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IBL-26-2424

실리콘 카바이드 입자의 제조방법

등록일
2026-10-07
이차전지› 소재› 음극재
유기 작용기 실리카 주형과 저온 금속열환원을 결합한 형상 제어 실리콘카바이드 합성

본 기술은 알킬기나 머캡토기 같은 유기 작용기를 도입한 실리카 입자를 주형으로 삼아 금속과 혼합한 뒤 400~1200℃ 저온 열환원과 산 에칭을 거치는 기술입니다. 이를 통해 실리콘 카바이드의 구조(단일, 복합체)와 형태(구형, 중공형, 래틀형)를 정밀하게 제어합니다.

종래의 애치슨법은 2000℃ 이상의 초고온 설비가 필요해 공정이 복잡하고 에너지 소모가 큰 문제가 있었습니다. 또한 외부 주형을 쓰는 중공형 및 래틀형 입자 제조 방식은 공정 단계가 많고 구조가 붕괴될 위험이 있었습니다.

본 기술은 유기 작용기가 부착된 실리카 입자를 직접 합성하고, 작용기 종류와 열환원 시간, 금속 열환원 전후의 열처리 조건을 독립적으로 제어하도록 구성됩니다. 그 결과 별도 주형 없이도 실리콘 카바이드 단일구조나 실리콘 및 탄소 복합체 구조, 중공형 또는 래틀형 입자를 효율적으로 얻습니다. 실리콘계 음극재의 부피 팽창 완충 소재와 내열 세라믹 필러 등에 적용될 수 있어, 고온 설비 투자 없이 입자 내부 빈 공간을 설계한 맞춤형 SiC 분말을 공급할 수 있습니다.

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Key Features:
  • 유기 작용기를 갖는 실리카 입자를 금속 물질과 혼합하고 열환원시켜 실리콘 카바이드 입자를 제조하는 제2 단계
  • 제조된 실리콘 카바이드 입자를 산 용액으로 에칭하여 구조와 형태를 드러내는 제3 단계
  • 유기 작용기를 머캡토기 또는 C1-C4 알킬기로 조절하여 래틀형 또는 중공형으로 제어되는 실리콘 카바이드 입자
  • 물, 염기성 촉매 및 유기 작용기를 갖는 알콕시실란 화합물을 혼합해 가수분해와 축중합으로 실리카 입자를 생성하는 단계

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한양대학교 산학협력단
구상만 | 정규일
문서
출원일:
2020-11-04
|
특허등록번호:
10-2517174
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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