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KR20200055652A - Method for manufacturing an electrode precursor and electrode precursor and method for manufacturing an electrode paste - Google Patents

Method for manufacturing an electrode precursor and electrode precursor and method for manufacturing an electrode paste Download PDF

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KR20200055652A
KR20200055652A KR1020190136585A KR20190136585A KR20200055652A KR 20200055652 A KR20200055652 A KR 20200055652A KR 1020190136585 A KR1020190136585 A KR 1020190136585A KR 20190136585 A KR20190136585 A KR 20190136585A KR 20200055652 A KR20200055652 A KR 20200055652A
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KR
South Korea
Prior art keywords
manufacturing
active material
electrode
electrode paste
solid electrolyte
Prior art date
Application number
KR1020190136585A
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Korean (ko)
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KR102434617B1 (en
Inventor
아냐 빌레펠트
도미니크 알렉산더 베버
Original Assignee
폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 filed Critical 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing electrode precursors (11, 12), comprising, at least, a step of mixing or obtaining an electrode paste (20) and steps (S12, S14, S22, S24) of treating the electrode paste (20) with heat to obtain the electrode precursors (11, 12). Before the heat treatment steps (S12, S14, S22, S24), pore-forming particles (60) which are degassed and/or burned through the heat treatment steps (S12, S14, S22, S24) are provided to the electrode paste (20).

Description

전극 전구체의 제조 방법 및 전극 전구체 그리고 전극 페이스트의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRODE PRECURSOR AND ELECTRODE PRECURSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRODE PASTE}Manufacturing method of electrode precursor and manufacturing method of electrode precursor and electrode paste {METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRODE PRECURSOR AND ELECTRODE PRECURSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRODE PASTE}

본 발명은 본원의 청구항 제1항의 전제부에 따른 전극 전구체의 제조 방법 및 청구항 제12항에 따른 전극 전구체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본원의 청구항 제13항에 따른 전극 페이스트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode precursor according to the preamble of claim 1 of the present application and an electrode precursor according to claim 12. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing an electrode paste according to claim 13 of the present application.

리튬 이온 배터리는 엔터테인먼트 산업 및 전기 자동차에서 에너지원으로서 종종 사용된다. 여기서 특히, 고체 배터리는 높은 안전성, 수명 및 에너지 밀도를 보장한다. 고체 배터리 전극은 일반적으로 활물질, 고체 전해질, 바인더 및 전도성 첨가제로 제조되며, 이들은 우선 "슬러리"로 또한 지칭되는 전극 페이스트로 혼합된 후, 이어서 도체 필름 상에 제공되고, 그런 다음 제조될 전극을 위해 추가 처리된다. 그러나, 그 성능은 현재 아직 제한되어 있다. 이것은 특히 지금까지 공지된 제조 방법에서 설정되는, 고체 배터리 전극에서의 높은 공극율에 기인한다. 무엇보다도, 상기 높은 공극율은 고체 전해질과 활물질 사이의 높은 계면 저항을 유도하고, 그리고 전극에 존재하는 활물질 및 고체 전해질의 감소를 초래하며, 이것은 특히 제조된 배터리의 감소된 커패시턴스뿐만 아니라 감소된 에너지 밀도로도 이어진다.Lithium ion batteries are often used as energy sources in the entertainment industry and electric vehicles. Here, in particular, solid-state batteries guarantee high safety, longevity and energy density. Solid battery electrodes are generally made of an active material, a solid electrolyte, a binder, and a conductive additive, which are first mixed with an electrode paste, also referred to as "slurry," and then provided on a conductor film, and then for the electrode to be produced. Further processing. However, its performance is still limited. This is due in particular to the high porosity in solid-state battery electrodes, which is established in the production methods known so far. Above all, the high porosity induces a high interfacial resistance between the solid electrolyte and the active material, and leads to a reduction in the active material and the solid electrolyte present in the electrode, which in particular reduces the energy density as well as the reduced capacitance of the manufactured battery. Leads to.

예를 들어 문헌 US 2015 056 520 A1호에 개시된 바와 같이, 종래 기술은 현재, 예를 들어 고체 배터리의 특성값을 개선하기 위해, 전극 페이스트 내에서 고체 전해질에 대한 활물질의 비의 최적화에 초점을 맞추고 있다.As disclosed, for example, in document US 2015 056 520 A1, the prior art currently focuses on optimizing the ratio of the active material to the solid electrolyte in the electrode paste, for example to improve the characteristic value of the solid battery. have.

또한 문헌 DE 10 2016 220 675 A1호로부터, 활성 물질이 배터리 전극 전구체의 사이 공간 내에 도입되는 것이 공지되어 있다.It is also known from document DE 10 2016 220 675 A1 that the active material is introduced into the interstitial space of the battery electrode precursor.

본 발명의 과제는 종래 기술의 언급된 단점들을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다.It is an object of the present invention to at least partially overcome the stated shortcomings of the prior art.

이러한 과제는 본원의 청구항 제1항 및 제13항에 따른 특징을 갖는 방법 및 청구항 제12항에 따른 전극 전구체에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 개발예는 종속 청구항에서 나타난다. 청구항에 개별적으로 열거된 특징들은 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 조합될 수 있고, 상세한 설명으로부터 설명될 사실 및/또는 도면의 세부 사항을 통해 보완될 수 있고, 여기서 본 발명의 다른 변형 실시예가 도시된다.This object is achieved by a method having the features according to claims 1 and 13 of the present application and an electrode precursor according to claim 12. Advantageous development examples of the invention are indicated in the dependent claims. The features listed individually in the claims may be combined with each other in a technically meaningful manner, supplemented by details of the drawings and / or facts to be described from the detailed description, wherein another variant embodiment of the invention is shown. .

본 발명에 따른 방법은 전극 전구체의 제조 방법이고,The method according to the present invention is a method for producing an electrode precursor,

- 전극 페이스트를 혼합하거나 또는 획득하는 단계, 및-Mixing or obtaining electrode paste, and

- 전극 전구체를 획득하기 위해 전극 페이스트를 열처리하는 단계-Heat-treating the electrode paste to obtain the electrode precursor

를 적어도 포함한다.It includes at least.

본 방법은 열처리 단계 이전에, 이러한 열처리 단계를 통해 탈기되고 및/또는 연소되는 기공 형성 입자를 전극 페이스트에 제공하는 것을 특징으로 한다.The method is characterized in that, prior to the heat treatment step, pore forming particles that are degassed and / or burned through this heat treatment step are provided to the electrode paste.

본 경우에, 전극 전구체라 함은 제조 중인 배터리 전극으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따르면, 배터리 전극의 제조는 배터리 셀 내에 배터리 전극을 설치하기 직전 또는 상기 배터리 전극의 설치와 함께 종료된다. 그러나, 제조는 이러한 설치에 대해 약간의 시간 전에 완전히 종료되는 것으로 또한 고려될 수 있다. 본 발명에 따른 의미에서, 전극 전구체라 함은, 특히 전극 페이스트가 도체 필름, 예를 들어 구리 또는 알루미늄 상에 이미 도포되어 있는, 전극 제조 공정의 중간 생성물인 것으로 이해되어야 한다. 바람직하게는, 또한 이미 건조 공정을 수행한 전극 제조 공정의 중간 생성물, 특히 바람직하게는 배터리 셀에 설치하기 바로 직전에 존재하는 배터리 전극 제조 공정의 중간 생성물이다.In this case, the term electrode precursor should be understood as the battery electrode being manufactured. According to the present invention, the manufacture of the battery electrode is ended just before installing the battery electrode in the battery cell or with the installation of the battery electrode. However, it can also be considered that manufacturing is completely ended before some time for this installation. In the sense according to the invention, it should be understood that the electrode precursor is an intermediate product of the electrode manufacturing process, in particular the electrode paste is already applied on a conductor film, for example copper or aluminum. Preferably, it is also an intermediate product of the electrode manufacturing process that has already undergone a drying process, particularly preferably an intermediate product of the battery electrode manufacturing process that is present immediately before installation in the battery cell.

본 발명에서 기공 형성 입자라 함은, 예컨대 정해진 직경을 갖고 및/또는 형상이 다르게 정의되어, 연소 및/또는 탈기 시 전극 전구체 내에 정해진 공간을 남겨놓는 입자인 것으로 이해되어야 한다. 공극율 생성을 위해 입자를 사용하는 것은, 공극율이 제조 공정의 범위에서 능동적으로 설정될 수 있다는 이점을 갖는다.In the present invention, the pore-forming particles should be understood as particles that have a defined diameter and / or a different shape, for example, leaving a defined space in the electrode precursor during combustion and / or degassing. The use of particles for porosity generation has the advantage that porosity can be actively set within the scope of the manufacturing process.

전극 페이스트 내에 기공 형성 입자를 제공한다는 것은, 본 발명에 따른 의미에서, 내부가 기공 형성 입자가 존재하는 전극 페이스트가 획득되고 및/또는 선택되고 및/또는 능동적으로 혼합된다는 것을 의미할 수 있다.Providing the pore-forming particles in the electrode paste may mean, in the sense according to the invention, that the electrode paste in which the pore-forming particles are present is obtained and / or selected and / or actively mixed.

열처리 단계 후에 또는 열처리 단계 중에 탈기된 및/또는 연소된 입자는 전극 전구체에 정해진 기공을 남겨 놓는다. 입자 현탁액의 가능한 추후 침투에 의해, 이러한 기공은 특히 적합한 공간 사용 하에 채워질 수 있다. 따라서, 기공 형성 입자를 선택할 때, 입자 현탁액의 성질, 특히 함유된 입자의 크기 및/또는 형상이 고려될 수 있다.The degassed and / or burned particles after the heat treatment step or during the heat treatment step leave defined pores in the electrode precursor. By possible future penetration of the particle suspension, these pores can be filled under particularly suitable space use. Thus, when selecting pore-forming particles, the nature of the particle suspension, particularly the size and / or shape of the particles contained, can be taken into account.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예에서, 전극 페이스트는 활물질 입자를 함유하고, 제조 방법은,In one embodiment of the method according to the present invention, the electrode paste contains the active material particles, and the manufacturing method comprises:

- 고체 전해질 재료 입자 현탁액을 침투시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises the step of infiltrating the solid electrolyte material particle suspension.

이는 전극 전구체를 제조하는 데 사용되는 전극 페이스트가 활물질을 함유하는 것으로 이해되어야 한다. 제조 동안, 이러한 전극 페이스트로부터, 실질적으로 활물질 입자로 이루어진 다공성의 매트릭스가 생성될 수 있으며, 이어서 이러한 다공성 매트릭스 내에는 고체 전해질 재료 입자를 갖는 현탁액이 침투된다. 특히 유리하게는, 전극 페이스트 내의 기공 형성 입자는 고체 전해질 재료 입자의 크기 및 형상으로 조정되므로, 고체 전해질 재료 입자가 기공을 완전히 또는 실질적으로 완전히 채울 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 기공 형성 입자의 크기 및 형상은 실질적으로 고체 전해질 재료 입자의 크기 및 형상 및/또는 그의 정수배에 대응한다. 이를 통해, 제조 공정의 끝에서 특히 낮은 공극율을 갖는 전극 전구체가 생성된다.It should be understood that the electrode paste used to prepare the electrode precursor contains an active material. During manufacture, from this electrode paste, a porous matrix consisting essentially of active material particles can be produced, and then a suspension with solid electrolyte material particles is permeated into this porous matrix. Particularly advantageously, the pore forming particles in the electrode paste are adjusted to the size and shape of the solid electrolyte material particles, so that the solid electrolyte material particles can completely or substantially fill the pores. In a particularly preferred embodiment, the size and shape of the pore-forming particles substantially corresponds to the size and shape of the particles of the solid electrolyte material and / or integer multiples thereof. This produces electrode precursors with particularly low porosity at the end of the manufacturing process.

추가의 실시예에서, 전극 페이스트는 고체 전해질 재료 입자를 함유하고, 제조 방법은,In a further embodiment, the electrode paste contains particles of solid electrolyte material, and the method of manufacture comprises:

- 활물질 입자 현탁액을 침투시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.-It characterized in that it further comprises the step of penetrating the active material particle suspension.

이러한 경우에, 제조 단계에서 전극 페이스트로부터, 실질적으로 고체 전해질 재료로 이루어진 다공성의 매트릭스가 생성되고, 이어서 이러한 다공성의 매트릭스 내에는 활물질 입자를 갖는 현탁액이 침투된다. 이 경우, 특히 유리하게는 기공 형성 입자는 현탁액에서의 활물질 입자의 크기 및 형상으로 적응된다. 특히 바람직한 실시예에서, 기공 형성 입자의 크기 및 형상은 실질적으로 활물질 입자의 크기 및 형상 및/또는 그의 정수배에 대응한다. 따라서, 제조 공정의 끝에서 특히 낮은 공극율을 갖는 전극 전구체가 생성된다.In this case, a porous matrix of substantially solid electrolyte material is produced from the electrode paste in the manufacturing step, and then a suspension with active material particles is penetrated into the porous matrix. In this case, particularly advantageously, the pore-forming particles are adapted to the size and shape of the active material particles in suspension. In a particularly preferred embodiment, the size and shape of the pore-forming particles substantially corresponds to the size and shape of the active material particles and / or integer multiples thereof. Thus, an electrode precursor having a particularly low porosity is produced at the end of the manufacturing process.

본 발명에 따르면, 고체 전해질 입자는 또한 고체 전해질 전구체 재료, 예를 들어 Li2S 및/또는 P2S5로 이루어진 입자일 수 있으며, 이는 고체 전해질 재료를 형성하도록 추가의 제조 단계, 특히 열처리 단계에서만 반응한다.According to the invention, the solid electrolyte particles can also be solid electrolyte precursor materials, for example particles consisting of Li 2 S and / or P 2 S 5 , which are further produced to form a solid electrolyte material, in particular a heat treatment step. Only responds.

활물질로서는 예를 들어 LCO, NCM LFP 또는 HV.스피넬이 사용될 수 있다. 활물질 입자에는 예를 들어 LiNbO3 및/또는 NCM으로 이루어진 코팅이 또한 제공될 수 있다.As the active material, for example, LCO, NCM LFP or HV. Spinel can be used. The active material particles may also be provided with a coating consisting of, for example, LiNbO 3 and / or NCM.

특히 바람직한 실시예에서, 침투시키는 단계는 진공에서 수행된다. 여기서 진공이라 함은, 작업물에, 즉 제조 중인 전극 전구체에 주위 압력보다 더 낮은 압력이 존재하는 상태인 것으로 이해되어야 한다.In a particularly preferred embodiment, the step of infiltrating is performed in vacuum. It should be understood that a vacuum here is a state in which a pressure lower than the ambient pressure is present in the work piece, that is, the electrode precursor being manufactured.

추가의 실시예에서, 현탁액에 전도성 첨가제가 제공될 수 있다. 전도성 첨가제는 배터리 전극에서 활물질과 고체 전해질 사이의 계면 저항을 감소시킨다. 고체 전해질 현탁액 또는 활물질 현탁액이 침투될 때, 이는 기공 형성 입자의 크기의 설계 및/또는 선택 시에 고려될 수 있다. 따라서, 전도성 첨가제는 제조 공정 중에 활물질과 고체 전해질 사이에 최적으로 추가될 수 있다. 전도성 첨가제로서, 예를 들어 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙이 사용될 수 있다.In a further embodiment, a conductive additive can be provided to the suspension. The conductive additive reduces the interface resistance between the active material and the solid electrolyte at the battery electrode. When a solid electrolyte suspension or an active material suspension is infiltrated, it can be taken into account when designing and / or selecting the size of the pore-forming particles. Thus, conductive additives can be optimally added between the active material and the solid electrolyte during the manufacturing process. As the conductive additive, for example, carbon black or acetylene black can be used.

제조 방법의 일 실시예에서, 열처리 단계는 실질적으로 기공 형성 입자의 분해 임계값 초과의 온도 및/또는 활물질 및/또는 고체 전해질 재료의 분해 임계값 미만의 온도에서 수행된다. 이를 통해, 기공 형성 입자는 열처리 단계 중에 분해되고, 기공 형성 입자의 크기 및 형상 및/또는 그의 정수배에 실질적으로 대응할 수 있는 기공을 형성한다. 활물질 및/또는 고체 전해질의 분해 임계값 미만의 온도에서 처리 단계를 수행함으로 인해, 이러한 재료들이 열처리 단계 중에 분해되고 및/또는 화학적으로 변환되는 것이 유리하게 방지된다.In one embodiment of the manufacturing method, the heat treatment step is performed at a temperature substantially above the decomposition threshold of the pore-forming particles and / or a temperature below the decomposition threshold of the active material and / or solid electrolyte material. Through this, the pore-forming particles are decomposed during the heat treatment step, and pores capable of substantially corresponding to the size and shape of the pore-forming particles and / or integer multiples thereof are formed. By performing the treatment step at a temperature below the decomposition threshold of the active material and / or solid electrolyte, it is advantageously prevented that these materials are decomposed and / or chemically converted during the heat treatment step.

실시예들의 그룹에서, 전극 페이스트는 바인더 재료를 함유한다. 이러한 경우, 열처리 단계는 또한 실질적으로 바인더 재료의 분해 임계값을 초과하는 온도에서 수행될 수 있다. 이를 통해 유리하게는, 바인더는 전극 전구체로부터 배출되고, 이에 의해 전극 전구체에서 전기 화학적 비활성 재료의 성분이 감소된다. 특히 바람직하게는, 바인더 재료는 전도성 첨가제로서 작용하는 재료를 함유하고, 상기 재료는 바인더의 분해 후에 남아 있고 및/또는 분해 중에 전도성 첨가제로서 작용하는 재료를 형성한다. 예를 들어 셀룰로오스에 기초한 바인더의 연소에 의해 전도성 카본 블랙이 생성될 수 있다.In the group of embodiments, the electrode paste contains a binder material. In this case, the heat treatment step can also be performed at a temperature substantially exceeding the decomposition threshold of the binder material. Advantageously through this, the binder is discharged from the electrode precursor, whereby the components of the electrochemically inert material in the electrode precursor are reduced. Particularly preferably, the binder material contains a material that acts as a conductive additive, which material remains after decomposition of the binder and / or forms a material that acts as a conductive additive during decomposition. Conductive carbon black can be produced, for example, by combustion of a cellulose-based binder.

바람직하게는, 열처리 단계는 소결 공정 단계로서 수행된다. 이를 통해, 추후에 전극 전구체의 구조를 구성하는 전극 페이스트에 존재하는 입자가 서로 결합된다. 이를 통해, 바인더가 완전히 또는 부분적으로 사용될 수 없게 된다. 특히 바람직하게는, 소결 공정 단계는 바인더의 분해 임계값 초과의 온도에서 수행되므로, 추후에 전극 전구체의 구조를 구성하는 재료들의 결합과 실질적으로 동시에, 이 경우 사용되지 않는 바인더가 전극 전구체로부터 제거되고, 이에 의해 전극 전구체에 의해 제조된 배터리 셀의 에너지 밀도가 추가로 증가될 수 있다.Preferably, the heat treatment step is performed as a sintering process step. Through this, particles present in the electrode paste constituting the structure of the electrode precursor are combined with each other. Through this, the binder cannot be used in whole or in part. Particularly preferably, the sintering process step is performed at a temperature above the decomposition threshold of the binder, so that at a later time substantially at the same time as the bonding of the materials constituting the structure of the electrode precursor, in this case the unused binder is removed from the electrode precursor , Whereby the energy density of the battery cell produced by the electrode precursor can be further increased.

다른 바람직한 실시예에서, 열처리 단계는 열 프레스 단계로서 수행된다. 이러한 단계는 또한 이미 수행된 본 발명에 따른 열처리 단계에 대해 추가적으로 수행될 수 있다. 열 프레스 단계로서 수행하는 것은 전극 전구체를 압축하여 잔류 공극율을 훨씬 더 감소시키기 위해, 이러한 단계가 또한 전극 제조 중에 종종 기본적으로 사용된다는 이점을 갖는다. 따라서, 단지 열 프레스 단계의 공정 파라미터가, 예를 들어 기공 형성 입자에 적응되는 것이 필요할 뿐이다.In another preferred embodiment, the heat treatment step is performed as a heat press step. This step can also be carried out in addition to the heat treatment step according to the invention which has already been carried out. Performing as a heat press step has the advantage that, in order to compress the electrode precursor to further reduce the residual porosity, this step is also often used basically during electrode manufacturing. Therefore, it is only necessary that the process parameters of the heat press step are adapted to, for example, pore forming particles.

실시예들의 그룹에서, 기공 형성 입자는 고분자 기반 입자이다. 이는 배터리 제조에서 고분자 기반 재료를 사용하는 것이 공지되어 있고, 따라서 제조 공정으로의 통합이 특히 간단히 구현될 수 있다는 이점을 갖는다.In the group of embodiments, the pore forming particles are polymer based particles. This has the advantage that it is known to use polymer-based materials in battery manufacturing, and thus integration into the manufacturing process can be implemented particularly simply.

기공 형성 입자는 실질적으로 또는 완전히The pore-forming particles may be substantially or completely

- 셀룰로오스-Cellulose

- 사카라이드-Saccharide

- 그래파이트-Graphite

- 탄소 섬유-Carbon fiber

- 전도성 카본 블랙-Conductive carbon black

중 하나 이상의 재료로 이루어지는 입자인 것이 또한 가능하다.It is also possible that the particles are made of one or more of the materials.

이러한 재료들은 전극 제조 시 사용되는 것으로 입증되었고, 따라서 제조 공정에 특히 양호하게 통합될 수 있다.These materials have been proven to be used in electrode manufacturing, and thus can be particularly well integrated into the manufacturing process.

본 발명은 또한 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되고 및/또는 제조될 수 있는 애노드 또는 캐소드의 전극 전구체에 관한 것이다.The invention also relates to an anode or cathode electrode precursor which can be produced and / or produced by a method according to any one of the preceding claims.

또한, 본 발명은 전극 페이스트의 제조 방법에 관한 것이고,In addition, the present invention relates to a method of manufacturing an electrode paste,

- 활물질 입자 직경의 크기에 따라, 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 최소비를 확인하는 단계,-Checking the minimum ratio of the active material to the solid electrolyte material according to the size of the active material particle diameter,

- 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율에 대한 값을 획득하는 단계,-Obtaining a value for an expected porosity of an electrode that can be produced by an electrode paste to be manufactured,

- 추가로 상기 예상되는 공극율에 기초하여, 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비를 확인하는 단계,-Further determining a target ratio of the active material to the solid electrolyte material based on the expected porosity,

- 활물질의 목표량을 결정하는 단계,-Determining the target amount of active material,

- 적어도 활물질의 목표량 및 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비에 따라, 기공 형성 입자의 목표량 및 목표 유형을 확인하는 단계, 및-Identifying a target amount and target type of pore-forming particles, at least according to the target amount of the active material and the target ratio of the active material to the solid electrolyte material, and

- 활물질 및 기공 형성 입자의 확인된 목표량과 전극 페이스트를 혼합하는 단계-Mixing the electrode target with the identified target amount of active material and pore-forming particles

를 적어도 포함한다.It includes at least.

이러한 방법은 전극 전구체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에 특히 적합한 전극 페이스트를 생성한다. 이 경우 무엇보다도, 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율에 대한 값에 기초하여, 고체 전해질에 대한 활물질의 비가 전극 전구체의 제조 공정에서 결정된다. 이 경우, 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율이라 함은, 전극 전구체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 특정 세트의 공정 파라미터로 수행될 때, 본 발명에 따른 전극 전구체의 제조 공정의 끝에서 설정되는 것으로 예상되는 공극율인 것으로 이해되어야 한다. 이러한 값은 예를 들어 이미 제조된 전극에 의한 일련의 측정으로부터 및/또는 모델에 기초하여 확인될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 값은 입력 파라미터로서 본 방법에 도입된다. 그러나, 공극율은 그 대신에 방법 단계에서 전극 전구체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 공지된 공정 파라미터에 기초하여 결정되는 것도 또한 가능하다.This method produces an electrode paste that is particularly suitable for the method according to the invention for producing an electrode precursor. Above all, in this case, based on the value for the expected porosity of the electrode that can be produced by the electrode paste to be produced, the ratio of the active material to the solid electrolyte is determined in the process of manufacturing the electrode precursor. In this case, the expected porosity of the electrode that can be produced by the electrode paste to be produced is the production of the electrode precursor according to the invention when the method according to the invention for producing the electrode precursor is performed with a specific set of process parameters It should be understood that the porosity is expected to be set at the end of the process. These values can be confirmed, for example, from a series of measurements with electrodes already manufactured and / or based on the model. According to the invention, the value is introduced in the method as an input parameter. However, it is also possible that the porosity is instead determined based on the known process parameters of the method according to the invention for producing an electrode precursor in a method step.

이 경우, 최소비는 적어도 전극 페이스트에 어느 정도의 활물질의 농도가 존재해야 하는지를 결정하고, 이 경우 목표비는 - 확인된 최소비에 의해 한정되어 - 어느 정도의 활물질의 농도가 실제로 설정되는지를 나타낸다. 최소비 및 목표비에 대해 확인된 값은 오직 지정된 변수에 따라 결정될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 변수에 의해서도 또한 결정될 수도 있다.In this case, the minimum ratio determines at least how much active material concentration should be present in the electrode paste, and in this case the target ratio-limited by the identified minimum ratio-indicates how much the active material concentration is actually set. . The values identified for the minimum ratio and the target ratio can be determined not only according to the designated variable, but also by other variables.

고체 전해질 재료에 대한 활물질의 최소비 및/또는 목표비에 대한 값은, 예를 들어 모델 또는 특성 맵에 의해 확인될 수 있다. 이러한 실시예는 특히 신속하게 결과를 공급하고, 실행될 컴퓨터 시스템에 낮은 리소스 소비를 제공하므로, 따라서 배터리 제조에 특히 시간 절약적으로 그리고 비용 효율적으로 통합될 수 있다는 이점을 갖는다.Values for the minimum ratio and / or target ratio of the active material to the solid electrolyte material can be confirmed, for example, by a model or a property map. This embodiment has the advantage that it can be particularly quickly and cost-effectively integrated into battery manufacturing, as it provides results quickly and provides low resource consumption to the computer system to be executed.

바람직한 실시예에서, 본 방법은 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 배터리 셀의 에너지 밀도에 대한 값을 획득하는 단계, 및 추가로 이러한 에너지 밀도에 따라 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비를 확인하는 단계를 특징으로 한다. 이 경우, 에너지 밀도는 일반적으로 전극 페이스트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 전극 페이스트로부터 제조될 수 있는 배터리 셀의 중량 또는 부피당 저장 가능한 전기 에너지로서 정량적으로 지정된다. 그러나, 에너지 밀도는 또한 정성적인 표현으로서 이해될 수도 있고 및/또는 획득될 수 있다. 따라서, 예를 들어 "에너지 셀"로서, 즉 특히 더 높은 전력을 제공하는 것보다는, 특히 많은 전기 에너지를 저장하도록 설계된 배터리 셀로서 분류되거나, 또는 "전력 셀"로서, 즉 특히 많은 전기 에너지를 저장하는 것보다는, 특히 더 높은 전력을 제공하도록 설계된 배터리 셀로서 분류되는 것도 또한 가능하다.In a preferred embodiment, the method comprises obtaining a value for the energy density of a battery cell that can be produced by the electrode paste to be manufactured, and further determining the target ratio of the active material to the solid electrolyte material according to this energy density. It is characterized by. In this case, the energy density is generally specified quantitatively as storable electrical energy per weight or volume of a battery cell, which can be produced from the electrode paste produced by the method according to the invention for preparing the electrode paste. However, energy density can also be understood as a qualitative expression and / or obtained. Thus, for example, as a “energy cell”, ie, as a battery cell, specifically designed to store a lot of electrical energy, rather than providing a higher power, or as a “power cell”, ie a particularly large electrical energy storage It is also possible to classify as battery cells, specifically designed to provide higher power, than to do.

또한, 전극 페이스트의 제조 방법은 활물질 입자 직경의 크기로부터 퍼콜레이션(percolation) 임계값에 대한 값을 확인하는 단계, 및 추가로 퍼콜레이션 임계값에 따라 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비를 확인하는 단계를 특징으로 할 수 있다. 퍼콜레이션 임계값이라 함은, 이러한 맥락에서 전극 전구체 및/또는 그로부터 제조된 전극의 이온 및/또는 전자 전도도가 급격히 증가하는 전극 전구체 내의 활물질의 농도로 이해될 수 있다. 이러한 실시예에서, 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비는 예를 들어 에너지 밀도로서 "에너지 셀" 정보가 획득되는 경우, 실질적으로 퍼콜레이션 임계값 초과의 활물질 농도가 선택되는 방식으로 결정될 수 있는데, 왜냐하면 높은 활물질 농도는 일반적으로 배터리 셀 내에서의 에너지 밀도 증가와 함께 발생하기 때문이다. 반대로, 에너지 밀도로서 "전력 셀" 정보가 획득되는 경우, 실질적으로 퍼콜레이션 임계값에 놓인 활물질 농도가 선택될 수 있는데, 왜냐하면 여기에서는 높은 활물질 농도가 덜 중요하기 때문이다.In addition, the method of manufacturing the electrode paste comprises: checking a value for a percolation threshold from the size of the active material particle diameter, and further checking a target ratio of the active material to a solid electrolyte material according to the percolation threshold Steps can be characterized. The percolation threshold can be understood in this context as the concentration of the active material in the electrode precursor that rapidly increases the ionic and / or electron conductivity of the electrode precursor and / or the electrode produced therefrom. In this embodiment, the target ratio of the active material to the solid electrolyte material can be determined in such a way that an active material concentration substantially above the percolation threshold is selected, for example when “energy cell” information is obtained as the energy density, This is because a high active material concentration generally occurs with increasing energy density in the battery cell. Conversely, if "power cell" information is obtained as the energy density, the active material concentration substantially lying at the percolation threshold may be selected, since high active material concentration is less important here.

본 발명의 다른 이점 및 유리한 실시예 및 개발예는 도면을 참조하여 이하의 설명에 기초하여 설명된다.Other advantages and advantageous embodiments and development examples of the present invention will be described based on the following description with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 실시예의 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예의 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 3은 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율에 따른, 고체 전해질에 대한 활물질의 목표비의 확인 규칙을 개략적으로 도시한다.
도 4는 활물질 입자 직경의 크기에 따른, 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 최소비의 확인 규칙을 개략적으로 도시한다.
1 shows an exemplary process of an embodiment of the method according to the invention.
2 shows an exemplary process of another embodiment of the method according to the invention.
FIG. 3 schematically shows a rule for confirming a target ratio of an active material to a solid electrolyte according to an expected porosity of an electrode that can be prepared by an electrode paste to be manufactured.
Figure 4 schematically shows the rule of identification of the minimum ratio of the active material to the solid electrolyte material according to the size of the active material particle diameter.

도면을 참조하여, 본 발명에 따른 방법의 실시예가 도시된다.Referring to the drawings, an embodiment of the method according to the invention is shown.

도 1은 본 발명의 가능한 실시예에 대한 예시적인 프로세스를 도시한다. 이 경우, 제1 건조 단계(S11)에서, 활물질(40) 그리고 바인더(90) 및 기공 형성 재료(60)를 함유하고, 추가로 이미 도체 필름(30) 상에 도포되어 있는 전극 페이스트(20)로부터 전극 전구체 프리-스테이지(10)가 제조된다. 이어서, 이러한 전극 전구체 프리-스테이지는 추가 방법 단계(S12)에서 소결되고 베이크-아웃(bake-out)된다. 이 경우, 예를 들어 온도와 같은 공정 파라미터는 활물질 입자(40)가 서로 소결된 매트릭스를 형성하는 동시에, 기공 형성제(60) 및 바인더(90)가 분해되거나 또는 탈기되는 방식으로 설정된다. 이어서, 침투 단계(S13)에서 고체 전해질 재료 현탁액(70)이 생성된 매트릭스에 진공 하에 침투된다. 기공 형성 입자(60)의 크기 및 형상은 고체 전해질 재료 현탁액(70)에 존재하는 입자에 적응되기 때문에, 고체 전해질 입자(50)는 기공을 거의 완전히 채운다. 마지막으로, 선택적으로 수행되는 공정 단계(S14)에서 전극 전구체(11)는 열 프레스에 의해 또 한 번 압축되고, 나머지 기공은 축소되거나 또는 실질적으로 폐쇄되므로, 본 발명에 따른 낮은 다공성을 갖는 전극 전구체(12)가 생성된다.1 shows an exemplary process for a possible embodiment of the present invention. In this case, in the first drying step (S11), the electrode paste (20) containing the active material (40) and the binder (90) and the pore-forming material (60), and is already applied on the conductor film (30) The electrode precursor pre-stage 10 is prepared from. Subsequently, this electrode precursor pre-stage is sintered and baked out in a further method step S12. In this case, process parameters such as temperature are set in such a way that the active material particles 40 form a sintered matrix at the same time, while the pore former 60 and the binder 90 decompose or degas. Subsequently, in the permeation step (S13), the solid electrolyte material suspension 70 is permeated under vacuum to the resulting matrix. Since the size and shape of the pore-forming particles 60 are adapted to the particles present in the solid electrolyte material suspension 70, the solid electrolyte particles 50 almost completely fill the pores. Finally, in the optional process step (S14), the electrode precursor 11 is compressed once again by a heat press, and the remaining pores are reduced or substantially closed, so that the electrode precursor has low porosity according to the present invention. (12) is produced.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 대한 다른 예시적인 프로세스를 도시한다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 다르게, 활물질 대신에 고체 전해질 재료(50)를 함유하는 전극 페이스트(20)가 사용된다. 방법 단계(S21 내지 S24)의 공정 파라미터는 이에 따라 전극 페이스트(20)의 변경된 조성에 적응된다. 마지막으로, 침투 단계(S23)에서 고체 전해질 재료 현탁액(70) 대신에, 활물질 현탁액(71)이 침투된다. 전극 페이스트(20) 내의 기공 형성 입자(60)의 크기 및 형상, 그리고 활물질 현탁액(71) 내의 활물질 입자(40)의 크기 및 형상이 또한 서로 조정된다.2 shows another exemplary process for another embodiment of the present invention. In this case, as shown in FIG. 1, an electrode paste 20 containing a solid electrolyte material 50 is used instead of the active material. The process parameters of the method steps S21 to S24 are thus adapted to the modified composition of the electrode paste 20. Finally, in the permeation step (S23), instead of the solid electrolyte material suspension 70, the active material suspension 71 is permeated. The size and shape of the pore-forming particles 60 in the electrode paste 20 and the size and shape of the active material particles 40 in the active material suspension 71 are also adjusted to each other.

도 3은 제조될 전극 페이스트에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율에 따른, 고체 전해질에 대한 활물질의 목표비의 확인 규칙을 도시한다. 이 경우, 5%의 공극율(111), 10%의 공극율(112) 그리고 20%의 공극율(113)이 제공되며, 여기서 가능한 가장 조밀한 패킹의 영역(110)은 전극 내에서 기술적으로 구현될 수 없다. 이 경우, 비표면적(120)에 따라, 주어진 공극율(111, 112, 113)에서 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 목표비(100)가 선택될 수 있다. 비표면적(120) 및 공극율(110, 111, 112, 113)에 대해 도시된 크기는 모두 특성값을 나타내고, 이 특성값은, 전극 전구체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 특정 세트의 공정 파라미터에 의해 수행되는 경우, 본 발명에 따른 전극 전구체의 제조 공정의 끝에서 설정되는 것으로 예상되며, 사전 설정된 공정 파라미터로서 전극 페이스트를 제조하기 위한 방법으로 도입된다. 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 결과적인 비(100)는 예를 들어 도시된 관계가 저장되어 있는 특성 맵으로부터 판독될 수 있다.FIG. 3 shows rules for confirming the target ratio of the active material to the solid electrolyte, according to the expected porosity of the electrode that can be prepared by the electrode paste to be produced. In this case, porosity 111 of 5%, porosity 112 of 10% and porosity 113 of 20% are provided, where the region 110 of the densest packing possible can be technically implemented within the electrode. none. In this case, depending on the specific surface area 120, the target ratio 100 of the active material to the solid electrolyte material may be selected at a given porosity 111, 112, 113. The sizes shown for specific surface area 120 and porosity 110, 111, 112, 113 all represent characteristic values, which are specific to a set of process parameters for the method according to the invention for producing electrode precursors. When performed by, it is expected to be set at the end of the manufacturing process of the electrode precursor according to the present invention, and is introduced as a method for manufacturing the electrode paste as a preset process parameter. The resulting ratio 100 of active material to solid electrolyte material can be read, for example, from a property map in which the depicted relationship is stored.

도 4는 활물질 입자 직경의 크기에 따른, 고체 전해질 재료에 대한 활물질의 최소비의 확인 규칙을 더 도시한다. 전극 페이스트(20)를 제조하기 위해 제공되는 활물질 입자(40)의 직경(130)에 따른 허용 오차 범위를 갖는 퍼콜레이션 임계값(140, 150)이 도시되어 있다. 도시된 관계는 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 최소비를 결정하기 위해, 전극 페이스트(20)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서 사용될 수 있다. 이 경우, "에너지 셀"을 위한 설계에서는 허용 오차 범위의 상한의 값이 선택될 수 있고, "전력 셀"을 위한 설계에서는 허용 오차 범위의 하한의 값이 선택될 수 있다.Figure 4 further shows the rule of identification of the minimum ratio of active material to solid electrolyte material, depending on the size of the active material particle diameter. Percolation thresholds 140 and 150 are shown with tolerances according to the diameter 130 of the active material particles 40 provided for manufacturing the electrode paste 20. The illustrated relationship can be used in the method according to the invention for manufacturing the electrode paste 20 to determine the minimum ratio of the active material 40 to the solid electrolyte material 50. In this case, a value for the upper limit of the tolerance range may be selected in the design for the "energy cell", and a value for the lower limit of the tolerance range may be selected for the design for the "power cell".

S11 : 건조하는 단계 S12 : 소결 및 베이크-아웃하는 단계
S13 : 침투시키는 단계 S14 : 가열/열 프레스하는 단계
S21 : 건조하는 단계 S22 : 소결 및 베이크-아웃하는 단계
S23 : 침투시키는 단계 S24 : 가열/열 프레스하는 단계
10 : 전극 전구체 프리-스테이지
11 : 침투시키는 단계 이후의 전극 전구체
12 : 가열/열 프레스하는 단계 이후의 전극 전구체
20 : 전극 페이스트 30 : 도체 필름
40 : 활물질 50 : 고체 전해질
60 : 기공 형성제 70 : 고체 전해질 재료 현탁액
71 : 활물질 입자 현탁액 80 : 전도성 첨가제
90 : 바인더
100 : 고체 전해질에 대한 활물질의 비 [부피 %]
110 : 조밀한 패킹 111 : 5% 공극율
112 : 10% 공극율 113 : 20% 공극율
120 : 비표면적 [105 ㎡/㎥] 130 : 입자 직경 [㎛]
140 : 퍼콜레이션 임계값 [부피 % 활물질]
S11: Drying step S12: Sintering and baking-out step
S13: Step to infiltrate S14: Step to heat / heat press
S21: Drying step S22: Sintering and baking-out step
S23: Step to infiltrate S24: Step to heat / heat press
10: electrode precursor pre-stage
11: electrode precursor after the step of infiltrating
12: electrode precursor after the step of heating / heat pressing
20: electrode paste 30: conductor film
40: active material 50: solid electrolyte
60: pore former 70: solid electrolyte material suspension
71: active material particle suspension 80: conductive additive
90: binder
100: Ratio of active material to solid electrolyte [% by volume]
110: dense packing 111: 5% porosity
112: 10% porosity 113: 20% porosity
120: specific surface area [10 5 ㎡ / ㎥] 130: particle diameter [㎛]
140: Percolation threshold [% active material by volume]

Claims (15)

전극 전구체(11, 12)의 제조 방법으로서,
- 전극 페이스트(20)를 혼합하거나 또는 획득하는 단계, 및
- 상기 전극 전구체(11, 12)를 획득하기 위해 상기 전극 페이스트(20)를 열처리하는 단계(S12, S14, S22, S24)
를 적어도 포함하는, 상기 전극 전구체의 제조 방법에 있어서,
상기 열처리 단계(S12, S14, S22, S24) 이전에, 상기 열처리 단계(S12, S14, S22, S24)를 통해 탈기 또는 연소되는 기공 형성 입자(60)를 상기 전극 페이스트(20)에 제공하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
As a method for manufacturing the electrode precursors 11 and 12,
-Mixing or obtaining the electrode paste 20, and
-Heat-treating the electrode paste 20 to obtain the electrode precursors 11 and 12 (S12, S14, S22, S24)
In the production method of the electrode precursor, including at least,
Prior to the heat treatment steps (S12, S14, S22, S24), providing the electrode paste 20 with pore-forming particles 60 that are degassed or burned through the heat treatment steps (S12, S14, S22, S24) The manufacturing method characterized by the above.
제1항에 있어서, 상기 전극 페이스트(20)는 활물질 입자(40)를 함유하고,
상기 제조 방법은
- 고체 전해질 재료 입자 현탁액(70)을 침투시키는 단계(S13, S23)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
According to claim 1, The electrode paste 20 contains the active material particles 40,
The manufacturing method
-Infiltrating the solid electrolyte material particle suspension 70 (S13, S23)
The manufacturing method further comprising a.
제1항에 있어서, 상기 전극 페이스트(20)는 고체 전해질 재료 입자(50)를 함유하고,
상기 제조 방법은
- 활물질 입자 현탁액(71)을 침투시키는 단계(S13, S23)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
The electrode paste (20) according to claim 1, wherein the electrode paste (20) contains solid electrolyte material particles (50),
The manufacturing method
-Infiltrating the active material particle suspension (71) (S13, S23)
The manufacturing method further comprising a.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 침투시키는 단계(S13, S23)는 진공에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method according to claim 2 or 3, wherein the step of infiltrating (S13, S23) is performed in a vacuum. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 현탁액(70, 71)에 전도성 첨가제(80)가 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the suspension (70, 71) is provided with a conductive additive (80). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계(S12, S14, S22, S24)는 상기 기공 형성 입자(60)의 분해 임계값 초과의 온도 또는 활물질(40) 또는 고체 전해질 재료(50)의 분해 임계값 미만의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment step (S12, S14, S22, S24) is a temperature above the decomposition threshold of the pore-forming particles 60 or the active material 40 or solid electrolyte material The manufacturing method characterized in that it is carried out at a temperature below the decomposition threshold of (50). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 페이스트(20)는 바인더 재료(90)를 함유하고, 상기 열처리 단계(S12, S14, S22, S24)는 또한 상기 바인더 재료(90)의 분해 임계값을 초과하는 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.4. The electrode material (20) according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode paste (20) contains a binder material (90), and the heat treatment steps (S12, S14, S22, S24) also comprise the binder material (90). The manufacturing method characterized in that it is carried out at a temperature exceeding the decomposition threshold of. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계(S12, S22)는 소결 공정 단계(S12, S22)로서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment steps (S12, S22) are performed as a sintering process step (S12, S22). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계(S14, S24)는 열 프레스 단계(S14, S24)로서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment steps (S14, S24) are performed as heat press steps (S14, S24). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 형성 입자(60)는 고분자 기반 입자인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pore-forming particles (60) are polymer-based particles. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기공 형성 입자(60)는,
- 셀룰로오스
- 사카라이드
- 그래파이트
- 탄소 섬유
- 전도성 카본 블랙
중 하나 이상의 재료로 이루어지는 입자인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pore-forming particles (60),
-Cellulose
-Saccharide
-Graphite
-Carbon fiber
-Conductive carbon black
It is a manufacturing method characterized in that the particles made of at least one material.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 또는 제조될 수 있는 애노드 또는 캐소드의 전극 전구체(11, 12).An electrode precursor (11, 12) of an anode or a cathode, which may or may be produced by the method according to any one of claims 1 to 3. 전극 페이스트(20)의 제조 방법에 있어서,
- 활물질 입자 직경(130)의 크기에 따라, 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 최소비를 확인하는 단계,
- 제조될 전극 페이스트(20)에 의해 제조 가능한 전극의 예상되는 공극율(110, 111, 112, 113)에 대한 값을 획득하는 단계,
- 추가로 상기 예상되는 공극율(110, 111, 112, 113)에 기초하여, 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 목표비를 확인하는 단계,
- 활물질(40)의 목표량을 결정하는 단계,
- 적어도 활물질(40)의 상기 목표량 및 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 상기 목표비에 따라, 기공 형성 입자(60)의 목표량 및 목표 유형을 확인하는 단계, 및
- 활물질(40) 및 기공 형성 입자(60)의 상기 확인된 목표량과 전극 페이스트(20)를 혼합하는 단계
를 적어도 포함하는 제조 방법.
In the manufacturing method of the electrode paste 20,
-According to the size of the active material particle diameter 130, checking the minimum ratio of the active material 40 to the solid electrolyte material 50,
-Obtaining a value for expected porosity (110, 111, 112, 113) of the electrode that can be produced by the electrode paste (20) to be manufactured,
-Further, based on the expected porosity (110, 111, 112, 113), checking the target ratio of the active material 40 to the solid electrolyte material 50,
-Determining a target amount of the active material 40,
-Confirming the target amount and target type of the pore-forming particles 60, according to at least the target amount of the active material 40 and the target ratio of the active material 40 to the solid electrolyte material 50, and
-Mixing the identified target amount of the active material 40 and the pore-forming particles 60 with the electrode paste 20
Manufacturing method comprising at least.
제13항에 있어서, 제조될 전극 페이스트(20)에 의해 제조 가능한 배터리 셀의 에너지 밀도에 대한 값을 획득하는 단계, 및 추가로 상기 에너지 밀도에 따라 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 목표비를 확인하는 단계를 특징으로 하는 제조 방법.14. The method of claim 13, wherein the step of obtaining a value for the energy density of the battery cell that can be produced by the electrode paste (20) to be manufactured, and further, the active material (40) for the solid electrolyte material (50) according to the energy density The manufacturing method characterized in that the step of confirming the target ratio. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 활물질 입자 직경(130)의 상기 크기로부터 퍼콜레이션(percolation) 임계값(140)에 대한 값을 확인하는 단계, 및 추가로 상기 퍼콜레이션 임계값(140)에 따라 고체 전해질 재료(50)에 대한 활물질(40)의 목표비를 확인하는 단계를 특징으로 하는 제조 방법.15. The method of claim 13 or 14, further comprising: identifying a value for a percolation threshold (140) from the size of the active material particle diameter (130), and additionally the percolation threshold (140). According to the manufacturing method characterized in that the step of confirming the target ratio of the active material 40 to the solid electrolyte material (50).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130136117A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 Sulfur electrode of lithium sulfur battery and manufacturing method for the same, and lithium sulfur battery appling the same
JP5406447B2 (en) * 2007-12-11 2014-02-05 大阪ガスケミカル株式会社 Method for producing negative electrode active material sheet for lithium ion secondary battery
KR20170012962A (en) * 2015-07-27 2017-02-06 한국전기연구원 all solid state battery and its making method
JP2018063850A (en) * 2016-10-13 2018-04-19 凸版印刷株式会社 Laminate green sheet, all-solid type secondary battery, and method for fabricating the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150056520A1 (en) 2012-03-01 2015-02-26 Johnson Ip Holding, Llc Impregnated sintered solid state composite electrode, solid state battery, and methods of preparation
JP2014154236A (en) * 2013-02-05 2014-08-25 Seiko Epson Corp Method for manufacturing electrode composite body
JP2016219130A (en) * 2015-05-15 2016-12-22 セイコーエプソン株式会社 Solid electrolyte battery, electrode assembly, composite solid electrolyte, and method for manufacturing solid electrolyte battery
DE102016220675A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Robert Bosch Gmbh Production of a structured active material for an electrochemical cell and / or battery
CN108258323B (en) * 2018-01-30 2019-09-10 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 A kind of production method of high specific energy solid lithium battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5406447B2 (en) * 2007-12-11 2014-02-05 大阪ガスケミカル株式会社 Method for producing negative electrode active material sheet for lithium ion secondary battery
KR20130136117A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 현대자동차주식회사 Sulfur electrode of lithium sulfur battery and manufacturing method for the same, and lithium sulfur battery appling the same
KR20170012962A (en) * 2015-07-27 2017-02-06 한국전기연구원 all solid state battery and its making method
JP2018063850A (en) * 2016-10-13 2018-04-19 凸版印刷株式会社 Laminate green sheet, all-solid type secondary battery, and method for fabricating the same

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