공침법(Co-Precipitation)원리
침전법의 일종으로서 양이온 용액(금속 염 용액)과 음이온 용액(침전제)를 일정한 양과 속도로 넣음에 따라 반응하면서 핵과 결정을 성장 및 응집을 시키는 원리이며, 결정성장 및 응집으로 인해 무거워진 입자는 용액과의 비중차로 침전됨
공침법의 장점
- 고순도
- 재현성
- 조성설계 용이
- 대량생산화 가능
- 경제성
- 균일성
이차전지소재
"모두에게 사랑받는 감동의 기업" 주식회사 티디엘
고체전해질Solid Electrolyte
공침합성 원리
테일러-쿠에트 흐름(Taylor-Couette Flow)
균일한 방향으로 진행하는 규칙적이고 서로 반대방향으로 회전하는 고리쌍 배열의 와류
테일러 반응기의 장점
- 시간단축
- 연속식 생산가능
- 균일한 혼합
- 대량생산화 가능
- 물성향상
- 높은 회수율
테일러-쿠에트 흐름을 활용한 공침합성
High potential window garnet type LLZO Solid Electrolyte synthesis process technology
- High ion conductive material synthesis technology based on the co-precipitation-based synthesis process
- Based on Solid Electrolyte Li7La3Zr2O12, improved ion conductivity by doping with heterogeneous elements
- Continuous process and high-quality synthesis process technology by Taylor reaction
다른 금속이온을 도핑한 고체전해질
다른 금속이온을 도핑한 고체전해질LLZO doped with other metals
도핑을 하는 이유
(Necessity of Adding Dopants)
- 순수한 LLZO의 경우 Cubic Phase 외 Tetragonal Phase의 혼재상이 나타나기도 함.
이에, 보다 안정적인 Cubic Phase의 LLZO를 합성해내기 위해 Lithium site에 다른 물질을 도핑. - Lanthanum, Zirconium site에 기존 이온 보다 큰 이온 반경의 물질을 도입하여, Lithium Ion이 이동할 영역의 크기를 넓힘.
Lithium Ion이 이동할 경로를 넓혀 순수한 LLZO보다 이온전도 특성 우수.
LLZO 각 Site 별 도핑 소재
(Dopants that substituted each site in LLZO)
- LLZO는 Li, La, Zr에 대하여 각 Site 별로 Metal Ion 치환 가능
붉은 글씨는 현재 개발실에서 개발완료 및 개발진행 중인 소재 -
Lithium site 도핑
Li7-3xMxLa3Zr2O12 Mx =Al Ga Al/Ga -
Lanthanum site 도핑
Li7La3-yMyZr2O12 My = Rb Ba Nd -
Zirconium site 도핑
Li7La3Zr2-zMzO12 Mz = Ta Nb Te
금속 이온이 도핑된 LLZO의 이온전도도
Ionic conductivity of Metal doped LLZO
이온 전도도 측정 (Ionic conductivity measurement with EIS)
- 고체전해질 합성 후 이온전도도를 평가함에 있어 Pellet, Sheet 두 가지 시료 형태로 이온전도도 측정 진행
-
이온전도도 평가를 위해 교류 임피던스 측정기를 사용하여 측정하며, Nyquist Plot을 그린 후 얻어진 벌크저항에 대하여 하기 식을 사용하여 이온전도도 계산
(σ는 이온전도도, Rs는 시료의 저항, t와 A는 시료의 두께 및 면적)
σ = (1/Rs)(t/A)
다양한 고체전해질 판매제품
| Type | Oxide Based | Sulfide Based | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Garnet (LLZO) | lithium thiophosphate | thio-LISICON | Argyrodites | ||
| Chemical Formula | Li7-2(x+y)MxNyLa3Zr2O12 (M, N= Al, Ga) | Li7La3Zr2-xMxO12 (M = Ta, Nb) | Li3PS4 | LixMPySz (M = Ge, Sn, Al, Si) |
Li6PS5X (X = Cl, Br, I) |
| Ionic Conductivity | 10-4 ~ 10-3 S/cm | > 10-4 S/cm | > 10-3 S/cm | > 10-3 S/cm | > 10-3 S/cm |
| Image |
 |
 |
|||
pellet과 sheet
Ga-LLZO
Pellet
Ø10.69 mm
4.22x4.46 mm
Sheet
Ø16 mm
Al-LLZO
Pellet
Ø10.58 mm
4.51x4.01 mm
Sheet
Ø16 mm
sheet 이온전도도 경쟁사 비교
TDL vs 경쟁사
Toshima
TDL
| No. | 항목 | 저항 | 이온전도도 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| - | (Unit) | (Ω) | (S/cm) | (—) |
| 1 | (日)Toshima | 33.1522 | 4.713E-04 | 7㎛ |
| 2 | (美)Ampcera(A) | 40.1551 | 4.598E-04 | 10㎛ |
| 3 | (美)Ampcera(B) | 51.9483 | 3.515E-04 | 5㎛ |
| 4 | TDL 선행 1st | 28.1591 | 5.425E-04 | 10㎛ |
| 5 | TDL 선행 2nd | 33.5750 | 5.410E-04 | 10㎛ |
| 6 | TDL 소재_5㎛ | 27.7044 | 5.143E-04 | 5㎛ |
| 7 | TDL 소재_10㎛ | 29.9939 | 5.143E-04 | 10㎛ |
전고체전지Solid Electrolyte Products
티디엘 전고체전지 :
DUMU
- Negative(-)/Solid Electrolyte/Positive(+)
- Non-flammable ceramic material
→ No ignition properties - All Solid-state Lithium Battery doesn’t have a risk of explosion or fire, so there is no need to have components for safety, thus saving more space.
DUMU 4 Ah 급 전지 사양
Electrical Characteristics
- Nominal Voltage 3.75 V
- Typical Capacity(c/10, 70℃) 4.63 Ah
- Nominal Energy 17.1 Wh
Operationg Conditions
- Charge Method Constant Current
- Voltage Range(Cut off Voltage) 3.0 ~ 4.1 V
-
Maximum
1.6 A
(C-rate:C/3) - Temperature 70℃
Discharge Characteristics @7 0℃
-
Capacity @ C/20
4.83 ~ 4.92 Ah
(100%) - Capacity @ C/10 95%
- Capacity @ C/5 87%
- Capacity @ C/3 64%
Outer dimensions
-
Length(including tab)
220 mm
(240 mm) - Length(Excluding tab) 188 mm
- Width 88 mm
- Pouch Foaming Area 70 X 150 mm
External Short Circuit Safety
High Temperature Safety
Overcharging Safety
이 문서의 명시된 모든 정보는 주식회사 티디엘에게 일체 권리가 있으며, 이 정보를 통해 획득되는 유∙무형의 자산에 관한 권리 또한 주식회사 티디엘에 있음을 알려드립니다. 이 문서의 정보는 예고없이 변경될 수 있으며, 주식회사 티디엘에 의해서만 수정 및 변경될 수 있습니다.
DUMU 안전성 평가 영상 :
LiB vs. ASSB 관통 비교
(기존)
리튬이차전지 안전성테스트(관통테스트) :
화염/폭발 발생(열폭주)
(TDL)
전고체전지 안전성테스트(관통테스트) :
화염/폭발 없음
설비구축현황
고체전해질 소재생산공정
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
Raw Materials Solution
전고체전지 생산공정
Weighting
Binder Mixing
Slurry Mixing
Coating
Pressing
Notching
Stacking
Tab Welding
Vacuum Sealing
Hot Pressing
Formation
ASSB
Product
고체전해질과 전고체전지 분석 시스템
Total Analysis System for SES & ASB
Viscomete
Karl Fischer Titrator
Tapdensity meter
Fe-SEM & EDS
Particle Size Analyzer
X-ray Diffraction Analyzer
TG-DAT & DSC
To be equipped perfectly
in total analytical system
from material properties
to electrochemical properties
Potentiostat & Impedance Analyzer
Potentiostat & Galvanostat
특허 및 인증
티디엘 보유
특허 : 출원 8건, 등록 33건
| 구분 | 등록 | 출원 | 합계 |
|---|---|---|---|
| 계면제어 | 16건 | 0건 | 16건 |
| 소재합성 | 14건 | 1건 | 15건 |
| 전지구조 | 1건 | 6건 | 7건 |
| 기타 | 2건 | 1건 | 3건 |
| 합계 | 33건 | 8건 | 41건 |
○ 2022 대한민국 발명특허대전 대통령상 수상 특허
등록번호 10-2388591 : 산화물계 고체전해질 및 황화물계
고체전해질이 코팅된 양극활물질 및 이를 포함하는 전고체전지
“황화물계 전해질의 높은 이온전도도와 산화물계 전해질의 우수한 내구성”을 활용
하이브리드 전고체전지의 고체전해질층에 적용하여 고용량/고출력 특성을 개선하고, 수명성을 향상 시켰음
○ 티디엘 전고체전지 상표등록 : 4건
- - 상표를 사용할 상품 및 구분 : 제09류(이차전지 등 9건), 제35류(이차전지 도매업등 20건)
- - 국문/영문 상표명 : 드므/ DUMU
주요 고객사
외부기관 시험평가 성적서
국책사업 수행 실적
수행실적
| 사업명 | 과제명 | 과제기간 |
|---|---|---|
| 벤처형전문소재기술개발사업 | 고 신뢰성 산화물 음극을 적용한 All-Ceramic SOFC 단위 전지 제품 기술개발 | 2017.01.01 ~ 2019.12.31 |
| 기술이전사업화사업 | 10-3S/Cm급 산화물계 고체전해질 소재 실용화 기술개발 | 2018.06.01 ~ 2019.12.16 |
| 튜닝부품맞춤형지원사업 | 500W급 특수차량용 다목적 연료전지 시스템 개발 | 2019.03.01 ~ 2021.02.28 |
| 맞춤형 기술파트너 지원사업 | 고성능 고신뢰성 SOFC 단전지 제품 개발 | 2020.05.01 ~ 2020.10.31 |
| 전라남도 에너지 신산업 상용화 프로젝트 | 양산형 고체 전해질 및 이를 적용한 파우치 시제품 개발 | 2020.05.01 ~ 2020.11.30 |
| 에너지 신산업 상용화 프로젝트 | 고안전성/고이온전도성 고체전해질 소재 양산화 개발 | 2020.05.15 ~ 2025.05.01 |
| 첨단기술기업 성장지원사업 | 전고체 리튬이차전지를 위한 고용량 전극 고도화 기술개발 | 2020.05.21 ~ 2020.11.20 |
| 2020 GIST Young Scientist 시범사업 | 연속공정용 테일러 반응기를 이용한 고이온전도성 고체전해질 소재 개발 | 2020.07.01 ~ 2021.06.30 |
| 국가혁신클러스터(성과완성형) | 도심형 고안전성 중대형이차전지용 핵심소재부품 기술개발 | 2020.09.01 ~ 2021.08.31 |
| 국가혁신클러스터(수요맞춤형) | 전고체 ultra-safety ESS system | 2020.09.01 ~ 2021.08.31 |