본 기술은 고분자 템플릿 위에 전해도금으로 실리콘 미세구체를 만든 뒤 템플릿을 제거하여 속이 빈(hollow) 다층 구조의 다공성 실리콘 어레이를 형성함으로써, 리튬 충·방전 시 생기는 부피 팽창 응력을 완화하고 반응 면적을 극대화하는 기술입니다.
실리콘 음극재는 이론 용량이 매우 높지만 충·방전 시 약 4.12배에 이르는 과도한 부피 팽창이 일어나 구조적 균열과 붕괴가 발생했습니다. 이로 인해 사이클 수명이 짧아지고 전극 내 전자 전달 경로가 끊어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 고분자 미세구체를 자기정렬시켜 템플릿을 만들고 그 위에 실리콘을 전해도금으로 코팅한 뒤 열처리로 고분자를 제거해 속이 빈 다공성 실리콘 미세구체 구조체를 제조하며, 필요에 따라 탄소나 금속·비금속 무기물 도전재를 원자층 증착(ALD) 등으로 덧입혀 도전성을 보완하도록 구성됩니다. 장거리 주행용 전기차 셀이나 박막형 마이크로 배터리의 고용량 실리콘 음극에 적용될 수 있어 내부 빈 공간이 팽창 완충 역할을 하므로 반복 충전 후에도 전극 형상이 쉽게 무너지지 않습니다.
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