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IBL-26-2431

리튬이차전지용 규소산화물계 복합체 음극 활물질 및 이의 제조방법

등록일
2026-10-07
이차전지› 소재› 음극재
알칼리 할로겐 보조제로 균질 마그네슘 실리케이트를 형성한 고효율 SiOx 음극재

본 기술은 규소산화물과 마그네슘 수소화물을 반응시킬 때 알칼리 금속 할로겐 화합물을 첨가해 마그네슘 가스 누출을 억제하는 규소산화물 복합 음극 활물질 기술입니다. 균질한 마그네슘 실리케이트를 형성하고, 세정 공정으로 전기화학적 부도체인 산화마그네슘(MgO) 함량을 최소화합니다.

종래 마그네슘-규소산화물 복합체 제조 공정에서는 마그네슘 가스가 증발하거나 누출되어 반응의 균질도가 낮아지는 문제가 있었습니다. 또한 생성된 산화마그네슘이 부도체로 작용해 전기화학적 성능과 초기 효율을 떨어뜨리는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 알칼리 금속 할로겐 화합물(MX)을 반응 보조제로 써서 마그네슘 가스 누출을 막고, 열처리 후 증류수나 산성 수용액으로 세정해 잔류 MgO를 줄이도록 구성됩니다. 표면에는 탄소 소재를 코팅하여 전기화학적 안정성을 더합니다. 스마트폰과 전기차용 실리콘 혼합 음극 등에 적용될 수 있어, 흑연 대비 높은 용량을 확보하면서 첫 사이클 쿨롱 효율 손실을 줄일 수 있습니다.

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Key Features:
  • MgxSiOy로 표시되는 마그네슘 실리케이트, 결정질 실리콘 및 0.05 내지 1wt%의 알칼리 금속원소를 포함하는 음극 활물질
  • X선 회절 패턴에서 Mg2SiO4 피크가 MgO 피크보다 더 크게 검출되는 규소산화물계 복합체
  • 일산화규소, 마그네슘 수소화물 및 알칼리금속 할로겐 화합물을 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계
  • 1차 열처리를 거친 혼합분말을 증류수 또는 산성 수용액으로 세정한 후 여과 및 건조하는 단계

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한양대학교 산학협력단
김한수 | 정동재 | 윤동한
문서
출원일:
2021-02-22
|
특허등록번호:
10-2516476
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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