A NEGATIVE ELECTRODE INCLUDING LITHIUM METAL PARTICLE, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY THEREOF

본 발명은 일 구현예에 따른 기재; 및 상기 기재상에 리튬금속 입자를 함유하는 음극 활물질, 및 폴리이미드계 물질을 함유하는 바인더를 포함하는 음극 슬러리를 도포하여 형성된 음극 활물질층;을 포함하고, 상기 음극 활물질층은 스캐폴드 구조를 가지는 리튬 이차전지용 음극 및, 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다

3D electrode structure modeling method

본 발명은 샘플의 구조를 파악하는 구조 파악단계와, 구조 파악단계에서 파악된 샘플의 구조를 이용하여 구성물질의 설계 파라미터를 추출하는 제1 파라미터 획득단계와, 파악된 설계 파라미터를 이용하여 3차원 전극 구조체를 모델링하는 제1 모델링 단계와, 구조 파악단계에서 파악된 샘플의 구조를 이용하여 구성물질의 불균일성과 비대칭성 중 어느 하나 이상의 파라미터를 추출하는 제2 파라미터 획득단계와, 제1 모델링 단계에서 모델링된 3차원 전극 구조체에 제2 파라미터 획득단계에서 추출된 구성물질의 불균일성과 비대칭성을 반영하여 보정하는 제2 모델링 단계를 포함하여 이루어져, 3차원 전극 구조체 모델링을 보다 빠르게 가능할 뿐만 아니라, 실물과 모델링된 3차원 전극 구조체의 정합도를 높일 수 있는 모델링 방법에 관한 것이다

A Review on the Deposition/Dissolution of Lithium Metal Anodes through Analyzing Overpotential Behaviors

리튬이온전지의 성능과 안전성을 뛰어넘는 다양한 차세대전지 개발이 진행되고 있다. 특히, 흑연을 대신할 고용량 음극 소재로 리튬 금속을 사용하는 연구는 여전히 활발히 이뤄지고 있지만, 높은 충전 전류 밀도에서 형성되는 덴드라이트는 리튬 금속 전극 상용화에 가장 큰 걸림돌이다. 이에 따라, 전해질 첨가제, 보호막 도입, 리튬 형상 제어 등 다양한 접근법으로 덴드라이트 문제를 개선하기 위한 연구가 진행되어 왔으며, 중요한 실험 결과 중 하나로서 가장 많이 보고되는 것이 리튬 대칭셀을 이용한 과전압 거동 분석이다. 이 과전압 거동은 크게 세 단계로 구분될 수 있지만, 대부분의 연구에서는 단순히 제어 변수에 따른 과전압 감소나 대칭셀 수명 차이로 각 접근법이 덴드라이트 형성 제어에 효과적임을 주장하고 있다. 또한, 각 과전압 거동을 자세히 살펴보면, 리튬 핵 생성 및 성장되는 전착 과정이나 탈리 조건에 크게 영향을 받고 있음에도, 이에 대한 해석은 제한적으로 이뤄지고 있다. 뿐만 아니라, 전착/탈리 과정이 장기간 반복됨에 따라, Dead 리튬 형성으로 인한 물질전달 제한이 과전압에 영향을 주고 있음이 명확히 언급되고 있지 않다. 따라서, 본 총설에서는 이러한 리튬 대칭셀 과전압 분석에 있어, 각 과전압 거동에 대한 이론적 배경을 자세히 설명하고, 전해질 조성, 분리막, 리튬 형상 제어, 리튬 표면 개질에 따른 과전압 거동 분석 결과를 재조명한다. Lithium metal is the most promising anode for next-generation lithium-ion batteries due to its lowest reduction potential (-3.04 V vs. SHE) and high specific capacity (3860 mAh/g). However, the dendritic formation under high charging current density remains one of main technical barriers to be used for commercial rechargeable batteries. To address these issues, tremendous research to suppress lithium dendrite formation have been conducted through new electrolyte formulation, robust protection layer, shape-controlled lithium metal, separator modification, etc. However, Li/Li symmetric cell test is always a starting or essential step to demonstrate better lithium dendrite formation behavior with lower overpotential and longer cycle life without careful analysis. Thus, this review summarizes overpotential behaviors of Li/Li symmetric cells along with theoretical explanations like initial peaking or later arcing. Also, we categorize various overpotential data depending on research approaches and discuss them based on peaking and arcing behaviors. Thus, this review will be very helpful for researchers in lithium metal to analyze their overpotential behaviors.FALS

Convection Induction Type Electrolyte for Secondary Battery and the Secondary Battery Including the Same

본 발명은 이차전지용 액체 전해질, 이를 포함하는 이차전지 및 이차전지 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지용 액체 전해질은 용매; 전해질염; 및 이방성 자성 입자;를 포함한다. 액체 전해질에 함유된 이방성 자성 입자는 액체 전해질의 액상 매질에 분산된 상태이며, 외부 자기장 인가를 통해 이방성 자성 입자의 회전 발생시키고, 내부 전해질의 미세 대류 및 동적상태를 유도할 수 있다. 이를 통해 금속 덴드라이트 형성을 억제할 수 있다

Method for measuring cohesion of composite electrode and distribution of binder in composite electrode for each of a depth

본 발명의 일실시예는 복합전극 깊이 별 결착력 및 바인더분포 측정 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 복합전극 깊이 별 결착력 및 바인더분포 측정 방법은, 복합전극을 준비하는 단계; 상기 복합전극을 마이크로 칼날로 특정 깊이까지 절삭 및 박리하여 복합전극 내부의 결착력을 측정하는 단계; 및 상기 절삭 및 박리된 복합전극의 내부 표면에 X선을 조사하여 바인더분포를 분석하는 단계; 를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 복합전극의 내부 결착력 및 바인더분포를 깊이 별로 측정할 수 있어서 특정 깊이에서의 복합 전극의 특성 분석을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한 상기 결착력 및 바인더 분포를 연속적으로 측정할 수 있어서 복합 전극의 전체 깊이에서의 특성 분석을 효율적으로 수행할 수 있다

A NEGATIVE ELECTRODE SLURRY CONTAINING AN ADDITIVE FOR A LITHIUM METAL PARTICLE ELECTRODE, A NEGATIVE ELECTRODE THEREOF, A LITHIUM SECONDARY BATTERY THEREOF AND A METHOD FOR PREPARING THEREOF

본 발명은, 리튬금속 입자, 바인더 및 무기입자를 포함하는, 리튬 이차전지용 음극 슬러리, 이를 이용한 리튬 이차전지용 음극 및 리튬 이차전지를 제공하며, 본 발명에 의하면 리튬포일을 대체하여 리튬금속 입자를 사용함으로써 리튬이온이 흡/탈입되는 표면적이 증가하여 전지특성을 개선할 수 있고, 또한 음극의 리튬금속 입자 표면에 SEI 막이 형성되어 리튬 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제하고, 용량특성, 쿨롱효율 및 사이클 수명을 개선할 수 있으며, 또한 특별한 부가 공정 없이 통상의 리튬 이차전지 제조 공정에서 음극 표면에 SEI막을 형성할 수 있으므로 효율적이고 간소화된 공정을 적용할 수 있다

Analysis on Adhesion Properties of Composite Electrodes for Lithium Secondary Batteries using SAICAS

복합전극의 결착특성은 리튬이차전지의 장기신뢰성 확보와 고에너지밀도 구현을 위한 중요한 물성임에도 불구하고, 측정 기술의 한계로 관련 연구가 제한적이었다. 하지만, 1~1000 μm 두께의코팅층을 절삭 및 박리하면서 결착특성을 측정할 수 있는 SAICAS(Surface And Interfacial Cutting Analysis System)란 장비의 출현으로 전극 결착특성 연구가 활발해지고 있다. 따라서, 본 총설에서는 SAICAS를 이용한 복합전극의 결착특성 분석 원리 및 측정 방법뿐만 아니라, Peel Test와 같은 기존 결착특성 분석 방법과 비교함으로써 SAICAS를 이용한 분석 방법의 신뢰성 검증 결과를 제시한다. 또한, 전극 설계의 최적화, 신규 바인더 도출 연구, 복합전극 내 바인더 분포 등의 연구에서 SAICAS가 적용된 사례를 소개한다. 이를 통해 SAICAS를 이용한분석 방법이 리튬이차전지용 복합전극의 결착특성 분석에 용이하게 적용될 수 있음을 제안한다. Although the adhesion properties of composite electrodes are important for securing long-term reliability and realizing high energy density of lithium secondary batteries, related research has not been carried out extensively due to the limitation of measurement technology. However, surface and interfacial cutting analysis system(SAICAS), which can measure the adhesion properties while cutting and peeling a coating layer of 1~1000 μm thickness, has been developed and applied for analyzing the adhesion properties of composite electrodes for lithium secondary batteries. Thus, this review presents not only the principle and measurement method of SAICAS but also comparison results between SAICAS and conventional peel test. In addition, application examples of SAICAS are introduced in the study of electrode design optimization, new binder derivation study, and binder distribution in composite electrode. This suggests that SAICAS is an analytical method that can be easily applied to investigate the adhesion properties of composite electrodes for lithium secondary batteries.FALS