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IBL-26-1996

철강 슬래그로부터 다공성 실리콘을 제조하는 방법, 이 방법에 의해 제조된 다공성 실리콘 및 이를 이용한 리튬이온전지

등록일
2026-09-16
이차전지› 소재› 음극재
철강 슬래그 산침출과 마그네슘 열환원으로 만든 다공성 실리콘 제조법

본 기술은 철강 제조 부산물인 슬래그를 산침출하여 다공성 실리콘 산화물을 형성한 뒤, 열 흡수제(NaCl 등) 존재 하에서 마그네슘(Mg) 열환원법을 수행하여 나노 구조가 제어된 다공성 실리콘을 제조하는 기술입니다.

기존 실리콘 음극재는 충/방전 시 부피 팽창으로 인한 구조 붕괴 문제가 있으며, 나노 구조 실리콘 합성 시 고가의 원재료(실란 등)나 복잡한 다단계 공정, 고가 주형(Template) 사용이 필요하여 경제성이 낮음 문제가 있었습니다.

본 기술은 철강 슬래그를 1~5M 산 용액으로 침출하여 불순물을 제거하고, 열 흡수제(질량 대비 1.5~10배)를 혼합하여 Mg 열환원 반응 시 국부적 발열로 인한 나노 구조 붕괴를 방지함으로써, 자원 순환·재활용 응용 제품의 부가가치를 높이는 데 활용될 수 있습니다.

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Key Features:
  • 철강 슬래그를 준비하고 슬래그 질량 대비 10 내지 50배의 산 용액으로 20 내지 80도에서 침출하는 산침출 단계
  • 산침출이 완료된 철강 슬래그를 가열하여 다공성 실리콘 산화물을 제조하는 단계
  • 다공성 실리콘 산화물을 열 흡수제 존재 하에서 마그네슘을 이용한 열환원법으로 처리하는 단계
  • 철강 제조 부산물인 슬래그를 재활용하여 나노 구조가 제어된 다공성 실리콘을 제조하는 구성

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포항공과대학교 산학협력단
이진우 | 천진녕 | 안선형
문서
출원일:
2015-09-09
|
특허등록번호:
10-1744630
산업
이차전지
기술
에너지•배터리
화학
국가
Korea
패밀리 특허

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