본 기술은 실리콘처럼 용량이 큰 음극활물질이 충·방전 중 부풀어 오르는 현상을 억제하기 위해, 쿨롱 상호작용(정전기적 인력)과 수소결합을 활용하는 폴리아크릴아마이드 기반 음이온성·양이온성 고분자 바인더를 라디칼 중합으로 합성하는 기술입니다.
실리콘 등 고용량 음극재는 충·방전 과정에서 부피가 최대 300%까지 변해 전극이 기계적으로 부서지고 활물질이 떨어져 나갔습니다. 이와 함께 전해질이 계속 소모되고 SEI 층이 불안정해지면서 전지 용량과 수명이 급격히 줄어드는 문제가 있었습니다.
본 기술은 인산완충용액에 개시제와 아크릴아마이드, 설폰산계 또는 암모늄계 단량체를 넣고 질소 분위기에서 가열 중합해 음이온성·양이온성 고분자를 각각 만든 뒤, 두 고분자를 섞어 강하고 가역적인 쿨롱 상호작용과 수소결합 네트워크를 형성하도록 구성됩니다. 실리콘·실리콘산화물 복합 음극, 급속충전용 고용량 셀, 수계 전극 슬러리 공정에 적용될 수 있어 자가치유 효과로 부피 팽창 응력을 흡수하고, 단순한 합성 공정 덕분에 양산 전환도 수월합니다.
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