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작성일: 2026-10-06 · 작성자: CNT 소재 연구자 · 시리즈: OCSiAl 특허로 읽는 SWCNT 분산액 (2/3) ·

한 줄 요약 (TL;DR)

질문: SWCNT를 겔화제와 함께 분산하면 분산액과 전극 슬러리의 물성은 실제로 얼마나, 어떤 조건에서 달라질까?

답: 미국 특허 US 12,482,825 B1의 실시예 1~7(겔화제 공동 분산)은 모두 유동지수 n ≤ 0.37, K ≥ 3.2 Pa·sn, 점도 조건(0.159 s-1에서 20 Pa·s 이상, 18.6 s-1에서 2 Pa·s 미만)을 만족했고, 겔화제 없이 만든 비교예 8만 모두 미달했습니다. 슬러리를 7일 보관했을 때 상층 용매 변화는 실시예 1~7에서 +0.9~+3.5%, 비교예 8에서 +35%(양극)였습니다.

  • 겔화제 종류: CMC-Na, CMC-Li, PVP, PAA-Na 모두 조건을 충족 (실시예 1~7)
  • SWCNT/겔화제 중량비: 0.15~10 (청구항 범위 0.05~10 안), 분산액 SWCNT 0.3~2 wt%
  • 분산액 K는 G′와 함께 증가: Spearman ρ = 0.93 (실시예 1~7, 표본 7개라 경향 수준)
  • 18.6 s-1 점도는 1.5~1.9 Pa·s인 실시예가 많아 2 Pa·s 경계에 가깝게 설계됨

이 글은 "OCSiAl 특허로 읽는 SWCNT 분산액" 3부작 중 2편입니다. 대상 특허는 US 12,482,825 B1(2025-11-25 등록, 우선권 RU2021139483, 출원인 MCD Technologies S.A. R.L.)이며, 이 글의 계산 값은 특허 Table 1·2와 실시예 본문을 정리한 것입니다.

실시예 1~8은 무엇이 다른가?

특허는 8개의 분산액 실시예(1~7)와 비교예(8)를 제시합니다. 겔화제 종류, SWCNT 처리, 분산 장비, 분산 횟수가 서로 다르므로 먼저 조건을 한 표로 정리합니다.

실시예 겔화제 / SWCNT (wt%) SWCNT 특징 분산 장비·횟수 휴지(R) 조건
1 CMC-Na 0.6 / 0.4 Tuball, 염소 개질(Cl 0.25 wt%), 평균 직경 1.54 nm, G/D 80 Netzsch Omega 500 HPH, 65 MPa, 10회 50 L 탱크, 약 1 s-1, 10분
2 PVP 0.6 / 0.3 질산 처리 카르복실화(COOH 약 0.62 wt%), 1.60 nm, G/D 24 Chaoli GJB500 HPH, 60 MPa, 8회 65 L 탱크, 약 1 s-1, 12분
3 PAA-Na 2 / 0.3 1.62 nm, G/D 46, 불순물 20%(Fe 14.2 wt%) RPA + 초음파(40 kHz) 15회 조합 220 L, 약 2 s-1, 13분
4 CMC-Na 0.6 / 0.4 SWCNT + DWCNT 혼합, 평균 1.8 nm, G/D 34 Omega 500 HPH, 65 MPa, 32회 50 L, 약 1 s-1, 10분
5 CMC-Li 0.2 / 2 실시예 1과 같은 염소 개질 Tuball GJB500 HPH, 32회 50 L, 약 2 s-1, 평균 10분
6 CMC-Na 2 / 0.3 Tuball-99, 1.58 nm, G/D 56 Omega 500 HPH, 65 MPa, 6회 100 L, 약 3 s-1, 20분
7 CMC-Na 0.8 / 0.8 실시예 1과 같은 염소 개질 Tuball RPA + 초음파 15회 조합 (원문에 HPH 6회 공정도 병기) 65 L, 약 1~2 s-1, 평균 3.25분
8 (비교예) 없음 / 0.4 실시예 1에서 CMC만 제거 실시예 1과 같은 공정 실시예 1과 같음

실시예 7은 원문에 RPA+초음파 공정과 HPH 6회 공정이 함께 적혀 있어 어느 쪽을 실제로 썼는지 원문만으로는 알 수 없습니다. 분산 단계 투입 에너지는 HPH 기준 실시예 1·4가 27, 실시예 6이 30, 실시예 2가 53, 실시예 5가 63 W·h/kg입니다.

분산액 물성은 어떻게 나왔나?

실시예 SWCNT/겔화제 비 n K (Pa·sn) G′ / G″ (Pa) 점도 @0.159 s-1 (Pa·s) 점도 @18.6 s-1 (Pa·s)
1 0.67 0.14 9.0 912 / 190 43 0.72
2 0.5 0.156 21.6 2,460 / 390 100 1.9
3 0.15 0.23 19 1,150 / 410 78 0.53
4 0.67 0.19 4.9 176 / 28 22 0.46
5 10 0.33 13.5 980 / 460 45 1.9
6 0.15 0.13 20.5 2,800 / 320 100 1.6
7 1.0 0.26 12.8 905 / 240 50 1.5
8 (비교예) 해당 없음 0.62 3.0 103 / 19 6.0 1.0

SWCNT/겔화제 비는 표의 wt% 조성에서 계산했습니다. 실시예 2는 원문 본문에 0.667로 적혀 있으나 0.3/0.6 = 0.5(Table 1 값)가 맞습니다. 실시예 1의 n은 본문 0.13, Table 1 0.14입니다.

실시예는 청구항 조건을 모두 만족하나?

청구항 1은 SWCNT 0.3~2 wt%, SWCNT/겔화제 비 0.05~10, 약한 겔 구조를 요구하고, 종속항 2는 n ≤ 0.37과 K ≥ 3.2 Pa·sn, 종속항 3은 G″ ≥ 27 Pa를 추가합니다. 명세서는 여기에 0.159 s-1 이하에서 20 Pa·s 이상, 18.6 s-1 이상에서 2 Pa·s 미만이라는 점도 조건을 제시합니다. 각 조건을 위 표 값에 직접 대 보면 다음과 같습니다.

실시예 비 0.05~10 n ≤ 0.37 K ≥ 3.2 G″ ≥ 27 Pa 점도 ≥ 20 (0.159 s-1) 점도 < 2 (18.6 s-1)
1 충족 충족 충족 충족 (190) 충족 (43) 충족 (0.72)
2 충족 충족 충족 충족 (390) 충족 (100) 충족 (1.9)
3 충족 충족 충족 충족 (410) 충족 (78) 충족 (0.53)
4 충족 충족 충족 충족 (28, 경계) 충족 (22, 경계) 충족 (0.46)
5 충족 (10, 상한) 충족 충족 충족 (460) 충족 (45) 충족 (1.9)
6 충족 충족 충족 충족 (320) 충족 (100) 충족 (1.6)
7 충족 충족 충족 충족 (240) 충족 (50) 충족 (1.5)
8 (비교예) 해당 없음 미충족 (0.62) 미충족 (3.0) 미충족 (19) 미충족 (6.0) 충족 (1.0)

이 표에서 읽히는 점은 세 가지입니다. 첫째, 실시예 1~7은 모든 조건을 만족하도록 선택된 시료로 보입니다. 둘째, 경계를 정밀하게 시험한 시료가 있습니다. 실시예 4는 G″가 28 Pa로 하한(27)에 바로 붙어 있고 0.159 s-1 점도도 22 Pa·s로 하한(20)에 가깝습니다. 실시예 5는 비가 정확히 10(상한)이고 SWCNT가 2 wt%(상한)입니다. 셋째, 비교예 8은 고전단 점도 조건(2 Pa·s 미만)은 오히려 만족하므로, 겔화제의 효과는 고전단 점도를 낮추는 것보다 저전단 점도와 n을 바꾸는 쪽에서 나타납니다.

고전단 분산(D)과 휴지(R)는 왜 번갈아 하나?

특허 명세서의 공정은 고전단 분산(D)과 휴지(R)를 번갈아 반복하는 것입니다. 분산 단계는 전단 속도 10,000 s-1 이상에서 10 W·h/kg 이상(또는 초음파 20 kHz 이상, 1 W·h/kg 이상)을 가하고, 휴지 단계는 10 s-1 미만에서 1분 이상 둡니다. D는 최소 3회, R은 최소 2회가 기본이고, D/R 반복 횟수가 5/4회, 10/9회, 30/29회 이상일수록 바람직하다고 적혀 있습니다.

명세서 설명을 정리하면 D 단계에서는 SWCNT 번들이 풀리고 겔의 약한 결합이 끊어져 점도가 낮아지며, R 단계에서는 겔화제 겔 도메인이 CNT로 다시 연결되는 구조가 만들어집니다. 이 휴지 단계의 재연결 역할은 명세서 서술에 근거한 정리이며 별도 실험으로 확인된 것은 아닙니다. 이 공정은 러시아 등록 특허 RU 2777040 C1의 청구항 17에는 있지만 US 등록 청구항에는 없습니다.

실시예의 분산 횟수는 6회(실시예 6)에서 32회(실시예 4, 5)까지 넓습니다. 그러나 횟수가 많다고 G′가 높지는 않습니다. 실시예 4(32회)의 G′는 176 Pa, 실시예 6(6회)의 G′는 2,800 Pa입니다. 겔화제 농도, CNT 종류, 분산 장비가 함께 달라서 횟수만의 효과는 이 데이터로 분리할 수 없습니다.

K는 G′와 함께 커지나?

분산액의 K(저전단 점성 지표)와 G′(저장 탄성률)는 같은 방향으로 움직입니다. 실시예 1~7에서 Spearman 순위상관계수는 K와 G′가 0.93, K와 G″가 0.68이며, 비교예 8을 포함하면 각각 0.95와 0.79입니다(Table 1 값으로 직접 계산).

그림 1. 분산액 G′(Pa)와 K(Pa·sn)의 관계 (G′ 높은 순)

실시예 G′ (Pa) K (Pa·sn) — 막대 길이는 K에 비례
실시예 6 2,800
 
20.5
실시예 2 2,460
 
21.6
실시예 3 1,150
 
19
실시예 5 980
 
13.5
실시예 1 912
 
9.0
실시예 7 905
 
12.8
실시예 4 176
 
4.9
비교예 8 (겔화제 없음) 103
 
3.0

파란 막대는 겔화제 공동 분산(실시예 1~7), 주황 막대는 겔화제 없는 비교예 8입니다. G′가 큰 시료일수록 K도 큰 경향이 보이며(실시예 7과 5, 1은 G′가 비슷하지만 K는 9.0~13.5로 차이가 있음), 비교예 8은 두 값이 모두 가장 낮습니다. 출처: US 12,482,825 B1 Table 1.

표본이 8개이고 겔화제, CNT, 장비가 모두 달라 인과관계로 읽을 수는 없습니다. 다만 겔화제 없이 만든 비교예 8이 G′와 K 모두 가장 낮다는 점은 분명합니다.

겔화제 비율과 CNT 처리는 n에 어떤 영향을 주나?

7개 실시예만 놓고 보면, SWCNT/겔화제 비가 낮을 때(0.67 이하) n은 0.13~0.23이고, 비가 1 이상으로 높아지면 n이 0.26~0.33으로 커집니다. 비 0.67인 실시예 1(0.14)·4(0.19), 비 0.5인 실시예 2(0.156), 비 0.15인 실시예 6(0.13)은 낮고, 비 1.0인 실시예 7(0.26)과 비 10인 실시예 5(0.33)는 높습니다. 저비 그룹에서 n이 가장 높은 것은 비 0.15인데 0.23인 실시예 3으로, 이 시료는 PAA-Na를 쓰고 SWCNT 불순물이 많습니다(Fe 14.2 wt%). 7개 시료의 경향일 뿐 법칙으로 볼 수는 없습니다.

표면 기능기의 효과는 해석에 주의가 필요합니다. 명세서는 SWCNT 표면에 기능기(염소, 카르보닐·하이드록실·카르복실기)가 0.1 wt% 이상일 때 CNT-겔화제 상호작용이 강해져 n이 낮아진다고 설명합니다. 카르복실화 SWCNT를 쓴 실시예 2는 G′가 2,460 Pa로 높고 슬러리 저장도 안정했지만, 겔화제(PVP), CNT 처리, 분산 에너지(53 W·h/kg), 활물질이 동시에 달라서 기능기만의 효과라고 단정할 수 없습니다.

분산액의 차이는 슬러리에서 어떻게 나타나나?

분산액을 양극·음극 슬러리에 넣은 뒤 7일 보관하며 상층 용매 함량 변화를 비교했습니다. 상층 변화는 (7일 후 상층 − 초기) ÷ 초기로 계산했습니다.

실시예 양극 슬러리 K / n 양극 7일 상층 변화 음극 슬러리 K / n 음극 7일 상층 변화
1 21 / 0.26 +2.5% 11.6 / 0.17 +1.1%
2 18.8 / 0.24 +1.3% 12.3 / 0.19 +2.5%
3 12.1 / 0.20 +2.3% 10.5 / 0.17 +1.3%
4 18.0 / 0.29 +3.5% 11.0 / 0.20 +2.1%
5 19.9 / 0.18 +1.7% 20.4 / 0.17 +1.3%
6 (NMP 주용매) 22 / 0.28 +0.9% 11.6 / 0.25 +1.1%
7 14.4 / 0.27 +1.4% 12.8 / 0.22 원문 수치 확인 필요
8 (비교예) 9.3 / 0.46 +35% (상청액 약 6 mm) 6.9 / 0.41 +27% (상청액 약 8 mm)

그림 2. 양극 슬러리 7일 보관 후 상층 용매 변화 (%) — 막대 길이는 변화율에 비례

실시예 상층 용매 변화
실시예 1
 
+2.5%
실시예 2
 
+1.3%
실시예 3
 
+2.3%
실시예 4
 
+3.5%
실시예 5
 
+1.7%
실시예 6 (NMP 주용매)
 
+0.9%
실시예 7
 
+1.4%
비교예 8 (겔화제 없음)
 
+35%

실시예 1~7은 +0.9~+3.5%, 겔화제 없는 비교예 8은 +35%입니다. 출처: US 12,482,825 B1 실시예. 활물질과 조성이 실시예마다 다르며, 변화율은 (7일 후 상층 − 초기) ÷ 초기로 계산했습니다.

겔화제를 함께 분산한 실시예에서는 슬러리 n이 0.17~0.29 범위인 반면, 비교예 8은 0.41(음극), 0.46(양극)입니다. 실시예 4는 분산액 G′가 실시예 1의 약 1/5(176 대 912 Pa)이지만 슬러리 K는 18 대 21, 7일 변화는 +3.5% 대 +2.5%로 거의 비슷합니다. 즉 겔화제가 있으면 분산액 단계의 차이가 슬러리에서는 상당 부분 줄어듭니다. 실시예 1·4·8은 양극(LFP 58.65 wt%)과 음극(흑연 31.3, Si 14.2 wt%) 슬러리 조성이 같아서 이 비교에서는 분산액 차이만이 변수입니다.

이 데이터를 읽을 때 주의할 점은?

  • 겔화제 유무와 투입 시점이 함께 바뀜. 비교예 8은 분산액에 CMC가 없고 슬러리 단계에서 따로 넣었습니다(총량은 거의 같음). 따라서 "겔화제가 필요하다"가 아니라 "SWCNT와 함께 분산하는 것이 이 조건에서 효과적이었다"가 정확한 표현입니다. 원문은 "실시예 1과 같은 절차"라 하지만 교반 시간과 물 양도 다릅니다.
  • 실시예마다 교란 변수가 많음. 실시예 간 차이는 겔화제, CNT 처리, 분산 에너지, 분산 횟수, 활물질, 고형분이 동시에 달라서 한 변수의 효과로 읽을 수 없습니다. 실시예 1과 4도 DWCNT 혼합, 분산 횟수(10회 대 32회), 염소 개질 유무가 함께 바뀝니다.
  • 원문 오기와 복사 잔재. 청구항 10의 n–K 관계식(n < 1.25·lg K − 0.628 또는 n < 1.24 − 0.787·lg K)을 위 표에 대 보면 실시예 1~7은 모두 만족하지만, 비교예 8도 두 번째 식(0.62 < 0.865)은 만족합니다. 이 식만으로는 비교예를 가려내지 못한다는 뜻이며, 식은 원문 확인이 필요합니다. 실시예 3의 18.6 s-1 점도는 본문 0.53 Pa·s이지만 K=19, n=0.23의 멱법칙 계산은 약 2.0 Pa·s로 경계값과 맞닿습니다. 실시예 5·6·7 본문에는 다른 겔화제(PVP, HNBR)가 언급된 문장이 남아 있어 복사 오기로 보입니다.
  • 실시예 6은 NMP 슬러리. 양극 슬러리의 주용매가 NMP(30.3 wt%)이고 CMC-Na는 0.046 wt%, SWCNT는 0.0069 wt%에 불과합니다. 이런 조건에서 약한 겔 네트워크가 슬러리 안에서 유지된다는 근거는 약합니다(일반 지식 기반의 코멘트이며 특허는 근거를 제시하지 않습니다).
  • 표본 수. 모든 상관과 경향은 실시예 7~8개 기준이며, 각 측정의 반복·오차 정보가 없습니다.

이 글은 공개된 특허 문헌을 기술적으로 읽은 기록이며 침해·회피·무효에 대한 법률 의견이 아닙니다. 일본·한국 패밀리의 현재 상태는 다루지 않았습니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

겔화제를 SWCNT와 같이 분산해야 하나, 나중에 넣어도 되나?

이 특허의 비교에서는 같이 분산한 실시예 1이 7일 보관 후 양극 상층 변화 +2.5%, 나중에 슬러리 단계에서 넣은 비교예 8이 +35%였습니다. 다만 비교예 8은 분산액에 겔화제가 없는 시료이므로, 투입 시점의 효과와 분산액 단계 겔 구조의 효과를 분리해 본 실험은 아닙니다.

휴지(R) 단계는 왜 필요한가?

명세서는 고전단 분산(D) 때 약한 결합이 끊기고, 휴지(R) 동안 겔화제 겔 도메인이 CNT로 다시 연결된다고 설명합니다. 휴지 조건은 전단 속도 10 s-1 미만에서 1분 이상이며, 실시예에서는 약 1~3 s-1로 3~20분 두었습니다. 휴지 단계만 뺀 대조 실험은 제시되지 않았습니다.

어떤 겔화제가 가장 좋은가?

실시예 1~7에서 CMC-Na, CMC-Li, PVP, PAA-Na가 모두 청구항과 점도 조건을 충족했습니다. 겔화제만 바꾼 동일 조건 비교가 없어서 순위는 매길 수 없습니다.

SWCNT 농도를 2 wt%까지 올려도 되나?

실시예 5가 SWCNT 2 wt%, CMC-Li 0.2 wt%(비 10, 청구 상한)로 n 0.33, K 13.5 Pa·sn, G′ 980 Pa를 얻었습니다. 다만 n이 7개 실시예 중 가장 높아 전단 박화는 가장 약한 쪽입니다.

이 실시예들의 전지 사이클 성능을 비교할 수 있나?

활물질, 전해액 첨가제, 로딩, C-rate가 실시예마다 달라서 순위를 매길 수 없습니다. 이 글은 분산액과 슬러리의 유변학 물성에 한정했습니다.

용어 정리

용어 뜻
공동 분산 (co-dispersion) CNT와 겔화제를 같은 용액에서 함께 고전단 분산하는 방식
D / R 사이클 고전단 분산(D)과 저전단 휴지(R)를 번갈아 반복하는 공정
RPA Rotary Pulsation Apparatus, 회전 맥동 장치(로터–스테이터 방식 고전단 분산기)
HPH High-Pressure Homogenizer, 고압 호모지나이저
SWCNT/겔화제 중량비 분산액 조성 wt%에서 SWCNT를 겔화제로 나눈 값. 청구항 1은 0.05~10
상층 용매 변화 7일 보관 후 슬러리 상층의 용매 함량이 초기 대비 변한 상대 비율
G′ / G″ 저장 / 손실 탄성률. 1 Hz, 변형 1% 진동 전단에서 측정
n, K Ostwald–de Waele 멱법칙 μ = K·γ̇n−1의 유동지수와 유동 점성 지수

참고 자료

  • US 12,482,825 B1 — Google Patents (2025-11-25, 출원인 MCD Technologies SARL, 발명자 Predtechenskiy, Khasin, Bobrenok, Kosolapov)
  • RU 2777040 C1 — Google Patents (러시아 등록, 42항, D/R 공정은 청구항 17)
  • 1편: SWCNT 분산액의 저장 안정성과 저점도 — shear thinning과 유동지수 n으로 읽는 OCSiAl 특허
  • 작성 기준일 2026-10-06. 표의 수치는 특허 Table 1·2와 실시예 본문에서 정리했고, 비·변화율·상관계수는 직접 계산했습니다.

 

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작성일: 2026-10-06 · 작성자: CNT 소재 연구자 · 시리즈: OCSiAl 특허로 읽는 SWCNT 분산액 (3/3) · 

한 줄 요약 (TL;DR)

질문: 미국 특허 US 12,482,825 B1의 청구항은 무엇을 보호하고, 무엇은 보호하지 않으며, 같은 발명의 해외 출원은 지금 어느 단계일까?

답: 등록된 17개 청구항은 모두 "분산액"(물건)이고 독립항은 2개(청구항 1, 11)입니다. 제조 공정(고전단 분산과 휴지의 교대), 슬러리, 전극은 미국 등록 청구항에 없고, 러시아 등록 특허 RU 2777040 C1(42항)에는 포함되어 있습니다. 같은 우선권(RU2021139483, 2021-12-29)에서 나온 일본·한국·유럽·중국 출원과 미국 계속 출원은 Google Patents 기준 계류 중으로 표시됩니다.

  • 독립항 1: 물 + 겔화제 + SWCNT(0.3~2 wt%), SWCNT/겔화제 중량비 0.05~10, 겔 입자에 SWCNT가 물리적으로 결합한 약한 겔
  • 독립항 11: SWCNT 및/또는 DWCNT, 각 CNT 직경 4 nm 이하, 0.3~2 wt%, 중량비 0.05~10, 유사가소성(pseudoplastic) 약한 겔
  • 종속항 2·3·10·15·16은 유변물성(n, K, G″, n–K 관계식), 5~9·14는 CNT 품질(기능기, Raman G/D, 금속 불순물), 4·17은 겔화제 종류
  • 실시예 1~7은 청구항 1 계열 조건을 모두 충족하고, 비교예 8은 겔화제가 없어 청구항 1의 요건 자체가 비어 있음

이 글은 "OCSiAl 특허로 읽는 SWCNT 분산액" 3부작 중 3편입니다. 대상 특허는 US 12,482,825 B1(2025-11-25 등록, 출원인 MCD Technologies S.A. R.L., 우선권 RU2021139483)입니다.

특허 청구항은 어떤 순서로 읽어야 하나?

청구항은 특허의 권리 범위를 정하는 문장이며, 설명서나 실시예가 아니라 청구항의 문언이 기준입니다. 읽는 순서는 보통 세 단계입니다.

  1. 독립항을 먼저 찾습니다. 다른 청구항을 인용하지 않는 청구항(여기서는 1과 11)이 가장 넓은 권리 범위를 정합니다.
  2. 종속항을 "추가 한정"으로 읽습니다. "The dispersion of claim 1, wherein…"으로 시작하는 청구항은 독립항에 조건을 하나 더 얹은 좁은 버전입니다. 종속항이 독립항보다 넓을 수는 없습니다.
  3. 연결어와 수치 경계를 확인합니다. "comprising"(포함하는)은 나열한 요소 외 다른 성분이 있어도 해당될 수 있는 열린 표현이고, "at least / not more than / between"의 경계가 이상·이하인지 초과·미만인지가 범위를 결정합니다.

공개 자료를 바탕으로 한 기술적 독해이며 침해·회피·무효에 대한 법률 의견이 아닙니다.

독립항 1은 무엇으로 구성되어 있나?

미국 특허청(USPTO) 공개 문서의 청구항 1을 요소별로 풀면 다음과 같습니다.

요소 청구항 1 문언 (요지) 실시예에서 확인되는 값
구성 성분 물(water), 겔화제(gelling agent), 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)를 포함(comprising) 실시예 1~7 모두 물 + 겔화제 + SWCNT
SWCNT 함량 분산액의 0.3~2 wt% 0.3~2 wt% (실시예 5가 2 wt%, 실시예 2·3·6이 0.3 wt%)
중량비 SWCNT/겔화제 0.05 이상 10 이하 0.15~10 (실시예 5가 10)
구조 겔화제 분자 응집체로 이뤄진 겔 입자에 SWCNT가 물리적으로 결합한 약한 겔 실시예 1~7은 탄성 거동(G′ 176~2,800 Pa)과 강한 전단 박화(n 0.13~0.33)

독립항 1에는 n, K, 점도 값이 없습니다. 이 값들은 종속항 2(n ≤ 0.37, K ≥ 3.2 Pa·sn)와 종속항 3(1 Hz, 변형 1%에서 G″ ≥ 27 Pa)에 있습니다. 따라서 청구항 1의 "약한 겔" 요건을 어떻게 입증하느냐는 별개의 해석 문제입니다.

독립항 11은 청구항 1과 어떻게 다른가?

청구항 11은 청구항 1과 병렬로 쓰인 두 번째 독립항입니다. USPTO 공개 문서 기준 문언은 "single-walled and/or double-walled carbon nanotubes, each of the carbon nanotubes having a diameter of up to 4 nm"입니다.

항목 청구항 1 계열 (1~10) 청구항 11 계열 (11~17)
CNT 종류 SWCNT SWCNT 및/또는 DWCNT
직경 한정 없음 각 CNT 직경 4 nm 이하
함량·비율 SWCNT 0.3~2 wt%, 비 0.05~10 CNT 0.3~2 wt%, 비 0.05~10
구조 표현 독립항에 "겔 입자에 물리적으로 결합한 약한 겔" 독립항은 "유사가소성 약한 겔", 물리적 결합은 종속항 12
n, K 종속항 2: n ≤ 0.37 그리고 K ≥ 3.2 종속항 15: n < 0.37, 종속항 16: K ≥ 3.2 (각각 따로)
G″ 종속항 3: ≥ 27 Pa 없음
기능기 종속항 5·6: ≥ 0.1 wt% (염소 및/또는 카르보닐·하이드록실·카르복실) 없음
Raman G/D (532 nm) 종속항 7: ≥ 10 종속항 14: ≥ 40
금속 불순물 (8~11족) 종속항 8·9: 포함, 1 wt% 미만 종속항 13: "상기 응집체"가 포함
n–K 관계식 종속항 10 (두 식 중 하나) 없음
겔화제 종류 종속항 4: CMC(염), PVP, PAA(염), 또는 혼합물 종속항 17: 동일

청구항 11은 DWCNT와 4 nm 이하라는 직경 한정이 들어간 대신 겔화제와의 결합 구조를 독립항에서 "유사가소성 약한 겔"로만 표현합니다. 두 독립항은 서로 포함 관계가 아니라 일부가 겹치는 별개의 범위입니다.

종속항이 걸어 둔 조건에 실시예는 어디까지 들어가나?

실시예 값을 종속항에 직접 대 보면 어떤 조건이 "실제로 입증된 영역"이고 어떤 조건이 넓게 열어 둔 영역인지 구분됩니다.

종속항 추가 한정 실시예와 대조 (계산·정리)
2 n ≤ 0.37, K ≥ 3.2 Pa·sn 실시예 1~7 모두 충족 (n 0.13~0.33, K 4.9~21.6). 비교예 8은 n 0.62, K 3.0으로 미충족
3 G″ ≥ 27 Pa (1 Hz, 변형 1%) 실시예 1~7 충족. 실시예 4가 28 Pa로 하한에 근접
5, 6 표면 기능기 ≥ 0.1 wt% (Cl 및/또는 C=O·OH·COOH) 실시예 1은 Cl 약 0.25 wt%, 실시예 2는 COOH 약 0.62 wt%로 충족. 모든 실시예가 기능기를 가진 것은 아님(실시예 4는 개질기 "없음"으로 표기)
7 Raman G/D ≥ 10 실시예의 G/D는 24~80으로 모두 10 이상
9 8~11족 금속 불순물 < 1 wt% 실시예 1 Fe 0.46, 실시예 2 Fe 0.006, 실시예 6 Fe 0.4 wt%는 충족. 실시예 3은 Fe 14.2 wt%(원문 표기)라 종속항 9 밖이지만 청구항 1에는 해당
10 n < 1.25·lg K − 0.628 또는 n < 1.24 − 0.787·lg K 실시예 1~7 모두 충족. 비교예 8(n 0.62, K 3.0)도 두 번째 식(0.62 < 0.865)은 충족하므로 이 식만으로 비교예를 가르지는 못함
14 (청구항 11 계열) Raman G/D ≥ 40 G/D 80(실시예 1), 46(실시예 3), 56(실시예 6)은 충족, 24(실시예 2)와 34(실시예 4)는 미충족

이 표에서 읽히는 점은 두 가지입니다. 하나는 종속항 2·3은 실험 데이터가 직접 받쳐 주는 한정이라는 것입니다. 다른 하나는 종속항 10의 n–K 관계식이나 종속항 9의 금속 불순물처럼 어떤 실시예에서는 "바깥"에 있고 어떤 실시예에서는 "안쪽"에 있는 한정은, 실험보다는 다양한 변형을 포괄하려는 설계로 보인다는 것입니다(이는 제 해석입니다).

미국 청구항에 없는 것은 무엇이고, 러시아 특허는 어떻게 다른가?

US 12,482,825 B1은 분산액만 청구합니다. 같은 발명의 러시아 등록 특허 RU 2777040 C1(등록 2022-08-01, 42항)은 훨씬 넓습니다.

항목 RU 2777040 C1 (42항) US 12,482,825 B1 (17항)
청구 대상 분산액, 분산액 제법, 양극·음극 페이스트와 제법, 전극 (독립항 10개) 분산액만 (독립항 1, 11)
청구항 1의 CNT SWCNT 및/또는 DWCNT SWCNT만
용도 한정 리튬이온전지 전극 페이스트 제조용 없음
직경 4 nm 이하 한정 없음 청구항 11
Raman G/D 10 / 40 / 60 / 80 이상 단계별 10 이상(청구항 1 계열), 40 이상(청구항 11 계열)
금속 불순물 1 wt% 미만, 0.1 wt% 미만 1 wt% 미만
n–K 관계식 청구항 15·16으로 분리 청구항 10에 "또는"으로 통합
분산 공정(휴지 1분 이상 등) 청구항 17~24 청구항 없음 (명세서에만 기재)

미국 청구항 전체에서 슬러리·전극·제조 공정이 빠져 있다는 점은 2편에서 다룬 "D/R 교대 공정"이 미국에서는 명세서에만 있다는 뜻입니다. 계류 중인 미국 계속 출원이 이 부분을 다룰 수 있는지는 청구범위를 확인하지 못해 알 수 없습니다.

패밀리 출원 현황은 어떤가? (2026-10-06 기준)

Google Patents의 WO 2023/128801 A1 패밀리 목록과 JP2024545797A 페이지를 기준으로 정리했습니다. 상태는 자동 집계 값이라 최신 심사 단계와 다를 수 있으므로 각국 특허청 데이터베이스에서 재확인해야 합니다.

국가·기관 번호 상태 / 비고
러시아(RU) RU 2777040 C1 등록 (2022-08-01), 42항
국제(WO/PCT) PCT/RU2022/000169, WO 2023/128801 A1 2022-05-20 출원, 2023-07-06 공개
미국(US) US 18/684,401 → US 12,482,825 B1 등록 (2025-11-25), 17항 모두 분산액
미국(US) 후속 US 19/362,411, US 2026/0045510 A1 Google Patents에 계류 중으로 표시. 청구범위는 확인하지 못함
일본(JP) JP2024545797A (공개 2024-12-11), JP2024540545A 계류 중(심사 중)으로 표시. JP2024545797A 페이지에서는 최종 결정 이벤트가 보이지 않음
한국(KR) KR 10-2024-7025410 계류 중으로 표시
유럽(EP) EP 22916871.1 계류 중으로 표시
중국(CN) CN 202280086645.4 계류 중으로 표시

일본 건은 별도로 받은 자료에 2026-04-01 거절이유통지가 있다는 기록이 있었으나 Google Patents 타임라인에서는 확인되지 않아 J-PlatPat에서 확인이 필요합니다. 계류 중인 출원은 등록 전이라 권리 범위가 최종 확정되지 않았고, 등록되더라도 청구범위가 지금과 달라질 수 있습니다.

청구항 문언에서 주의할 부분은?

  • "and/or"의 사용. 청구항 6(염소 및/또는 카르보닐·하이드록실·카르복실), 청구항 8·9(SWCNT 및/또는 응집체), 청구항 11(SWCNT 및/또는 DWCNT)은 조합 해석이 여러 가지입니다. 제가 처음 참고한 요약본은 청구항 11을 "single-walled and double-walled"로 옮겼으나 USPTO 공개 문서에는 "and/or"로 적혀 있습니다. 번역·요약본과 원문이 다를 수 있으니 원문 대조가 필요합니다.
  • 경계 표현의 불일치. 청구항 2는 n "not more than 0.37"(0.37 이하)이고 청구항 15는 n "less than 0.37"(0.37 미만)입니다. 청구항 3·7·14의 "at least"는 이상, 청구항 16의 "not less than"도 이상입니다.
  • 선행 기재가 불분명한 표현. 청구항 13은 "the agglomerates"라고 쓰지만 그 앞의 청구항 11에는 응집체가 처음 소개되지 않습니다. 겔화제 분자의 응집체인지 CNT 응집체인지는 청구항 12나 명세서를 봐야 추정할 수 있습니다.
  • "약한 겔"의 정량 기준 부재. 청구항 1은 구조를 서술하고, 수치로 정의하는 기준(n, K, G″)은 종속항에 있습니다. 약한 겔로 볼지 여부를 정하는 독립적 척도는 청구항에 없습니다.
  • 실시예와 청구항의 폭 차이. 실시예는 겔화제 4종(CMC-Na, CMC-Li, PVP, PAA-Na), SWCNT 직경 1.5~1.8 nm 근방, 수계 분산액에 한정됩니다. 청구항은 이보다 넓게 쓰여 있습니다.

청구항에 적혀 있지 않은 영역은?

청구항의 문언만 보면 다음은 직접 규정되어 있지 않은 영역입니다. 권리 범위에 해당하는지 여부는 법률 전문가가 판단할 일이며, 아래는 문언 읽기일 뿐 회피 설계 안내가 아닙니다.

  • 제조 공정, 전극 슬러리(페이스트), 전극: 미국 등록 청구항에 없음 (러시아 등록 특허에는 있음)
  • CNT 함량이 0.3 wt% 미만이거나 2 wt% 초과인 분산액, SWCNT/겔화제 중량비가 0.05 미만이거나 10 초과인 분산액
  • 청구항 11 계열에서 직경이 4 nm를 넘는 CNT(예: 다중벽 MWCNT)
  • 물이 없는 비수계 분산액 (청구항 1·11이 물을 요소로 포함)
  • 청구항 1 계열에서 DWCNT만을 쓰는 분산액 (청구항 1은 SWCNT 기준이며 "comprising"이라 다른 성분 병존 가능)

자주 묻는 질문 (FAQ)

독립항과 종속항은 어떻게 구분하나?

독립항은 다른 청구항을 인용하지 않고 스스로 권리 범위를 정하는 청구항입니다. 종속항은 "청구항 1에서…"처럼 독립항을 인용해 조건을 추가로 한정합니다. US 12,482,825 B1에서는 청구항 1과 11이 독립항이고 나머지 15개가 종속항입니다.

"comprising"은 무슨 뜻인가?

"포함하는"이라는 열린 표현으로, 청구항에 나열한 요소 외에 다른 성분이 더 있어도 해당될 수 있음을 뜻합니다. 그래서 청구항 1의 "물, 겔화제, SWCNT를 포함하는" 분산액에 DWCNT나 다른 첨가제가 섞여 있어도 문언상 배제되지 않습니다.

이 특허는 제조 방법도 보호하나?

미국 등록 청구항 17개는 모두 분산액이고 제조 방법 청구항은 없습니다. 러시아 등록 특허 RU 2777040 C1은 분산액 제조 방법(청구항 17~24)과 페이스트·전극 청구항을 포함합니다.

한국에서도 이 특허가 효력이 있나?

Google Patents 기준으로 한국 출원 KR 10-2024-7025410은 계류 중으로 표시되며, 등록되기 전의 출원이라 등록 특허와 같은 권리가 확정되어 있지 않습니다. 현재 상태와 청구범위는 KIPRIS에서 확인해야 하며, 구체적 판단은 변리사 등 전문가에게 맡겨야 합니다.

실시예 8이 청구항을 벗어난다는 건 어떤 의미인가?

비교예 8은 겔화제가 없는 분산액이라 청구항 1의 "겔화제를 포함" 요건과 "SWCNT/겔화제 비" 요건을 충족할 수 없습니다. 특허가 효과를 대비시키기 위해 일부러 청구 범위 밖에 둔 시료입니다. 한편 선행기술 JP 6860740의 범위(복소탄성률×위상각 100~1,500 Pa·°)에는 실시예 1~7은 모두 바깥에, 비교예 8만 안쪽에 있습니다.

용어 정리

용어 뜻
독립항 (independent claim) 다른 청구항을 인용하지 않고 권리 범위를 정하는 청구항
종속항 (dependent claim) 독립항을 인용하며 조건을 추가해 범위를 좁히는 청구항
comprising "포함하는". 나열 요소 외 다른 성분의 존재를 배제하지 않는 열린 연결어
wherein "여기서". 앞 요소를 구체적으로 한정하는 조건절
우선권 (priority) 최초 출원일(RU2021139483, 2021-12-29)을 기준으로 해외 출원의 선후를 판단하는 제도
PCT / §371 국제출원 제도 / 미국 국내단계 진입 조항
패밀리 (patent family) 같은 우선권을 공유하는 각국 출원의 묶음
유사가소성 (pseudoplastic) 전단 박화(shear thinning) 거동을 보이는 유체의 특성

참고 자료

 

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