복합체 보다 두껍게 형성하면서 양호한 전기적 특성을 제공할 수 있다.In addition, the electrode composite according to Examples 1 and 2 is not limited thereto. When the electrode composite is formed by a multi-coating method, good electrical properties can be provided while being thicker than the electrode composite according to Comparative Example 1.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 금속 호일 집전체
20 : 전극복합체
21 : 제1 단위 전극복합체
23 : 제2 단위 전극복합체
100 : 전극복합체 시트
10: metal foil current collector
20: electrode complex
21: first unit electrode composite
23: second unit electrode complex
100: electrode composite sheet

Claims (12)

금속 호일 집전체; 및
상기 금속 호일 집전체 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 형성된 전극복합체;
를 포함하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
metal foil current collector; and
an electrode composite formed in multiple layers by multiple coating the slurry on the metal foil current collector;
Electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising a.
제1항에 있어서,
상기 슬러리는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
According to claim 1,
The slurry is an electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that it comprises an active material, a sulfide-based solid electrolyte, a conductive material and a binder.
제2항에 있어서,
상기 전극복합체는 상기 금속 호일 집전체 위에 적층되는 복수의 단위 전극복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
3. The method of claim 2,
The electrode composite sheet is an electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that it includes a plurality of unit electrode composites stacked on the metal foil current collector.
제3항에 있어서, 상기 복수의 단위 전극복합체는,
상기 금속 호일 집전체에서 위로 올라갈수록 단위 전극복합체에 포함된 황화물계 고체전해질의 함량이 낮아지는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
The method of claim 3, wherein the plurality of unit electrode composites,
The electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that the content of the sulfide-based solid electrolyte contained in the unit electrode composite decreases as it rises upward from the metal foil current collector.
제4항에 있어서, 상기 복수의 단위 전극복합체는,
상기 금속 호일 집전체에서 위로 올라갈수록 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
The method of claim 4, wherein the plurality of unit electrode composites,
An electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that the thickness increases as it goes up from the metal foil current collector.
제2항에 있어서, 상기 전극복합체는,
상기 금속 호일 집전체 위에 제1 슬러리를 코팅하여 형성되는 제1 단위 전극복합체; 및
상기 제1 단위 전극복합체 위에 제2 슬러리를 코팅하여 형성되는 제2 단위 전극복합체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
According to claim 2, wherein the electrode composite,
a first unit electrode composite formed by coating a first slurry on the metal foil current collector; and
a second unit electrode composite formed by coating a second slurry on the first unit electrode composite;
Electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising a.
제6항에 있어서,
상기 제1 슬러리가 상기 제2 슬러리 보다 황화물계 고체전해질의 함량이 높고, 상기 제1 단위 전극복합체가 상기 제2 단위 전극복합체 보다 두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
7. The method of claim 6,
The electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that the first slurry has a higher content of sulfide-based solid electrolyte than the second slurry, and the first unit electrode composite has a thickness greater than that of the second unit electrode composite.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전극복합체 시트를 포함하는 전고체전지.An all-solid-state battery comprising the electrode composite sheet according to any one of claims 1 to 7. 금속 호일 집전체 위에 슬러리를 다중 코팅하여 다층으로 전극복합체를 형성하는 단계;
를 포함하는 전고체전지용 전극복합체 시트의 제조 방법.
forming an electrode composite in multiple layers by multiple coating the slurry on a metal foil current collector;
A method of manufacturing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery comprising a.
제9항에 있어서,
상기 슬러리는 활물질, 황화물계 고체전해질, 도전재, 바인더 및 비극성 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트.
10. The method of claim 9,
The slurry is an all-solid-state battery electrode composite sheet, characterized in that it comprises an active material, a sulfide-based solid electrolyte, a conductive material, a binder, and a non-polar solvent.
제10항에 있어서, 상기 다층으로 전극복합체를 형성하는 단계는,
상기 금속 호일 집전체 위에 제1 슬러리를 코팅하여 제1 단위 전극복합체를 형성하는 단계; 및
상기 제1 단위 전극복합체 위에 제2 슬러리를 코팅하여 제2 단위 전극복합체를 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트의 제조 방법.
11. The method of claim 10, wherein the step of forming the electrode composite in the multi-layer,
forming a first unit electrode composite by coating a first slurry on the metal foil current collector; and
forming a second unit electrode composite by coating a second slurry on the first unit electrode composite;
A method of manufacturing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery, comprising:
제11항에 있어서,
상기 제1 슬러리가 상기 제2 슬러리 보다 황화물계 고체전해질의 함량이 높고, 상기 제1 단위 전극복합체가 상기 제2 단위 전극복합체 보다 두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 전고체전지용 전극복합체 시트의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The method of manufacturing an electrode composite sheet for an all-solid-state battery, characterized in that the first slurry has a higher content of sulfide-based solid electrolyte than the second slurry, and the first unit electrode composite has a thickness greater than that of the second unit electrode composite.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180055230A (en) * 2016-11-16 2018-05-25 주식회사 엘지화학 Multi-layered cathode of lithium-sulfur battery, manufacturing method thereof and lithium-sulfur battery comprising the same
KR20190079135A (en) 2017-12-27 2019-07-05 현대자동차주식회사 A nitrogen doped sulfide-based solid electrolyte for all solid state battery
KR20190124518A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 주식회사 엘지화학 Cathode for solid electrolyte battery and solid electrolyte battery including the same
JP2020109748A (en) * 2018-12-28 2020-07-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 All-solid battery
JP2020126794A (en) * 2019-02-06 2020-08-20 マクセルホールディングス株式会社 All-solid type lithium secondary battery and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180055230A (en) * 2016-11-16 2018-05-25 주식회사 엘지화학 Multi-layered cathode of lithium-sulfur battery, manufacturing method thereof and lithium-sulfur battery comprising the same
KR20190079135A (en) 2017-12-27 2019-07-05 현대자동차주식회사 A nitrogen doped sulfide-based solid electrolyte for all solid state battery
KR20190124518A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 주식회사 엘지화학 Cathode for solid electrolyte battery and solid electrolyte battery including the same
JP2020109748A (en) * 2018-12-28 2020-07-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 All-solid battery
JP2020126794A (en) * 2019-02-06 2020-08-20 マクセルホールディングス株式会社 All-solid type lithium secondary battery and method for manufacturing the same

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