본 기술은 제1 금속과 제2 금속을 포함하는 유기 금속 구조체를 열처리하여 탄화 구조체를 만든 뒤, 도핑 소스와 반응시켜 표면의 금속을 단원자(single atom) 상태의 도핑 금속으로 치환함으로써 음극의 전기화학적 특성을 개선하는 기술입니다.
기존 나노 구조체나 벌크 금속 상태의 음극활물질은 충방전을 반복할 때 구조가 불안정해지는 문제가 있었습니다. 또한 율 특성이 낮고 수명이 빠르게 저하되는 기술적 한계가 존재했습니다.
본 기술은 금속 유기 구조체(MOF)의 열처리와 치환 반응을 통해 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 등의 도핑 금속을 탄화 구조체 표면에 단원자 상태로 배치하고, 마이크로 기공을 금속 원자로 채워 안정성과 전도성을 확보하도록 구성됩니다. 이에 리튬 이차전지 고율 음극과 리튬 금속 핵생성 호스트 소재에 적용될 수 있어 극미량의 귀금속만으로 전도 경로를 확보하여 소재 원가 부담을 줄일 수 있습니다.
본 발명은 삼성전자 미래기술육성센터의 순차적 기상 반응을 이용한 고용량/고속충전용 전극소재 개발 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
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