무음극 수계 아연 전지용 탄소나노튜브가 코팅된 음극 집전체 및 이를 포함하는 무음극 수계 아연 전지

폴리머 배제 단일벽 CNT 코팅으로 덴드라이트를 억제한 아연 전지 음극 집전체

본 기술은 구리 집전체 표면에 폴리머가 배제된(polymer-free) 단일벽 탄소 나노 튜브(SWCNT) 네트워크 코팅층을 형성하여, 아연 금속의 덴드라이트 성장을 억제하고 집전체와 코팅층 사이에서 균일한 아연 증착을 유도하는 기술입니다.

무음극 수계 아연 전지에서 아연 증착 시 불균일한 수지상 결정(dendrite)이 성장하여 전지 단락을 야기하며, 기존의 첨가제나 3차원 다공성 집전체 기술은 비용 효율성이 낮고 공정이 복잡함 문제가 있었습니다.

본 기술은 닥터 블레이딩(doctor blading) 공정을 통해 폴리머 바인더 없이 SWCNT 90중량% 이상으로 구성된 0.1~3㎛ 두께의 코팅층을 구리 집전체에 도포하여, 전기 전도성과 기계적 강도가 우수한 3차원 네트워크 구조를 구현함함으로써, 차세대 이차전지 음극 소재 개발에 실질적인 해법을 제시할 수 있습니다.

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Key Features:

• 구리를 포함하며 음극 활물질이 없는 무음극 형태의 수계 전지용 음극 집전체
• 음극 집전체 표면에 형성되고 폴리머가 배제된 단일벽 탄소나노튜브를 포함하는 코팅층
• 단일벽 탄소나노튜브 네트워크 코팅층을 통해 아연 금속의 덴드라이트 성장을 억제하는 구성
• 집전체와 코팅층의 계면 접착력을 확보하여 무음극 수계 아연 전지에 적용되는 음극 집전체

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