본 기술은 상온·상압 조건에서 리튬 또는 금속이 용해된 아민계 용액에 실리콘 나노입자를 혼합하여 실리콘 입자 내부에 리튬(또는 금속)을 삽입, 도핑하는 용액 공정 기술입니다.
기존 실리콘계 음극활물질은 초기 충·방전 때 리튬이 소모되어 초기 비가역 용량이 큰 문제가 있었습니다. 또한 충·방전 과정의 부피 팽창과 수축으로 SEI 층이 파괴되면서 수명이 저하되는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 아민계 용매에 리튬 금속이나 리튬 화합물을 녹인 다음 Si와 SiO2가 혼합된 실리콘 나노입자와 반응시키고, 필터링과 잔여 용매 증발의 2단계 분리로 리튬이 미리 도핑된 실리콘 나노입자를 얻도록 구성됩니다. 실리콘-흑연 혼합 음극, 고에너지 전기차 셀, 프리리튬화 공정 라인 등에 적용될 수 있어 고온·고압 설비 없이도 초기 효율 손실을 메워 양극 용량을 더 온전히 활용할 수 있습니다.
본 발명은 미래창조과학부의 유기 환경 오염물 저감형 광전기화학 수소 생산 지원을 통해 개발되었습니다.
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