KR101795778B1 - 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로써, 나노실리콘 입자에 열분해탄소층과 나노실리콘의 부피 팽창 방지 및 공간확보를 위해 기상성장한 탄소나노섬유에 추가의 열분해탄소층과 전극 수명특성을 개선하기 위해 이종 금속을 담지하여 흑연을 복합한 복합 실리콘 음극 활물질을 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.

Description

탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {Silicon carbon composite for anode active material, method for preparing the same and lithium secondary battery the same}
본 발명은 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 나노실리콘 입자에 열분해탄소층과 기상성장한 탄소나노섬유에 추가의 열분해탄소층과 이종 금속을 담지하여 탄소 복합 실리콘 음극 활물질을 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
현재 휴대폰, 캠코더, 노트북 PC 및 전기 자동차까지 에너지 저장 기술 적용 분야에서 이차전지는 주요 전력원으로 활용되고 있다. 이러한 이차전지는 나노스케일의 초소형 장치에서부터, 노트북과 같은 이동형 장치 및 전기자동차 및 스마트 그리드를 위한 전력저장용 장치까지 점차 적용범위가 확대되고 있다.
최근, 리튬이온 이차전지는 전기자동차 및 전력저장 분야에서 각광을 받고 있으며, 이러한 분야에서 이차전지를 활용하기 위해서 이차전지는 더욱 우수한 싸이클링 성능과 높은 에너지밀도가 필요하다.
일반적으로 전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막 및 이들을 포장하는 케이스로 구성될 수 있다. 여기서 양극 및 음극은 활물질, 도전재 및 바인더로 구성될 수 있다.
활물질은 실질적으로 전지가 작동할 때 전기에너지를 발생시키는 물질로 에너지 밀도는 활물질의 종류나 양에 의존한다. 따라서 전지가 많은 에너지를 갖도록 하기 위해서는 전극에 포함되어 있는 단위 질량당 활물질의 에너지 밀도를 늘릴 필요가 있다.
이에 따라 이차전지의 수명을 늘리기 위한 고용량 전극 활물질에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 음극 활물질로 이용되는 탄소계 소재의 이론용량 값이 372 mAh/g으로 제약이 되기 때문에, Si (4200 mAh/g), Sn (994 mAh/g), Al(993 mAh/g) 과 같은 고용량 소재들이 복합화되어있는 음극 활물질을 제조하려는 연구들이 활발히 이루어지고 있다.
상기의 탄소계 소재의 대체물 대부분은 내재적으로 낮은 전기적 전도도와 싸이클링 과정에서 Li과의 반응하여 최소 100 ~ 300% 정도의 응집 및 큰 부피 변화로 인하여 싸이클링 중에 급속한 용량 감소를 나타낸다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 탄소계 소재의 대체물에 탄소나노튜브와 탄소나노섬유를 첨가하여 탄소계 소재의 대체물의 전기적 전도도를 향상시키려는 연구가 있어왔다. 탄소나노튜브나 탄소나노섬유와 같은 나노탄소 물질은 큰 비표면적으로 인하여 전극내에 차지하는 중량당 부피가 커지게 되며 첨가량이 증가하게 된다. 이로 인하여 전극 집전판과의 결착이 어려워져 음극활 물질이 전극판에서 탈리가 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 입도 제어를 통한 나노실리콘 기반의 탄소 복합 실리콘 음극 활물질을 제조하여 충방전시 발생하는 부피 팽창으로 인해 급격하게 싸이클링 특성이 떨어지는 실리콘 음극 문제점을 해결하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여
입도 제어된 나노실리콘을 준비하는 제 1단계;
상기 입도 제어된 나노실리콘에 열분해탄소층을 형성하는 파우더를 형성하는 제 2단계;
상기 제 2단계의 파우더에 촉매를 담지 시키켜 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 형성하는 제 3단계;
상기 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 여과후 건조하여 파우더를 형성하는 제 4단계;
상기 제 4단계의 파우더에 카본나노섬유를 성장시키는 제 5단계;
상기 제 5단계에 추가적으로 열분해탄소층을 형성하는 제 6단계;
상기 제 6단계에 이종 금속이 혼합되는 제 7단계;
상기 제 7단계에 흑연을 혼합하는 제 8단계; 를 포함하는
탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 입도 제어된 나노실리콘 입자는 건식 진동에 의한 분쇄로 미립화된 입도 제어된 나노실리콘인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 입도 제어된 나노실리콘 입자는 평균입경(D50)이 100 내지 500 nm인 입도 제어된 나노실리콘인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 열분해탄소층은 탄소공급원 존재하에서 나노실리콘의 표면을 비결정성 열분해 탄소를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 탄소공급원은 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄 및 부틸렌 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서,상기 제 3단계의 촉매는 Fe, Ni, Co, Pt Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서,상기 제 3단계에서 상기 촉매를 담지 시키기 위하여 용매에 분산시키는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 용매는 증류수, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디메틸 술폭사이드, 디메틸 포르마이드, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, N-메틸-2-피롤리돈, 아세톤에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3단계의 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 형성하기 위하여 가열 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 4단계에서 필터를 이용한 여과후, 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 회전 농축기를 통하여 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 5단계에서 일산화탄소, 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄에서 선택된 1종 이상의 탄소공급원 존재하에 400 내지 800℃에서 제 4단계의 파우더 표면에 탄소나노섬유를 기상성장 시키는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 제 6단계에서 열분해탄소층은 탄소공급원 존재하에서 제 5단계의 표면을 비결정성 열분해 탄소를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 탄소공급원은 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄 및 부틸렌 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
상기 열분해탄소가 추가로 코팅된 음극 활물질은 높은 전기 전도도를 가지며, 싸이클링 과정에서 응집 및 부피의 변화가 작아 용량 감소의 폭이 크지 않아 용량 유지율을 증가 시켜준다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 제 7단계는 전기 전도도 향상을 위하여 Cu, Ni, Ag, Fe, Ti, Al 중에서 선택되는 어느 하나의 이종금속이 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 제 8단계는 흑연을 볼밀링하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 제조된 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명에 의한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질은 나노실리콘입자에 열분해탄소층을 형성한 후 3차원 다공성 네트워크를 갖는 탄소나노섬유를 성장시켜 공간을 제공하여, 충방전시 발생하는 실리콘의 부피 변화의 완충 작용과 탄소나노섬유의 네트워크 형성으로 인하여 전기 전도도가 향상되며, 추가로 열분해탄소층을 형성시켜 비표면적을 줄여준다. 또 추가로 이종 금속을 형성하여 전기 전도도를 더욱 향상시켜, 전자 전달에 유리한 구조로 싸이클 특성이 우수한 탄소 복합 실리콘 음극 활물질을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 탄소 복합 실리콘 음극의 SEM 결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 탄소 복합 실리콘 음극의 싸이클링 성능 특성 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 비교예 1에서 제조된 탄소 복합 실리콘 음극의 싸이클링 성능 특성 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에서 제조된 탄소 복합 실리콘 음극의 싸이클링 성능 특성 결과를 나타낸다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 제조예 > 나노실리콘 입자의 제조
나노실리콘 입자를 제조하기 위하여, 칩(Chip) 형태의 실리콘 입자를 건식 진동에 의한 분쇄로 미립화된 입도 제어된 평균입경(D50)이 약 200 nm인 나노실리콘을 제조한다.
< 실시예 > 탄소 복합 실리콘 음극 활물질 제조
실시예 1: 입도 제어된 나노실리콘 입자를 준비하고 상기 입도 제어된 나노실리콘에 열분해탄소층(PC, Pyrolytic Carbon)을 형성하였다. 상기 열분해탄소층을 형성하기 위한 화합물로서 프로판(C3H8)과 질소(N2)를 가열된 회전로(rotary kiln)에 공급하였다.
상기 열분해탄소가 코팅된 실리콘 나노 파우더를 에탄올에 분산시켰다. 상기 에탄올에 분산된 열분해탄소가 코팅된 실리콘 나노 파우더에 질산제이철수화물(Fe(NO3)39H2O)을 첨가한 후, 40 ℃에서 3 시간 동안 교반하여 철 촉매를 담지시키고, 필터로 여과시킨 후 회전 농축기로 건조하여 철 촉매가 담지된 열분해탄소가 코팅된 나노실리콘 파우더를 형성하였다.
상기 철 촉매가 담지된 열분해탄소가 코팅된 나노실리콘 파우더를 챔버 내에 투입하고 캐리어 가스인 질소(N2)에 일산화탄소(CO)와 수소(H2)를 주입하여 670 ℃ 및 대기압 환경에서 카본나노섬유(CNF, Carbon nanofiber)를 성장시키고, 추가적으로 상기와 같은 방법으로 열분해탄소층을 형성하여, 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(나노실리콘-PC-CNF-PC)을 제조하였다.
실시예 2: 상기 실시예 1의 나노실리콘-PC-CNF-PC 복합체에 구리나노입자를 혼합하여 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(나노실리콘-PC-CNF-PC-Cu 0.9wt%)을 제조하였다.
실시예 3: 상기 실시예 1의 나노실리콘-PC-CNF-PC 복합체와 흑연(Graphite)를 15:85의 중량비로 볼밀로 혼합하여 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(15wt%나노실리콘-PC-CNF + 85wt%흑연)을 제조하였다.
실시예 4: 상기 실시예 2의 나노실리콘-PC-CNF-PC 복합체와 흑연(Graphite)를 15:85의 중량비로 볼밀로 혼합하여 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(15wt%나노실리콘-PC-CNF-PC-Cu0.9% + 85wt%흑연)을 제조하였다.
< 비교예 >
비교예 1: 입도 제어된 나노실리콘 입자를 준비하고 상기 입도 제어된 나노실리콘에 열분해탄소층(PC, Pyrolytic Carbon)을 형성하였다. 상기 열분해탄소층을 형성하기 위한 화합물로서 프로판(C3H8)과 질소(N2)를 700 ℃로 가열된 회전로(rotary kiln)에 공급하였다.
상기 열분해탄소가 코팅된 실리콘 나노 파우더를 에탄올에 분산시켰다. 상기 에탄올에 분산된 열분해탄소가 코팅된 실리콘 나노 파우더에 질산제이철수화물(Fe(NO3)39H2O)을 첨가한 후, 40 ℃에서 3 시간 동안 교반하여 철 촉매를 담지시키고, 필터로 여과시킨 후 회전 농축기로 건조하여 철 촉매가 담지된 열분해탄소가 코팅된 나노실리콘 파우더를 형성하였다.
상기 철 촉매가 담지된 열분해탄소가 코팅된 나노실리콘 파우더를 챔버 내에 투입하고 캐리어 가스인 질소(N2)에 일산화탄소(CO)와 수소(H2)를 주입하여 670 ℃ 및 대기압 환경에서 카본나노섬유(CNF, Carbon nanofiber)를 성장시켰다.
상기 카본나노섬유는 주입된 일산화탄소의 질량부 100 wt% 성장하여 나노실리콘 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(나노실리콘-PC- CNF 100 wt% )을 제조하였다.
비교예 2: 상기 비교예 1과 동일하게 제조하였다. 카본나노섬유는 주입된 일산화탄소의 질량부 98.8 wt% 성장하여 나노실리콘 탄소 복합 실리콘 음극 활물질(나노실리콘-PC-CNF 98.8 wt%)을 제조하였다.
< 제조예 > 음극 제조
음극 활물질로서, 실시예 1내지 4와 비교예 1 내지 2의 음극 활물질, 도전재로서 Super-P 및 결합제로서 증류수에 2 wt% polyacrylic acid(PAA)-carboxymethyl cellulose(CMC) (PAA-CMC) 결합제를 50:35:15의 중량비로 혼합하여 음극슬러리를 제조하였다. 상기 음극슬러리를 구리 포일에 도포하고, 60 내지 120 ℃에서 건조시켜 음극을 제조한 후, 롤프레스를 실시하였다.
< 제조예 > 전지 제조
양극활물질을 도전재 및 결합제와 혼합하여 양극 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 포일에 도포하고, 건조시켜 양극을 제조한 후 롤프레스 실시하였다.
상기 제조된 음극 및 상기 양극 사이에 분리막을 적용하고, 전해질 물질(1M LiPF6/EC:EMC (30: 70 vol%) + 10wt% FEC)을 주입하여 코인 전지를 제조하였다.
< 실험예 > SEM 사진 측정
상기 실시예에서 제조된 음극 활물질(나노실리콘-PC- CNF)의 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 1에 나타내었다.
< 실험예 > 전지의 싸이클링 성능 특성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 전지에 대하여 정전류 시험법을 통한 충방전으로 싸이클링 성능 특성 평가가 이루어 졌으며, 전압범위 0.01 V에서 1.5 V 에서 행하여졌다.
싸이클링 성능 특성을 평가하고 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
아래 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 2의 경우 추가적으로 열분해탄소 코팅을 포함하지 않은 비교예 1 내지 2보다 용량 유지율이 증가한다는 것을 알 수 있다. 이는 열분해탄소가 추가로 코팅된 음극 활물질이 비교에에 비하여 높은 전기 전도도를 가지며, 싸이클링 과정에서 응집 및 부피의 변화가 작아 용량 감소의 폭이 크지 않음을 보여준다.
구분 초기 충전용량 (mAh/g) 초기 방전용량 (mAh/g) 초기 쿨롱 효율 (ICE) (%) 용량유지율 @10회
실시예 1 나노실리콘-PC-CNF-PC 1939 1512 78 94
실시예 2 나노실리콘-PC-CNF-PC-Cu 0.9wt% 1741 1339 76.9 93
비교예 1 나노실리콘-PC-CNF 100wt% 2731 2112 77.3 85.8
비교예 2 나노실리콘-PC-CNF 98.8wt% 2469 1854 75.1 88.5
실시예 2와 비교예 1의 정전류 시험법을 통한 싸이클링 특성을 각각 도 2 내지 도 3에서 보여준다. 실시예 2의 경우 충방전의 용량 유지비율이 비교예 1보다 우수함을 보여준다.
또한 실시예 3 내지 4의 경우 50회의 충방전 후에도 비교예 1 내지 2에 비하여 우수한 용량 유지율을 가짐을 표 2에서 보여준다.
구분 초기 충전용량 (mAh/g) 초기 방전용량 (mAh/g) 초기 쿨롱 효율 (ICE) (%) 용량유지율 @50회
실시예 3 15wt%나노실리콘-PC-CNF + 85wt%흑연 834 685 82 81
실시예 4 15wt%나노실리콘-PC-CNF-PC-Cu0.9% + 85wt%흑연 677 564 83.3 91
표 2의 실시예 3에 비하여 구리가 첨가된 실시예 4의 경우 충방전 용량은 열위하나, 뛰어난 용량 유지율을 가짐을 알 수 있다. 이는 나노이종금속의 혼합으로 전기전도성이 향상되었기 때문이다.
상세하게 도 4(a)에서 실시예 4의 싸이클 횟수에 따른 충방전 용량를 나타내며, 이는 초기 충방전에서 급격하게 용량유지율이 떨어지나 이후 충방전에는 큰 변화가 없음 알 수 있으며, 도 4(b)에서 초기 충방전 이후의 쿨롱효율(coulombic efficiency)이 100%에 근접한것을 보여준다.

Claims (18)

  1. 입도 제어된 나노실리콘을 준비하는 제 1단계;
    상기 입도 제어된 나노실리콘에 열분해탄소층을 형성하는 파우더를 형성하는 제 2단계;
    상기 제 2단계의 파우더에 촉매를 담지 시키켜 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 형성하는 제 3단계;
    상기 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 여과후 건조하여 파우더를 형성하는 제 4단계;
    상기 제 4단계의 파우더에 카본나노섬유를 성장시키는 제 5단계;
    상기 제 5단계에 추가적으로 열분해탄소층을 형성하는 제 6단계;
    상기 제 6단계에 구리를 혼합하여 실리콘-탄소-구리 복합체를 제조하는 제 7단계;
    상기 제조된 실리콘-탄소-구리 복합체에 흑연을 15 : 85 중량비로 혼합하는 제 8단계; 를 포함하는
    탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입도 제어된 나노실리콘 입자는 건식 진동에 의한 분쇄로 미립화된 입도 제어된 나노실리콘인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입도 제어된 나노실리콘 입자는 평균입경(D50)이 100 내지 500 nm인 입도 제어된 나노실리콘인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  4. 제 1 항에 있어서,
    열분해탄소층은 탄소공급원 존재하에서 나노실리콘의 표면을 비결정성 열분해 탄소를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄소공급원은 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄 및 부틸렌 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3단계의 촉매는 Fe, Ni, Co, Pt Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3단계에서 상기 촉매를 담지 시키기 위하여 용매에 분산시키는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 용매는 증류수, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디메틸 술폭사이드, 디메틸 포르마이드, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, N-메틸-2-피롤리돈, 아세톤에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3단계의 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 형성하기 위하여 가열 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 4단계에서 필터를 이용한 여과후, 촉매가 담지된 나노실리콘 입자를 회전 농축기를 통하여 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 5단계에서 일산화탄소, 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄에서 선택된 1종 이상의 탄소공급원 존재하에 400 내지 800℃에서 제 4단계의 파우더 표면에 탄소나노섬유를 기상성장 시키는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 6단계에서 열분해탄소층은 탄소공급원 존재하에서 제 5단계의 표면을 비결정성 열분해 탄소를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 탄소공급원은 에틸렌, 아세틸렌, 메탄, 프로판, 프로필렌, 에탄 및 부틸렌 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  14. 삭제
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제 8단계는 흑연을 볼밀링하는 것을 특징으로 하는 탄소 복합 실리콘 음극 활물질의 제조 방법
  16. 제 1 항 내지 제 13항 및 제 15 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의하여 제조된 탄소 복합 실리콘 음극 활물질
  17. 삭제
  18. 제 16 항의 탄소 복합 실리콘 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지
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JP2014139920A (ja) 2012-12-18 2014-07-31 Shin Etsu Chem Co Ltd 非水電解質二次電池用負極及びその製造方法、ならびにリチウムイオン二次電池

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