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IBL-26-2233

보론이 도핑된 실리콘 옥사이드계 음극활물질과 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지

등록일
2026-09-29
이차전지› 소재› 음극재
더미기판 이격 기상확산으로 불순물 없이 보론을 도핑한 실리콘옥사이드 음극재

본 기술은 실리콘 옥사이드 분말과 보론 화합물 도펀트를 코팅한 더미(dummy) 기판을 물리적으로 떨어뜨려 배치한 뒤 열처리하여, 보론 화합물 불순물을 남기지 않고 보론 원소만 실리콘 옥사이드 내부로 선택적으로 확산시키는 도핑 기술입니다.

실리콘 옥사이드계 활물질은 전기전도도가 낮고 장수명 특성이 부족하다는 문제가 있었습니다. 도펀트를 활물질과 직접 혼합하는 기존 방식은 보론 화합물 불순물이 잔류하여 활물질의 비용량(specific capacity)을 떨어뜨리는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 보로실리케이트 등 보론 화합물을 코팅한 기판과 실리콘 옥사이드 분말을 이격 배치하고 800~1000℃에서 열처리함으로써, 기상 확산(vapor-phase diffusion)으로 보론 원소만 균일하게 도핑하고 실리콘 결정 형성을 유도하도록 구성됩니다. 전기차와 고용량 IT 기기용 실리콘계 음극 소재 양산 라인에 적용될 수 있어 도펀트 잔재 세척 공정 없이도 이온 확산 속도와 사이클 특성이 개선된 음극재를 얻을 수 있습니다.

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Key Features:
  • 보론화합물이 함유된 도펀트를 스핀 코팅, 드롭 코팅 또는 스프레이 에어로졸로 더미 기판 위에 코팅하는 단계
  • 도펀트가 코팅된 더미 기판과 실리콘 옥사이드계 혼합물을 이격 배치한 후 800 내지 1000℃에서 열처리하는 단계
  • 보로실리케이트, 보론트리옥사이드, 보론옥사이드, 보론서브옥사이드 및 붕산 중에서 선택되는 적어도 1종의 보론화합물
  • 보론이 도핑된 음극 활물질을 도전재 및 접착제와 혼합한 슬러리를 금속 집전체에 코팅하고 열처리하는 단계

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대구경북과학기술원
백성호 | 김재현 | 우지훈
문서
출원일:
2015-10-30
|
특허등록번호:
10-1790555
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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