본 기술은 글리콜 키토산 주쇄와 디벤즈알데히드기로 말단화된 폴리에틸렌글리콜(PEG) 측쇄를 이민 결합으로 가교하여, 실리콘 음극의 부피 팽창을 제어하고 이온 전도성과 자가 치유 능력을 극대화한 하이드로겔 형태의 고분자 바인더 기술입니다.
실리콘 음극은 충·방전 과정에서 약 400%에 이르는 급격한 부피 변화를 겪으며, 이 때문에 실리콘 입자가 파쇄되고 전극 구조가 무너지며 전기적 접촉이 끊기고 전해액과의 부반응이 늘어나 수명이 짧아지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 글리콜 키토산의 아민기와 디벤즈알데히드 말단 PEG의 알데히드기 사이에 가역적인 이민 결합을 형성해 그물망 구조의 고분자 네트워크를 이루도록 구성됩니다. 이 네트워크가 외부 물리적 스트레스를 흡수하며 스스로 회복하고, 수산기와 아민기는 계면 접착력을, PEG 영역은 리튬 이온 전도성을 높입니다. 급속 충전으로 팽창 속도가 빠른 실리콘 고함량 음극이나 웨어러블 기기용 소형 셀에 적용될 수 있어 바인더 자체가 이온 통로 역할까지 맡아 도전재와 전해질 설계의 여유를 넓혀 줍니다.
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