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KR20120135700A - 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물 및 에너지 저장 장치의 전극 제조방법 - Google Patents

에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물 및 에너지 저장 장치의 전극 제조방법 Download PDF

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KR20120135700A
KR20120135700A KR1020110054558A KR20110054558A KR20120135700A KR 20120135700 A KR20120135700 A KR 20120135700A KR 1020110054558 A KR1020110054558 A KR 1020110054558A KR 20110054558 A KR20110054558 A KR 20110054558A KR 20120135700 A KR20120135700 A KR 20120135700A
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KR
South Korea
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energy storage
binder composition
electrode
storage device
galactomannan
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020110054558A
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Inventor
레미조프 세르게이
미씨 크리이그
민홍석
김배균
정현철
Original Assignee
삼성전기주식회사
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Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
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Priority to US13/486,663 priority patent/US20120313051A1/en
Priority to JP2012127746A priority patent/JP2012256596A/ja
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Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물 및 에너지 저장 장치의 전극 제조방법에 관한 것으로, 갈락토만난(Galactomannan)을 주요 성분으로 하여 구성되며, 종래의 바인더들에 비하여 현저히 적은 양으로 충분한 결합력을 얻을 수 있게 되므로 동일한 중량의 에너지 저장 장치를 구현할 경우 더 많은 활물질을 포함할 수 있게 되므로 에너지밀도가 향상되는 동시에 친환경적이라는 유용한 효과를 제공한다.

Description

에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물 및 에너지 저장 장치의 전극 제조방법{BINDER COMPOSITION FOR MANUFACTURING ELECTRODE OF ENERGY STORAGE DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE OF ENERGY STORAGE DEVICE}
본 발명은 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물 및 에너지 저장 장치의 전극 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 갈락토만난 및/또는 다당류 등을 포함하는 바인더 조성물 및 전극 제조방법에 관한 것이다.
정보통신 기기와 같은 각종 전자제품에서 안정적인 에너지의 공급은 중요한 요소가 되고 있다. 일반적으로 이러한 기능은 전지(Battery)가 수행하게 되는데, 최근들어 휴대용 기기의 비중이 높아짐에 따라 수천 내지 수만 회 이상 충방전을 반복하면서 기기에 에너지를 공급할 수 있는 이차전지가 대세를 이루고 있다.
한편, 이차전지의 대표적인 예로써 리튬이온 이차전지가 있는데, 상기 리튬이온 이차전지는 높은 에너지밀도로 인하여 작고 가볍지만 장시간 동안 안정적인 전원공급이 가능하다는 장점이 있지만, 파워밀도가 낮아 순간출력이 낮으며, 충전에 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 충방전에 따른 수명 또한 수천 회 정도로 짧다는 한계가 있다.
상기와 같은 리튬이온 이차전지의 한계점을 보완하기 위하여 최근 화두로 떠오르고 있는 울트라 커패시터 또는 슈퍼커패시터라 불리는 장치는 빠른 충방전 속도, 높은 안정성, 그리고 친환경적 특성으로 인해, 차세대 에너지 저장 장치로 각광받고 있다. 상기와 같은 울트라 커패시터 또는 슈퍼커패시터는 리튬이온 이차전지에 비하여 에너지밀도는 낮은 편이지만 파워밀도가 리튬이온 이차전지에 비하여 수십 내지 수백 배 이상 크고, 충방전 수명 또한 수십만 회 이상이 될 뿐만 아니라, 수 초 만에 완전충전이 가능할 정도로 충방전 속도가 매우 빠르다는 장점이 있다.
일반적으로 2차 전지 및 슈퍼 캐패시터와 같은 에너지 저장 장치의 전극은 활성탄이나 흑연 등의 활물질(active material)과 도전재(conducting agent)를 포함하는 슬러리를 집전체인 구리 또는 알루미늄 등의 금속판에 도포하여 만들어진다.
이때, 상기 활물질 등을 집전체에 결합하기 위하여 바인더(Binder)가 사용되는데, 상기 바인더는 에너지 저장 장치의 용량, 슬러리 조성물의 경도 및 점성, 그리고 전극의 제조 용이성 및 전기 화학적 기능의 안정화 등의 특성에 매우 큰 영향을 준다.
바인더의 기능을 더욱 구체적으로 살펴보면, 바인더는 활물질 입자들 사이의 결합력 및 활물질과 집전체 사이의 결합력을 제공하고, 유연성, 탄성, 접착성 등 기계적 특성을 제공하며, 전극 활물질을 집전체에 코팅하는 공정이 효율적으로 진행될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
한편, 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 바인더로는 카르복시 메틸 셀룰로오스(Carboxy Methyl Cellulose:CMC) 등이 있다.
도 1은 활물질 및 도전재가 바인더와 함께 용매에 혼합 교반된 경우를 예시하고 있다. 도 1의 (a)에서 보인 바와 같이, 자유 바인더는 활물질 및 도전재 입자에 병합 될 수 있고, 이렇게 병합된 바인더는 자유바인더와 함께 유기적인 결합을 이루며 결속될 수 있다.
한편, (b) 내지 (d)에서는 바인더의 양이 너무 적거나(b), 너무 많은 경우(d) 및 적당한 경우(c)를 예시하고 있다. 도면에서 예시한 바와 같이 바인더의 양이 너무 적은 경우(b) 활물질 등의 결합력이 너무 낮아져서 제조단계 또는 결합 후 입자들이 전극에서 쉽게 떨어져 나오게 되어 침전될 수 있으며, 바인더의 양이 너무 많은 경우(d) 전극에서 바인더가 차지하는 무게가 커지며, 이에 따라 에너지 저장 장치의 에너지밀도가 상대적으로 감소하게 된다.
도 2는 전단-박화(shear-thinning)정도에 따른 점도를 유동학(rheology)적인 관점에서 보인 그래프이다.
도 2의 (a)에서 보인 바와 같이, 전단률(shear rate)이 낮을수록 분자의 뒤엉킴이 크고 방향성이 낮아지며 점도가 높아지고, 전단률이 높을수록 뒤엉킴이 적고 방향성이 커져 점도는 낮아지게 된다.
상기와 같은 원리가 바인더와 활물질 및 도전재와의 결합에 적용된 예를 도 2의 (b)에서 예시하고 있는데, 같은 양의 바인더가 사용되더라도 전단률이 높을수록 점도가 낮아지며 입자들 사이의 결합력 또한 낮아진다는 점을 확인할 수 있다.
한편, 도 3에서는 종래에 널리 사용되고 있는 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로오스(Na - Carboxy Methyl Cellulose : Na - CMC)의 분자구조를 예시하고 있는데, 도면에서 예시한 바와 같이, Na-CMC는 전단률이 비교적 큰 편임을 알수 있다.
도 3에서 예시한 Na - CMC를 포함하여 종래에 보편적으로 사용되던 CMC 계열의 바인더는 전단률이 높아 점도가 상대적으로 낮은 편이었기 때문에, 많은 양의 바인더를 사용해야만 원하는 정도의 결합력을 확보할 수 있다.
그러나, 바인더의 양이 많아질수록 전극의 전기전도성은 급격하게 저하된다.
또한, 일정한 중량의 에너지 저장 장치를 제조함에 있어서, 바인더의 함량이 높아질수록 상대적으로 활물질의 함량이 줄어들어야 하므로, 에너지밀도 또한 감소된다.
또한, 바인더의 양이 많아지게 되면 활성탄 등과 같은 다공성 활물질의 구멍을 막아 활성을 감소시키므로 출력특성이 나빠지게 되며, 이차전지에서 전극의 표면을 바인더가 차지하게 되면 이온 교환 메커니즘을 방해하여 출력이 감소된다.
한편, CMC 계열의 바인더 이외에도 종전에 널리 사용되고 있는 폴리불화비닐리덴(PVDF)의 경우, 비수용성 물질이므로 휘발성 유기화합물인 N-메틸-피로리돈(N-Methyl-pyrrolidone)을 용매로 사용해야 하므로 제조공정에서 환경오염문제를 유발한다는 문제점이 있다.
이에 따라, 최소한의 양으로도 전극 물질의 분산특성이나 전극의 기계적 강도를 감소시키지 않으면서 충분한 결합력을 얻을 수 있는 바인더를 개발하기 위한 연구가 지속되고 있다.
또한, 환경오염문제를 유발하지 않고, 제조가 용이하면서도 전기적으로 우수한 특성을 구현할 수 있는 는 친환경적인 바인더의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 갈락토만난 등을 이용하여 환경오염문제가 없고, 소량으로도 충분한 결합력을 제공할 수 있는 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더 조성물을 이용하여 에너지 저장 장치의 전극 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물은, 갈락토만난(Galactomannan)을 포함할 수 있다.
또한, 다당류(Polysaccharides)를 포함할 수 있다.
또한, 갈락토만난과 다당류의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 갈락토만난과 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives)의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 이당류, 삼당류, 사당류 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질과 갈락토만난의 혼합물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 갈락토만난은 구아 검(Guar gum), 타라 검(Tara gum), 메뚜기콩 검(Locust bean gum), 페누그릭 검(Fenugreek gum), 케서 검(Cassia gum)으로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 다당류는 크산탄(Xanthan), 겔란(Gellan), 웰란(Wellan), 람산(rhamsan), 시조필란(schizophyllan), 스크렐로글루칸(scleroglucan), 알지네이트(alginate), 카라기난(carageenan), 팩틴(pectin)으로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
이때, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 1 내지 99 wt% 일 수 있으며, 바람직하게는, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 5 내지 95 wt% 일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 20 내지 80 wt% 일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장 장치의 전극 제조방법은, 활물질과 도전재 및 바인더를 포함하여 슬러리를 만들고 집전체에 도포하여 전극을 제조하는 방법에 있어서, 전술한 바인더 조성물과 활물질 및 도전재를 건조상태에서 혼합 및 교반하는 단계; 및 상기 단계에서 준비된 물질을 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 용매와 전술한 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계; 및 상기 단계에서 준비된 물질과 활물질 및 도전재를 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계;를 포함할 수도 있다.
이때, 상기 용매는 물을 포함할 수 있으며, 에탄올을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계 및/또는 상기 용매와 전술한 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계는 0 내지 100℃ 환경에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 90℃ 환경에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 슬러리 전체의 중량을 기준으로, 상기 바인더 조성물의 함량은 0.1 내지 2 wt%범위가 되도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 바인더 조성물은 수용성으로써 N-메틸-피로리돈, PVDF 등과 같은 휘발성 유기화합물을 사용할 필요가 없으므로 친환경적이며, 종래의 바인더들에 비하여 현저히 적은 양으로 충분한 결합력을 얻을 수 있게 되므로 동일한 중량의 에너지 저장 장치를 구현할 경우 더 많은 활물질을 포함할 수 있게 되므로 에너지밀도가 향상된다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 바인더 조성물은 전극 제조과정에서 유독물질이 배출되지 않으며, 소량으로 충분한 결합력을 얻을 수 있으므로 제조공정의 안전성이 확보되고, 공정효율도 증가될 수 있으며, 폐기시에도 환경오염을 전혀 유발하지 않는다.
도 1은 바인더와 활물질 및 도전재가 용매중에 혼합된 모습을 예시한 개략도.
도 2는 바인더의 전단-박화에 따른 점도의 변화를 유동학적 관점으로 보인 그래프,
도 3은 카르복시 메틸 셀룰로오스의 화학구조를 보인 구조도,
도 4는 갈락토만난의 화학구조를 보인 구조도,
도 5는 본 발명에 따른 두 물질의 혼합시 점도의 증가를 보인 그래프,
도 6은 폴리머 농도와 점도의 관계를 보인 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 바인더 조성물은 갈락토만난을 주요 성분으로 하여 구성될 수 있다.
도 4에서는 갈락토만난의 일반적인 화학구조를 예시하고 있는데, 도면에서 예시한 바와 같이, 갈락토만난(galactomannan)은 갈락토스(Galactose)와 만노스(mannose)로 이루어지는 복합다당류의 총칭으로써, 구아 검(Guar gum), 타라 검(Tara gum), 메뚜기콩 검(Locust bean gum), 페누그릭 검(Fenugreek gum), 케서 검(Cassia gum) 등이 이에 해당한다.
갈락토스(galactose)는 육탄당으로, 천연에서는 유리 상태로 존재하는 일이 드물고, 중합체의 상태로 널리 분포한다. 분자식 C6H12O6. 녹는점은 168℃이다. 흰색 가루로 단맛이 나며, 물에 잘 녹고 결정수를 포함하는 것은 118℃이다. D-형, L-형의 광학이성질체가 있으나, 천연으로는 D-형이 많이 존재한다. 일반적으로 갈락토스라고 할 때에는 D-갈락토스를 가리킨다. D-갈락토스는 생물계에 널리 분포하며, 젖당(락토스)?한천?갈락토만난이나 세균 세포벽의 다당 및 당단백질?당지질 등에 함유되어 있다. L-갈락토스는 한천이나 성게알 표면의 젤리, 달팽이의 점액 속에 있는 다당 등에 함유되어 있다. D-갈락토스는 젖당을 산으로 가수분해하여 얻는다. 가수분해물을 농축하여 냉장고 속에 넣어 두면 D-갈락토스의 결정이 생긴다. 생리적으로 중요한 당의 하나로 젖당의 구성 성분이며, 뇌나 신경조직에 다량으로 분포되어 있는 당지질 등, 이것을 구성 성분으로 하는 화합물은 널리 존재한다. 예를 들면, ABO식 혈액형을 결정짓는 것은 적혈구 표면에 있는 당지질의 일종이다. B형 적혈구의 경우, 당지질의 당사슬 끝은 갈락토스이다.
만난(Mannan)은 알파-마노스를 주성분으로 하는 다당류로써, 마노스만으로 이루어진 것도 있으나, 많은 양의 갈락토스나 글루코스를 함유하는 것도 있는데, 이들을 갈락토만난, 글루코만난이라고 한다. 송백류(松柏類: 침엽수)의 목질부에 있는 헤미셀룰로스의 주성분이다. 상아야자(象牙椰子: Phytelephas macrocarpa)의 씨[胚乳], 식물의 저장물질, 구조 성분으로서 널리 분포한다. 상아야자만난이나 난초과 식물의 덩이뿌리 속에 있는 만난은 마노스가 β-1, 4결합에 의해 사슬 모양으로 길게 결합된 구조로, 마노스의 제조원료로 이용된다. 이스트와 바닷말에도 만난이 함유되어 있고, 식품의 일종인 곤약의 주성분인 곤약만난은 마노스와 글루코스가 2:1의 비율로 함유되어 있는 글루코만난이다. 이것은 분자량 약 100만인 고분자 화합물로 물에 녹아 점성질을 띤 풀 모양이 되고, 알칼리에 의해 물에 녹지 않는 곤약이 된다. 사람의 소화액으로는 잘 소화되지 않으나, 달팽이나 괄태충 등의 소화액에는 가수분해된다.
갈락토만난의 구조를 살펴보면, 일반적으로 주된 사슬은 만노스가 -1,4-결합이고, 곁사슬에 갈락토스가 -1,6-결합을 하고 있다. 만노스와 갈락토스의 양비는 2:1 정도이다. 갈락토만난은 물에 녹아 끈적한 친수콜로이드를 만들기 때문에, 증점제, 안정제, 겔화제로써 식품에 폭 넓게 쓰인다.
갈락토만난은 물에 녹았을 때 순수한 물 대비 10 내지 1000배 이상의 점도를 갖기 때문에 바인더 조성물로 사용되어 활물질과 도전재를 집전체에 강력하게 결합시킬 수 있다. 또한, 갈락토만난은 휘발성 유기화합물 등의 환경오염물질이 없이도 물에 용해되어 사용될 수 있기 때문에 매우 친환경적이며, 소량으로 충분한 결합력을 얻어낼 수 있으므로, 동일한 중량의 전극을 제조함에 있어서, 종래의 일반적인 바인더를 사용했을 때 보다 활물질의 함량을 월등히 향상시킬 수 있게 되어 에너지 저장 장치의 에너지밀도 및 용량특성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 바인더 조성물은 다당류(Polysaccharides)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 다당류는 크산탄(Xanthan), 겔란(Gellan), 웰란(Wellan), 람산(rhamsan), 시조필란(schizophyllan), 스크렐로글루칸(scleroglucan), 알지네이트(alginate), 카라기난(carageenan), 팩틴(pectin)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 다당류와 갈락토만난을 혼합하게 되면, 각 물질의 평활하고 매끄러운 영역이 강하게 상호작용함으로써 점도가 크게 상승하는데, 이러한 원리를 활용하여 다당류와 갈락토만난을 혼합하여 바인더 조성물을 구성할 수 있다.
도 5에서는 구아검과 크산탄을 비율을 달리하여 혼합하여 점도를 측정한 결과를 보여주고 있다.
또한, 도 6에서는 본 발명에 따른 물질들 각각의 농도 대비 점도 및 혼합물의 농도 대비 점도를 예시하고 있다. 도면에서 예시한 바와 같이, 물질A와 물질B를 단독으로 사용하여 소정의 점도를 얻기 위해서 필요한 농도보다, 두 물질을 혼합하여 사용할 때 소정의 점도를 얻기 위해서 필요한 농도가 낮음을 확인할 수 있다.
한편, 갈락토만난과 다당류를 혼합함에 있어서, 점도 특성을 최적화 하는 혼합 비율은 사용되는 물질의 종류에 따라 달라질 수 있다.
한편, 갈락토만난은 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives)와 혼합하여 바인더를 구현할 수 있다.
또한, 이당류, 삼당류, 사당류 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질과 갈락토만난의 혼합물로 바인더를 구현할 수도 있다.
또한, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 1 내지 99 wt% 일 수 있으며, 바람직하게는, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 5 내지 95 wt% 일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 20 내지 80 wt% 일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 에너지 저장 장치의 전극 제조방법에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
일반적으로 전극은 활물질 및 도전재를 집전체에 결합하여 만들어지는데, 이때 활물질과 도전재 입자들 사이의 결합 및 활물질, 도전재의 집전체에 대한 결합을 위하여 바인더가 사용된다.
종래의 CMC계열의 바인더를 이용할 경우 활물질, 도전재 및 바인더를 휘발성 유기화합물인 N-메틸-피로리돈을 용매로 하여 용해시켜 슬러리를 만들어 집전체에 도포하고 건조함으로써 전극을 제조하였다.
그러나, 본 발명에 따른 바인더 조성물을 사용하면 바인더 조성물과 활물질 및 도전재를 건조상태에서 혼합 및 교반하고, 용매로 물을 사용하여 슬러리를 만들 수 있다.
또한, 물을 포함하는 용매와 상기 바인더 조성물을 혼합 및 교반한 이후에 활물질 및 도전재를 혼합함으로써 슬러리를 만들 수도 있다.
이때, 상기 용매는 에탄올을 포함할 수도 있다.
한편, 상기 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계 및/또는 상기 용매와 전술한 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계는 0 내지 100℃ 환경에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 90℃ 환경에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 슬러리 전체의 중량을 기준으로, 상기 바인더 조성물의 함량은 0.1 내지 2 wt%범위가 되도록 할 수 있다.
상기와 같이 만들어진 슬러리를 집전체에 도포하여 전극을 만드는 과정은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 자유 바인더
11 : 병합된 바인더
20 : 활물질 및 도전재
30 : 용매

Claims (19)

  1. 갈락토만난(Galactomannan)을 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  2. 다당류(Polysaccharides)를 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  3. 갈락토만난과 다당류의 혼합물을 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  4. 갈락토만난과 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives)의 혼합물을 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  5. 이당류, 삼당류, 사당류 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질과 갈락토만난의 혼합물을 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  6. 제1항 또는 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갈락토만난은 구아 검(Guar gum), 타라 검(Tara gum), 메뚜기콩 검(Locust bean gum), 페누그릭 검(Fenugreek gum), 케서 검(Cassia gum)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다당류는 크산탄(Xanthan), 겔란(Gellan), 웰란(Wellan), 람산(rhamsan), 시조필란(schizophyllan), 스크렐로글루칸(scleroglucan), 알지네이트(alginate), 카라기난(carageenan), 팩틴(pectin)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 1 내지 99 wt% 인
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 5 내지 95 wt% 인
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  10. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합물 중 갈락토만난의 함량은 20 내지 80 wt% 인
    에너지 저장 장치의 전극 제조를 위한 바인더 조성물.
  11. 활물질과 도전재 및 바인더를 포함하여 슬러리를 만들고 집전체에 도포하여 전극을 제조하는 방법에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 바인더 조성물과 활물질 및 도전재를 건조상태에서 혼합 및 교반하는 단계; 및
    상기 단계에서 준비된 물질을 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계;
    를 포함하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  12. 활물질과 도전재 및 바인더를 포함하여 슬러리를 만들고 집전체에 도포하여 전극을 제조하는 방법에 있어서,
    용매와 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계; 및
    상기 단계에서 준비된 물질과 활물질 및 도전재를 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 용매는 물을 포함하는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 용매는 에탄올(ethanol)을 포함하는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계는 0 내지 100℃ 환경에서 수행되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 용매와 혼합 및 교반하여 슬러리로 만드는 단계는 10 내지 90℃ 환경에서 수행되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    용매와 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계는 0 내지 100℃ 환경에서 수행되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  18. 제12항에 있어서,
    용매와 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 바인더 조성물을 혼합 및 교반하는 단계는 10 내지 90℃ 환경에서 수행되는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
  19. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 바인더 조성물의 함량은, 상기 슬러리의 전체 중량 대비 0.1 내지 2 wt%범위가 되도록 하는 것인
    에너지 저장 장치의 전극 제조방법.
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