기술 소개에 대한 요약으로 자세한 사항은 오른쪽 상단 기술소개서 및 특허 정보를 확인해주세요.

1. 기술 개요

■ 기술 목표 및 내용

 • (기술 목표) 리튬이온전지의 성능 및 수명 향상 기여

 • (기술 내용) 실리콘 나노입자에 그래핀 코팅 및 탄소섬유 Mixing을 적용한 실리콘계 음극활물질 제조 기술

2. 기술의 우수성 및 도입 효과

■ 기술의 우수성

 • 음극활물질을 구성하는 실리콘 입자의 부피 변화에 의한 손상 방지

   - 실리콘 나노입자에 그래핀을 코팅하여 금속 특성의 변질 방지, 기계적 강도 향상, 높은 결정성 기반 전해질 침투 차단 기여 가능

   - 특히 그래핀 코팅의 경우 고품질을 유지하기 위해서는 특정 환경에서 화학기상증착법을 적용하여야 하며, 본 특허에서는 연구자의 노하우를 기반으로 최적 환경조건을 제시

   - 그래핀 내부로 전해질 침투를 방지하여, 전해질에 의한 금속 박막 손상 방지

   - 그래핀은 실리콘 입자가 부피 팽창의 Buffer 역할을 함으로써, 실리콘 입자의 부피 변화에 의한 손상을 방지함

 • 금속 박막 용해 과정을 추가하여 구조적 안정성 부여 가능

   - 기존의 그래핀이 코팅된 실리콘-금속 박막 구조체에 금속 에칭제를 사용하여 금속 박막을 용해하는 방법이 추가 제시됨

   - 그래핀이 코팅된 실리콘-금속 박막 구조체에서 금속 박막이 용해되면, 실리콘 나노입자와 그래핀 간 공간이 발생

   - 이때 전체적인 음극활물질의 전기전도도는 낮아지나, 실리콘 입자와 그래핀 사이 공간이 형성되어 실리콘 나노입자의 팽창으로부터 그래핀을 보호할 수 있음 → 구조적 안정성 형성

■ 대상기술의 도입효과

 • 실리콘계 음극재에 적용하여 리튬이온전지의 성능 및 수명 향상 기여

   - 음극활물질의 전기전도도 향상 기여

   - 음극 내 Crack 방지 기능 구현

3. 적용 분야

■ 리튬이온전지 실리콘계 음극재 분야

- 리튬이온전지에서 주로 사용되던 탄소계 음극재의 대안 기술로 활용

- 전기전도도와 금속 나노코팅막의 특성을 유지할 수 있는 실리콘계 음극활물질 제조 기술로 활용 가능