본 기술은 폐기물인 커피박을 탄소원이자 환원제로 사용하여, 금속산화물과의 복합체 형성 및 단일 열처리 공정을 통해 금속(Ge, Sn 등)-탄소 복합 음극활물질을 제조하는 기술입니다.
기존 금속산화물 단독 열처리는 환원이 불완전하여 음극활물질로서의 전기화학적 성능(비용량)이 낮으며, 커피박 재활용 기술은 고순도 탄소 정제 과정이 복잡하여 경제성이 낮음 문제가 있었습니다.
본 기술은 금속산화물과 건조된 커피박을 7:3 중량비로 혼합하고 분산매를 이용해 초음파 처리한 뒤, 질소/수소 혼합 분위기에서 500℃ 초과 700℃ 미만으로 열처리하여 탄화와 환원을 동시에 수행함으로써 공정을 단순화하고 비결정성 탄소 매트릭스에 금속이 균일하게 분산된 복합체를 제조함으로써, 이차전지 음극 소재에 도입되어 공정 단순화와 비용 절감에 기여할 수 있습니다.
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