본 기술은 글리콜 키토산 주쇄와 산화된 알긴산나트륨 측쇄를 시프(Schiff) 염기 반응으로 이민 결합시켜 3차원 네트워크 구조의 자가 치유 하이드로겔을 형성하고, 이를 실리콘 음극 바인더로 사용하여 부피 팽창에 따른 실리콘 입자 파손을 방지하는 기술입니다.
실리콘 음극은 충·방전 시 반복되는 부피 팽창으로 입자 분쇄, 전기적 단선, 박리 및 용량 저하를 겪어 왔습니다. 또한 PVdF와 같은 기존 선형 바인더로는 물리적 응력을 제어하거나 실리콘 입자와의 강한 접착력을 유지하는 데 한계가 존재했습니다.
본 기술은 산화도 10~30 몰%인 산화된 알긴산나트륨을 1~20 중량% 범위에서 글리콜 키토산과 가교 결합하여 3D 네트워크 하이드로겔을 제조하도록 구성됩니다. 동적 이민 결합에 기반한 자가 치유 특성으로 팽창 시 생긴 손상을 자발적으로 복구하고, 실리콘 표면 수산화기(-OH)와의 강한 상호작용으로 전극의 기계적 안정성과 전도성 네트워크를 지킵니다. 상온·중성 pH에서 짧은 반응만으로 합성되므로 대량 양산형 음극 공정과 해조류 유래 천연 고분자 기반의 친환경 전극 소재 사업에 적용될 수 있어 바인더 합성 단계의 에너지 소모와 독성 용매 사용을 최소화합니다.
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