본 기술은 실리콘계 음극의 부피 팽창 문제를 해결하기 위해, 특정 작용기를 가진 카본퀀텀닷과 수용성 바인더를 빛(IPL) 또는 열에 의한 축합중합으로 화학 결합시키는 기술입니다. 형성된 결합체가 전극 활물질을 견고하게 가교합니다.
실리콘 음극 활물질은 충·방전 시 부피가 크게 팽창하고 수축하여 수명 특성이 낮다는 문제가 있었습니다. 또한 기존 고분자 바인더를 쓰면 전극의 전기 전도도가 떨어지고 제조 공정이 복잡해지는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 하이드록시기, 아미노기, 카르복실기 등을 가진 카본퀀텀닷과 PAA 등 수용성 바인더를 혼합한 뒤, 극단파 백색광(IPL)을 조사해 탈수 축합중합을 일으켜 바인더 복합체를 형성하도록 구성됩니다. 이 복합체는 활물질을 단단히 붙잡는 동시에 전기 전도 경로를 제공합니다. 실리콘 함량을 높인 전기차용 고용량 음극과 급속충전형 스마트폰 배터리 전극 공정에 적용될 수 있어 수 밀리초 단위의 광 조사만으로 가교를 끝내 건조 설비 부담을 줄이고 전극 전도도도 끌어올릴 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 웨어러블 디바이스에 적용 가능한 유연한 아연 이온 마이크로 배터리 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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