3차원 나노 다공성 구조를 가지는 자가유합 CuS 음극의 제조 방법, 3차원 나노 다공성 구조를 가지는 자가유합 CuS 음극을 제조하기 위한 조성물, 3차원 나노 다공성 구조를 가지는 자가유합 CuS 음극, 및 이를 포함하는 나트륨 이차전지

충·방전 중 자가유합으로 3차원 다공성 구조를 형성하는 CuS 음극

본 기술은 황화구리(CuS) 음극 활물질이 특정 전해질(DME 포함) 내에서 충·방전 반복 시 파편화와 자가유합(Self-healing) 과정을 거쳐 3차원 다공성 구조로 변환되도록 유도하는 기술입니다.

기존 황화구리 음극은 충·방전 반복에 따른 활물질의 파편화로 인해 구조적 안정성이 낮고 수명 특성이 저하되는 문제와, 바인더의 한계로 인해 활물질의 로딩량을 높이는 데 제약이 있음 문제가 있었습니다.

본 기술은 DME(dimethoxyethane) 전해질을 사용하여 충·방전 시 CuS가 스스로 파편화 후 재결합(자가유합)하여 3차원 다공성 구조를 형성하게 함으로써 부피 팽창 응력을 완화하고, PAA(Polyacrylic acid) 바인더를 도입하여 활물질 함량을 70~80wt% 이상으로 증가시켜 전기화학적 성능과 안정성을 개선함으로써, 이차전지 음극 소재 시장에서 차별화된 기술적 강점을 제공할 수 있습니다.

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Key Features:

• 80 내지 100마이크로미터의 입자 크기를 가지는 CuS 음극 활물질과 폴리아크릴산 바인더를 포함하는 음극재 조성물로 슬러리를 제조하는 단계
• 제조된 음극재 슬러리를 집전체 상에 도포하여 CuS 음극을 제조하는 단계
• 디메톡시에테인을 포함하는 전해질 내에서 충·방전을 반복하여 파편화와 자가유합을 유도하는 단계
• 충·방전 반복을 통해 CuS 음극 활물질이 3차원 나노 다공성 구조로 변환되도록 유도하는 구성

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