KR20190047367A - Porous Silicon-Nano Carbon-Multilayer Graphene Composite Using Multi-Layer Graphene and Metal Alloy Powder and Manufacturing Thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to: a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composite which comprises a shell containing a carbon layer and graphene on a porous silicon core particle having a micro-sized first pore and a nano-sized second pore by chemically etching a metal alloy powder; and a manufacturing method thereof. In the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite having a core-shell structure in which a carbon-coated porous silicon particle is wrapped with a graphene shell, the present invention provides the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite in which the porous silicon comprises the first pore and the second pore having different sizes, wherein the coated carbon has a thickness of 1 to 10 nm and the graphene shell has a thickness of less than 20 nm.

Description

다층 그래핀과 금속합금분말을 이용하여 제조되는 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체 및 그 제조방법{Porous Silicon-Nano Carbon-Multilayer Graphene Composite Using Multi-Layer Graphene and Metal Alloy Powder and Manufacturing Thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composite produced by using a multi-layer graphene and a metal alloy powder and a method of manufacturing the same.

본 발명은 다층 그래핀과 금속합금분말을 이용하여 제조되는 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속합금 분말을 화학적 에칭하여 마이크로 크기의 1 기공과 나노크기의 제 2기공을 갖는 다공성 실리콘 코어입자에 탄소층과 그래핀을 포함하는 껍질(shell)을 포함하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composite produced by using multi-layer graphene and a metal alloy powder and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a multi- Nano carbon layer-multi-layer graphene composite comprising a porous silicon core particle having a nano-sized second pore and a shell containing a carbon layer and graphene, and a method for producing the same.

리튬 이차전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되며, 충전에 의해 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온이 음극 활물질, 즉 탄소 입자 내에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등, 양극 및 음극의 양쪽 전극을 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 충·방전이 가능하게 된다. 기존에 사용하는 음극활물질인 탄소 계 물질인 흑연과 저결정성 탄소 등은 이론 전지용량이 375 mAh/g으로 전지용량의 한계성을 보여 고용량의 전지가 요구됨에 따라 기존 탄소계 음극재 보다 단위 무게 당 매우 큰 전지용량이 요구되고 있다. 실리콘은 이론 전지용량이 4200 mAh/g으로 기존 탄소계 음극재료에 비해 10배 이상 큰 이론 전지용량을 가지고 있다.The lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. When lithium ions from the positive electrode active material are charged into the negative electrode active material, that is, carbon particles by charging, So that charging and discharging are possible. As the carbonaceous materials such as graphite and low-crystalline carbon, which are used in the past, have a theoretical capacity of 375 mAh / g, the capacity of the battery is limited. As a high capacity battery is required, A very large battery capacity is required. Silicon has a theoretical cell capacity of 4200 mAh / g, which is more than 10 times larger than conventional carbonaceous anode materials.

그러나 실리콘은 전기전도성이 부족한 반도체 특성을 보이고 충전과 방전이 지속되는 동안 300% 이상의 부피팽창에 의해 실리콘 입자가 파괴되어 수회 충방전 후에 전지용량이 100 mAh/g 이하로 급격하게 감소한다. 또한 실리콘은 리튬이온을 급격하게 받아들여 전해질이 실리콘 입자표면위에 엉김에 의해 불안정한 SEI(solid Electrolyte Solid)층을 형성하여 초기 쿨룡효율이 낮은 단점을 가지고 있다. However, silicon exhibits a semiconductor characteristic lacking in electrical conductivity. Silicon particles are destroyed by volume expansion of 300% or more during charging and discharging, and the battery capacity rapidly decreases to 100 mAh / g or less after several charge / discharge cycles. In addition, silicon has a disadvantage that lithium ion is abruptly taken in and electrolyte is solidified on the surface of silicon particles to form an unstable SEI (solid electrolyte solid) layer.

최근에 이러한 실리콘 음극소재의 충방전 용량의 안정성을 확보하기 위해 입자크기가 100nm 이하인 실리콘 입자를 음극활물질로 사용하는 연구개발이 진행되었다. 하지만 실리콘 나노입자를 출발물질로 하는 음극 활물질은 실리콘 나노입자가 고가임에 따라 이차전지의 음극재로 사용하기에는 경제성이 떨어지며, 실리콘 나노입자를 단독으로 사용하였을 때, 충.방전 사이클이 증가함에 따라 충.방전 용량이 급격히 감소하는 현상을 보이고 있어 이에대한 해결책이 필요한 상황이다.Recently, in order to secure the stability of charging and discharging capacity of such a silicon cathode material, research and development using silicon particles having a particle size of 100 nm or less as an anode active material have been conducted. However, since the anode active material made of silicon nanoparticles is expensive, it is not economical to use it as an anode material of a secondary battery due to the high cost of silicon nanoparticles. When the silicon nanoparticles are used alone, the charge / The charge and discharge capacities are rapidly decreasing, and a solution is needed.

(0001) 대한민국 공개특허 제10-2014-0096581(0001) Korean Patent Publication No. 10-2014-0096581 (0002) 대한민국 공개특허 제10-2016-0059121(0002) Korean Patent Publication No. 10-2016-0059121

본 발명의 목적은, 다공성 실리콘 입자에 수용성 탄소 전구체 및 그래핀 산화물을 혼합하여 용액을 제조하고 용액을 분무하여 건조 한 후 열처리 공정을 수행하여 다공성 실리콘 입자 표면에 나노탄소 층이 형성된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a porous silicon-nano-particle having a nanocarbon layer formed on the surface of a porous silicon particle by preparing a solution by mixing a porous silicon particle with a water-soluble carbon precursor and a graphene oxide, Carbon layer-graphene composite and a method of manufacturing the same.

상술한 문제를 해결하기 위해, 제1양태에 의한 본 발명은 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체에 있어서, 상기 다공성 실리콘은 크기가 상이한 제1기공 및 제2기공을 포함하며, 상기 코팅된 탄소는 1~10nm의 두께를 가지며, 상기 그래핀 쉘은 20nm미만의 두께를 가지는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to the first aspect is a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite having a core-shell structure wrapped with a graphene shell on carbon-coated porous silicon particles Wherein the porous silicon comprises a first pore and a second pore of different sizes, the coated carbon has a thickness of 1 to 10 nm, and the graphene shell has a porous silicon-nano carbon layer having a thickness of less than 20 nm, Graphene composite.

상기 제1기공은 평균입경이 마이크로크기이며, 상기 제2기공은 평균입경이 나노크기일 수 있다.The first pores may have an average particle size of micro-size, and the second pores may have an average particle size of nano-size.

상기 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체의 평균입경(D50)은 9㎛미만일 수 있다.The average particle diameter (D50) of the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite may be less than 9 占 퐉.

상기 탄소는 비정질 탄소이며, 상기 그래핀은 다층 그래핀일 수 있다.The carbon may be amorphous carbon, and the graphene may be multi-layer graphene.

상기 탄소 및 그래핀은 상기 다공성 실리콘 대비 1~80중량%가 포함될 수 있다.The carbon and the graphene may be contained in an amount of 1 to 80% by weight based on the porous silicon.

또한 제2양태에 의한 본 발명은 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 포함하는 음극 활물질을 제공한다.The present invention according to the second aspect also provides a negative electrode active material comprising a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite.

또한 제3양태에 의한 본 발명은 (a) 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자에 수용성 탄소 전구체 및 다층 그래핀이 혼합된 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합 용액을 건조하여 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 열처리하여, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법을 제공한다.According to a third aspect of the present invention, there is also provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (a) preparing a mixed solution of a water soluble carbon precursor and a multilayer graphene on dried silicon particles from which impurities have been removed; (b) drying the mixed solution to prepare a porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite; And (c) a porous silicon-nano carbon layer having a core-shell structure wrapped with carbon-coated porous silicon particles in a multi-layer graphene shell by heat treating the porous silicon-carbon precursor-multi- Nano carbon layer-graphene composite comprising the step of forming a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite.

상기 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자는 Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, Zn Al, Si 및 O에서 선택되는 1종이상의 원소들을 포함하는 폐 합금분말 슬러지를 질산, 염산, 인산 또는 불산에서 선택되는 1종이상의 산으로 화학적 애칭하여 제조될 수 있다.Wherein the dried silicon particles from which the impurities have been removed contain at least one element selected from Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, Zn Al, The sludge can be produced by chemical nicking with one or more acids selected from nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid.

상기 다층 그래핀은, (i) 5~80㎛의 크기를 가지는 흑연을 1종 이상의 유기용매 또는 물에 분산시켜 흑연용액을 제조하는 단계; (ii) 상기 흑연용액에 비이온성 계면활성제를 첨가하며, 기계적 전단력을 이용하여 다층 그래핀을 제조하는 단계; (iii) 상기 다층 그래핀을 산처리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.(I) dispersing graphite having a size of 5 to 80 占 퐉 in at least one organic solvent or water to prepare a graphite solution; (ii) adding a nonionic surfactant to the graphite solution, and using the mechanical shear force to produce multilayer graphene; (iii) acid-treating the multi-layer graphene.

상기 탄소전구체는 글루코스, 수크로오스, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴아마이드 및 폴리아크릴산에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The carbon precursor may include at least one selected from glucose, sucrose, polyacrylonitrile, polyacrylamide, and polyacrylic acid.

본 발명에 의한 다층 그래핀과 금속합금분말을 이용하여 제조되는 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체 및 그 제조방법은 기존의 실리콘 나노입자를 이용한 음극활물질에 비하여 간단하고 효율적인 방법을 통하여 제조할 수 있으므로 가격이 저렴하며, 다공성의 실리콘-탄소 복합체의 입경이 마이크로 크기를 가짐에 따라 전극 구성 시 리튬이온과의 균일한 삽입과 탈리반응, 균일한 SEI 형성, 전기 전도도가 증가되는 효과를 가지는 음극 활물질을 제공할 수 있다.The porous silicon-nano carbon layer-multi-layer graphene composite prepared by using the multi-layer graphene and the metal alloy powder according to the present invention and the manufacturing method thereof can be manufactured through a simple and efficient method compared with the conventional anode active material using silicon nano- And the porous silicon-carbon composite particles have a micro size, uniform insertion and desorption reaction with lithium ions, uniform SEI formation, and electric conductivity are increased in the electrode structure A negative electrode active material can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 실리콘과 다층 그래핀의 제조 후, 탄소전구체, 다층 그래핀이 혼합된 용액으로부터 제조된 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체의 제조방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속합금분말, 화학적 에칭 결과물 및 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀을 BET법을 사용하여 표면적과 평균 기공크기를 분석한 결과이다.
도 3은 본 발명에서 사용된 다층 그래핀의 Raman 분광기와 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과이다.
도 4는 본 발명에서 사용된 다공성 실리콘의 주사전자현미경 (SEM)으로 분석한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 실리콘-탄소 복합체 및 다공성 실리콘-탄소-다층 그래핀을 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 실리콘, 다공성 실리콘-탄소 복합체 및 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체의 전기화학적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체의 그래핀 함량에 따른 전기화학적 특성을 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 is a flow chart of a process for producing a porous silicon-nano carbon layer-multi-layer graphene composite prepared from a solution in which a carbon precursor and a multi-layer graphene are mixed, after manufacturing porous silicon and multi-layer graphene according to an embodiment of the present invention to be.
FIG. 2 shows the results of analysis of surface area and average pore size of a metal alloy powder, a chemical etching result, and a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene according to an embodiment of the present invention by the BET method.
FIG. 3 shows the results of analysis by Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) of multilayer graphenes used in the present invention.
FIG. 4 shows the result of analysis of the porous silicon used in the present invention by a scanning electron microscope (SEM).
FIG. 5 is a result of transmission electron microscopy (TEM) analysis of porous silicon-carbon composites and porous silicon-carbon-multilayer graphenes according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing electrochemical characteristics of porous silicon, porous silicon-carbon composites and porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composites according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing electrochemical characteristics of a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composite according to an embodiment of the present invention according to graphene content.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it means that it can include other elements, not excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the description are used only to describe certain embodiments and are not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as comprise, having, or the like are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and may include one or more other features, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.

제1양태에 의한 본 발명은 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체에 있어서, 상기 다공성 실리콘은 크기가 상이한 제1기공 및 제2기공을 포함하며, 상기 코팅된 탄소는 1~10nm의 두께를 가지며, 상기 그래핀 쉘은 20nm미만의 두께를 가지는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체에 관한 것이다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite having a core-shell structure wrapped in a carbon-coated porous silicon particle with a graphene shell, Nanocarbon layer-graphene composite having a first pore and a second pore, the coated carbon having a thickness of 1 to 10 nm, and the graphene shell having a thickness of less than 20 nm.

본 발명에 있어서 상기 다공성 실리콘은 크기가 상이한 제1기공 및 제2기공을 포함할 수 있다. 상기 제1기공 평균입경이 마이크로 크기를 가질 수 있으며 바람직하게는 1~500㎛의 크기를 가질 수 있다. 또한 상기 제2 기공은 평균입경이 나노크기를 가질 수 있으며, 바람직하게는 1~500nm의 크기를 가질 수 있다. 제1기공 및 제2기공의 평균입경이 상기 범위를 벗어나는 경우 상기 복합체를 포함하는 음극활물질의 물성이 떨어질 수 있으며, 음극활성도가 떨어질 수 있다.In the present invention, the porous silicon may include first pores and second pores having different sizes. The first pore average particle size may have a micro size, and may have a size of 1 to 500 mu m. The second pores may have an average particle size of nano-sized particles, and preferably have a size of 1 to 500 nm. If the average particle diameter of the first pores and the second pores is out of the above range, physical properties of the negative electrode active material including the composite may be deteriorated and the activity of the negative electrode may be decreased.

본 발명에 있어서 상기 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체의 평균입경(D50)은 9㎛미만인 것이 바람직하다. 상기 평균입경이 9㎛를 초과하는 경우 상기 복합체를 포함하는 음극활물질의 입자크기가 증대되어 표면적이 떨어짐에 따라 음극활성도가 떨어질 수 있다.In the present invention, it is preferable that the average particle diameter (D50) of the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite is less than 9 mu m. When the average particle diameter exceeds 9 탆, the particle size of the negative electrode active material including the composite increases, and the negative electrode activity may decrease as the surface area decreases.

본 발명에 있어서 상기 탄소는 비정질 탄소일 수 있다. 비정질 탄소는 결정구조를 가지지 않는 탄소로서 반응성이 높아 상기 다공성 실리콘 및 그래핀과의 접합성이 좋으므로 비정질 탄소를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 그래핀은 다층 그래핀일 수 있으며, 바람직하게는 2~5층 그래핀을 사용할 수 있다. 단층 그래핀을 사용하는 경우 그래핀의 두께가 얇아져 내구성이 떨어지며 6층 이상의 그래핀을 사용하는 경우 그래핀의 두께가 두꺼워져 다공성이 떨어질 수 있다. 또한 상기 탄소 및 그래핀은 상기 다공성 실리콘 대비 1~80중량%, 바람직하게는 20~60중량%가 포함될 수 있다. 상기 탄소 및 그래핀이 1중량% 미만으로 포함되는 경우 탄소 및 그래핀의 코팅에 의한 효과를 기대하기 어려우며, 80중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 쉘부분의 두께가 두꺼워져 다공성 실리콘의 효과가 떨어진다.In the present invention, the carbon may be amorphous carbon. Amorphous carbon is carbon which does not have a crystal structure, and amorphous carbon is preferably used since the reactivity is high and bonding property with porous silicon and graphene is good. The graphene may be multi-layer graphene, and preferably 2-5 layers of graphene may be used. When using single-layer graphene, the thickness of the graphene is thinned and durability is poor. When the graphene having 6 layers or more is used, the thickness of the graphene may become thick and porosity may be lowered. The carbon and graphene may be contained in an amount of 1 to 80% by weight, and preferably 20 to 60% by weight, based on the porous silicon. When the content of carbon and graphene is less than 1 wt%, the effect of coating of carbon and graphene is difficult to expect. When the content of carbon and graphene is more than 80 wt%, the thickness of the shell portion becomes thick, Falls.

또한 제2양태에 의한 본 발명은 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 포함하는 음극 활물질에 관한 것이다. 상기 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체는 다공성을 가지며, 리튬이온과의 균일한 삽입과 탈리반응, 균일한 SEI 형성하게 되므로, 기존에 사용되는 나노 실리콘을 대체하여 음극활물질로 사용이 가능하다.The present invention according to the second aspect also relates to a negative electrode active material comprising a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite. The silicon-nano carbon layer-graphene composite has porosity, uniform insertion and desorption reaction with lithium ions, and uniform SEI formation, so that it can be used as a negative electrode active material instead of the conventional nanosilicon.

이하 본 발명을 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite manufacturing method.

제3양태에 의한 본 발명은 (a) 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자에 수용성 탄소 전구체 및 다층 그래핀이 혼합된 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합 용액을 건조하여 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 열처리하여, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법에 관한 것이다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a silicon nitride film, comprising the steps of: (a) preparing a solution in which a water soluble carbon precursor and a multilayer graphene are mixed with dry silicon particles from which impurities have been removed; (b) drying the mixed solution to prepare a porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite; And (c) a porous silicon-nano carbon layer having a core-shell structure wrapped with carbon-coated porous silicon particles in a multi-layer graphene shell by heat treating the porous silicon-carbon precursor-multi- Nano carbon layer-graphene composite comprising the steps of: preparing a porous silicon-nano carbon layer-graphene composite.

본 발명에 있어서, 상기 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자는 Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, Zn Al, Si 및 O에서 선택되는 1종이상의 원소들을 포함하는 폐 합금분말 슬러지를 질산, 염산, 인산 또는 불산에서 선택되는 1종이상의 산으로 화학적 애칭하여 제조될 수 있다. 코크스의 환원과정에서 생성되는 폐합금 슬러지는 1족원소, 2족원소 및 전이금속을 다량함유하고 있으며, 실리콘 역시 다량 함유하고 있다. 따라서 이를 이용하여 다공성 실리콘을 제조하는 경우 상당한 원가절감을 기대할 수 있다. In the present invention, the dried silicon particles from which the impurities have been removed may contain one or more elements selected from Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, The powdered sludge may be prepared by chemically treating the waste alloy sludge with one or more acids selected from nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid. The clogging sludge produced in the coke reduction process contains a large amount of Group 1 element, Group 2 element and transition metal, and also contains a large amount of silicon. Therefore, considerable cost reduction can be expected when porous silicon is manufactured using the same.

이때 상기 폐합금슬러지는 실리콘을 제외한 1족 및 2족 원소와 전이금속을 제거하기 위하여 강산으로 처리하는 것이 바람직하다. 상기 강산은 질산, 염산, 인산 또는 불산에서 산택되는 1종이상의 산을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 염산, 황산 또는 질산의 수용액으로 1차 처리한 다음, 불산을 이용하여 2차 처리할 수 있다. 상기 1차 처리시에는 상기 1족 및 2족 원소와 전이금속이 제거되며, 2차 처리시에는 다공성 실리콘 표면의 실리카가 제거된다. At this time, it is preferable that the clogging sludge is treated with strong acid to remove elements of Group 1 and Group 2 and transition metals except silicon. The strong acid may be one or more acid acids which are recovered in nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid, preferably a first treatment with an aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, followed by a second treatment with hydrofluoric acid. During the primary treatment, the Group 1 and Group 2 elements and the transition metal are removed, and during the secondary treatment, the silica on the surface of the porous silicon is removed.

또한 상기 폐합금슬러지가 본 발명에서 사용되는 다공성 실리콘에 비하여 크기가 큰 경우 밀링공정등을 통하여 적절한 크기로 분쇄하여 사용할 수 있으며, 크기가 작은 경우 산처리에 의하여 제조된 다공성 실리카를 2~10개씩 결합하여 사용할 수도 있다.If the size of the clogging sludge is larger than that of the porous silicon used in the present invention, it may be pulverized to an appropriate size through a milling process or the like. When the size of the sludge is small, They may be used in combination.

상기 강산처리에 사용되는 산의 농도는 1차 및 2차 처리시 1~10M, 바람직하게는 3~4M을 사용할 수 있으며, 사용량은 폐합금 슬러지 1중량부에 대하여 1차처리시에는 10~100중량부, 2차 처리시에는 2~10중량부를 사용할 수 있다. 또한 상기 산의 사용량은 슬러지 내의 금속 불순물 및 실리카의 함유량에 따라 증감이 가능하다.The concentration of the acid used in the strong acid treatment may be 1 to 10 M, preferably 3 to 4 M in the primary and secondary treatments. The amount of the acid used is 1 to 100 parts by weight per 1 part by weight of the pulverized sludge, And 2 to 10 parts by weight in the secondary treatment can be used. The amount of the acid used can be increased or decreased depending on the content of the metal impurities and the silica in the sludge.

상기 1차 산처리 및 2차 산처리는 상온에서 수행되는 것이 바람직하며, 산처리시 많은 열이 발생하므로 냉각장치를 이용하여 상온을 유지하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 1차 산처리는 8~12시간동안 수행되는 것이 바람직하며, 상기 2차 산처리는 30~60분간 수행되는 것이 바람직하다. It is preferable that the primary acid treatment and the secondary acid treatment are performed at room temperature, and it is more preferable to maintain the room temperature using a cooling device because a lot of heat is generated during the acid treatment. The primary acid treatment is preferably performed for 8 to 12 hours, and the secondary acid treatment is preferably performed for 30 to 60 minutes.

상기 산처리를 마친 다공성 실리콘은 잔존하는 불순물을 제거하기 위하여 유기용매를 이용하여 세척할 수 있다. 이때 사용되는 유기용매는 불순물을 제거하면서 상기 실리콘 입자에 손상을 주지 않는 유기용매라면 제한없이 사용할 수 있지만, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 사염화탄소, 탄화수소, 이소프로필알코올, 알코올 또는 페놀을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 알코올을 사용할 수 있다. 상기 세척이후 상기 다공성 실리콘 입자를 건조하기 위하여 통상적으로 사용되는 건조방법을 사용하여 건조할 수 있으며, 공정시간의 단축을 위해 80℃의 드라이오븐에서 12 시간 동안 건조하는 것이 바람직하다.The porous silicon after the acid treatment can be washed with an organic solvent to remove remaining impurities. The organic solvent used herein may be any organic solvent that does not cause damage to the silicon particles while removing impurities, and any organic solvent may be used without limitation, but benzene, toluene, xylene, carbon tetrachloride, hydrocarbon, isopropyl alcohol, alcohol or phenol is preferably used And more preferably an alcohol can be used. After the cleaning, the porous silicon particles may be dried using a drying method commonly used to dry the porous silicon particles. In order to shorten the processing time, it is preferable to dry the porous silicon particles in a dry oven at 80 ° C for 12 hours.

상기 (a) 단계에 있어서 상기 혼합된 용액은 상기 다공성 실리콘 1중량%, 탄소 전구체 0.2~2중량%, 그래핀 0.01~0.1중량%를 포함할 수 있으며 바람직하게는 다공성 실리콘 1중량%, 탄소 전구체 0.5중량%, 그래핀 0.01중량%를 포함할 수 있다. In the step (a), the mixed solution may include 1 wt% of the porous silicon, 0.2-2 wt% of the carbon precursor, and 0.01-0.1 wt% of graphene, and preferably 1 wt% of the porous silicon, 0.5% by weight, and 0.01% by weight of graphene.

상기 탄소 전구체는 열처리하여 다공성 실리콘 표면에 탄소 층을 현성하는 물질로, 수용성 화합물인 글루코스, 수크로스, 폴리아크릴로 니트릴, 폴리아크릴아마이드 및 폴리아크릴산에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 탄소 전구체는 실리콘 입자 표면에 코팅되며 탄화 과정을 거쳐 미세한 코팅막을 형성하게 된다. The carbon precursor is a substance which is heat-treated to form a carbon layer on the porous silicon surface, and at least one selected from water-soluble compounds such as glucose, sucrose, polyacrylonitrile, polyacrylamide and polyacrylic acid can be used. The carbon precursor is coated on the surface of the silicon particles and carbonized to form a fine coating layer.

상기 다층 그래핀은, (i) 5~80㎛의 크기를 가지는 흑연을 유기용매 또는 물에 분산시켜 흑연용액을 제조하는 단계; (ii) 상기 흑연용액에 비이온성 계면활성제를 첨가하며, 기계적 전단력을 이용하여 다층 그래핀을 제조하는 단계; (iii) 상기 다층 그래핀을 산처리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.(I) dispersing graphite having a size of 5 to 80 탆 in an organic solvent or water to prepare a graphite solution; (ii) adding a nonionic surfactant to the graphite solution, and using the mechanical shear force to produce multilayer graphene; (iii) acid-treating the multi-layer graphene.

상기 다층 그래핀의 제조에 사용되는 흑연은 5~80㎛의 크기를 가지며, 바람직하게는 15~45㎛의 크기를 가질 수 있다. 흑연의 크기가 5㎛미만인 경우 그래핀의 면적이 작아져 균일한 부착이 어려우며, 80㎛를 초과하는 경우 상기 다공성 실리콘 입자보다 크기가 커지게 되어 역시 균일한 부착이 어렵다.The graphite used in the production of the multi-layer graphene has a size of 5 to 80 탆, preferably 15 to 45 탆. If the size of the graphite is less than 5 탆, the area of the graphene becomes small and it is difficult to uniformly adhere. When the size exceeds 80 탆, the size of the graphite becomes larger than that of the porous silicon particles.

또한 상기 흑연용액은 유기용매 또는 물, 바람직하게는 물을 이용하여 제조될 수 있다.또한 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Tween 20, Tween 80 또는 TritonX-100을 사용할 수 있다.Further, the graphite solution may be prepared using an organic solvent or water, preferably water. The surfactant may be a nonionic surfactant, preferably Tween 20, Tween 80, or Triton X-100 .

상기흑연용액은 물에 0.05~0.1 wt% 계면활성제를 첨가하여 총 부피 200~1000 mL가 되게 한 다음, 콘형 초음파기를 이용하여 30~150 min 동안 균일하게 박리하고, 원심분리기에서 1500rpm에서 15분 동안 원심 분리하여 제조될 수 있다.The graphite solution was prepared by adding 0.05 to 0.1 wt% of a surfactant to water to make a total volume of 200 to 1000 mL, uniformly peeling for 30 to 150 min using a cone type ultrasonic machine, and centrifuging at 1500 rpm for 15 minutes And then centrifuged.

상기 (b)단계의 건조는 분무된 액적들을 운송가스를 이용하여 관상형 가열로로 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 이때 관상형 가열로의 온도를 제어하여 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체의 입경을 제어할 수 있다. 건조 온도는 100~200℃인 것이 바람직하다.The drying in the step (b) may be carried out by passing the sprayed droplets through a tubular heating furnace using a transportation gas. At this time, the temperature of the tubular furnace can be controlled to control the particle size of the porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite. The drying temperature is preferably 100 to 200 ° C.

상기 (c) 단계의 열처리는 질소 또는 아르곤 가스를 이용하여 비활성 가스 분위기로, 가열로의 온도는 500~800℃인 것이 바람직하다. 열처리 시간은 60~180분 동안 이루어 질 수 있다.The heat treatment in the step (c) may be performed in an inert gas atmosphere using nitrogen or argon gas, and the temperature of the heating furnace is preferably 500 to 800 ° C. The heat treatment time can be from 60 to 180 minutes.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

(1) 다공성 실리콘의 제조(1) Production of porous silicon

코크스 환원 과정에서 발행한 폐 슬러지를 3M의 염산으로 10시간 동안 1차 처리한 다음, 3M의 불산으로 40분간 2차 처리하여 다공성 실리콘 분말을 수득하였다. 이후 상기 다공성 실리콘 분말을 알코올을 이용하여 세척한 다음, 80℃의 오븐에서 12시간동안 건조하여 다공성 실리콘 분말을 준비하였다.The waste sludge produced in the coke reduction process was first treated with 3M hydrochloric acid for 10 hours and then subjected to secondary treatment with 3M hydrofluoric acid for 40 minutes to obtain a porous silicon powder. Thereafter, the porous silicon powder was washed with alcohol, and then dried in an oven at 80 ° C for 12 hours to prepare a porous silicon powder.

(2) 탄소전구체(2) a carbon precursor

시중에서 폴리아크릴로니트릴을 구입하여 사용하였다.Polyacrylonitrile was purchased and used in the market.

(3) 다층 그래핀(3) Multi-layer graphene

30㎛의 크기를 가지는 흑연 및 0.1중량%의 계면활성제(Tween 20)를 이온교환장치를 거친 초순수와 혼합하여 총부피가 1000ml이 되도록 하여 흑연용액을 준비하였다. 콘형 초음파기를 이용하여 100분간 균일하게 박리한 다음, 원심분리기에서 1500rpm으로 15분 동안 원심분리하였다. 침전된 다층 그래핀을 150℃의 항온건조기에서 24시간 동안 건조하여 준비하였다.Graphite having a size of 30 mu m and 0.1 wt% of a surfactant (Tween 20) were mixed with ultrapure water through an ion exchange device to obtain a total volume of 1000 ml to prepare a graphite solution. The membrane was homogeneously peeled off using a cone type ultrasonic machine for 100 minutes and centrifuged at 1500 rpm for 15 minutes in a centrifuge. The precipitated multi-layer graphene was dried in a constant temperature drier at 150 DEG C for 24 hours to prepare it.

실시예 1Example 1

불순물이 제거된 상기 건조 다공성 실리콘 분말 1 g과 탄소전구체인 폴리아크릴로니트릴 0.5g을 100 mL의 증류수에 분산시킨 후에 상기 다층 그래핀 0.01g을 혼합하여 100mL 혼합용액을 제조하였다. 1 g of the dry porous silicon powder from which impurities were removed and 0.5 g of polyacrylonitrile as a carbon precursor were dispersed in 100 mL of distilled water and 0.01 g of the multi-layer graphene was mixed to prepare a 100 mL mixed solution.

초음파 분산기를 이용하여 30분 동안 초음파 처리하여 탄소전구체와 다층그래핀이 다공성 실리콘 입자 표면에 분산된 혼합용액을 제조하였다. Ultrasonic treatment was performed for 30 minutes by using an ultrasonic dispersing machine to prepare a mixed solution in which carbon precursor and multi-layer graphene were dispersed on the surfaces of the porous silicon particles.

150℃의 온도를 가지는 관상형 가열로에서 분무 건조된 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 질소가스 분위기에서 700℃인 가열로에서 2시간 열처리하여 폴리아크릴로니트릴을 탄화하고, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하였다.The porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite spray-dried in a tubular furnace having a temperature of 150 ° C was heat-treated for 2 hours in a heating furnace at 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere to carbonize the polyacrylonitrile, A porous silicon-nano carbon layer-graphene composite in which multi-layer graphene was dispersed in the prepared porous silicon particles was prepared.

실시예 2Example 2

불순물이 제거된 상기 건조 다공성 실리콘 분말 1g과 탄소전구체인 폴리아크릴로니트릴 1g을 100 mL의 증류수에 분산시킨 후에, 다층 그래핀을 0.01g을 혼합하여 100 mL 혼합용액을 제조하였다. 1 g of the dry porous silicon powder from which impurities were removed and 1 g of polyacrylonitrile as a carbon precursor were dispersed in 100 mL of distilled water, and 0.01 g of multi-layer graphene was mixed to prepare a 100 mL mixed solution.

초음파 분산기를 이용하여 30분 동안 초음파 처리하여 탄소전구체와 다층그래핀이 다공성 실리콘 입자 표면에 분산된 혼합용액을 제조하였다. Ultrasonic treatment was performed for 30 minutes by using an ultrasonic dispersing machine to prepare a mixed solution in which carbon precursor and multi-layer graphene were dispersed on the surfaces of the porous silicon particles.

150℃의 온도를 가지는 관상형 가열로에서 분무 건조된 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 질소가스 분위기에서 700℃인 가열로에서 2시간 열처리하여 폴리아크릴로니트릴을 탄화하고, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하였다.The porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite spray-dried in a tubular furnace having a temperature of 150 ° C was heat-treated for 2 hours in a heating furnace at 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere to carbonize the polyacrylonitrile, A porous silicon-nano carbon layer-graphene composite in which multi-layer graphene was dispersed in the prepared porous silicon particles was prepared.

비교예 1Comparative Example 1

불순물이 제거된 상기 건조 다공성 실리콘 분말 1g과 탄소전구체인 글루코스 1g을 100 mL의 증류수에 분산시킨 후에, 다층 그래핀을 0.01g을 혼합하여 100 mL 혼합용액을 제조하였다. 1 g of the dried porous silicon powder from which impurities were removed and 1 g of glucose as a carbon precursor were dispersed in 100 mL of distilled water, and then 0.01 g of multilayer graphene was mixed to prepare a 100 mL mixed solution.

초음파 분산기를 이용하여 30분 동안 초음파 처리하여 탄소전구체와 다층그래핀이 다공성 실리콘 입자 표면에 분산된 혼합용액을 제조하였다. Ultrasonic treatment was performed for 30 minutes by using an ultrasonic dispersing machine to prepare a mixed solution in which carbon precursor and multi-layer graphene were dispersed on the surfaces of the porous silicon particles.

150℃의 온도를 가지는 관상형 가열로에서 분무 건조된 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 질소가스 분위기에서 700℃인 가열로에서 2시간 열처리하여 글루코스을 탄화하고, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하였다.The porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite spray-dried in a tubular heating furnace having a temperature of 150 ° C was heat-treated for 2 hours in a heating furnace at 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere to carbonize the glucose, A porous silicon-nano carbon layer-graphene composite having multi-layer graphenes dispersed therein was prepared.

비교예 2Comparative Example 2

불순물이 제거된 상기 건조 다공성 실리콘 분말 1g과 탄소전구체인 폴리아크릴로니트릴 1g을 100 mL의 증류수에 분산시켜 100 mL 혼합용액을 제조하였다. 1 g of the dry porous silicon powder from which impurities were removed and 1 g of polyacrylonitrile as a carbon precursor were dispersed in 100 mL of distilled water to prepare a 100 mL mixed solution.

초음파 분산기를 이용하여 30분 동안 초음파 처리하여 탄소전구체가 다공성 실리콘 입자 표면에 분산된 혼합용액을 제조하였다. Ultrasonic treatment was performed for 30 minutes using an ultrasonic dispersing machine to prepare a mixed solution in which the carbon precursor was dispersed on the surfaces of the porous silicon particles.

150℃의 온도를 가지는 관상형 가열로에서 분무 건조된 다공성 실리콘-탄소전구체 복합체를 질소가스 분위기에서 700℃인 가열로에서 2시간 열처리하여 폴리아크릴로니트릴을 탄화하여 다공성 실리콘-나노 탄소층 복합체를 제조하였다.The porous silicon-carbon precursor complex spray-dried in a tubular furnace having a temperature of 150 ° C was heat-treated for 2 hours in a heating furnace at 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere to carbonize the polyacrylonitrile to form a porous silicon- .

비교예 3Comparative Example 3

불순물이 제거된 상기 건조 다공성 실리콘 분말 1g과 탄소전구체인 폴리아크릴로니트릴 1g을 100 mL의 증류수에 분산시킨 후에, 다층 그래핀을 0.3g을 혼합하여 100 mL 혼합용액을 제조하였다. 1 g of the dry porous silicon powder from which impurities were removed and 1 g of polyacrylonitrile as a carbon precursor were dispersed in 100 mL of distilled water, and then 0.3 g of multilayer graphene was mixed to prepare a 100 mL mixed solution.

초음파 분산기를 이용하여 30분 동안 초음파 처리하여 탄소전구체와 다층그래핀이 다공성 실리콘 입자 표면에 분산된 혼합용액을 제조하였다. Ultrasonic treatment was performed for 30 minutes by using an ultrasonic dispersing machine to prepare a mixed solution in which carbon precursor and multi-layer graphene were dispersed on the surfaces of the porous silicon particles.

150℃의 온도를 가지는 관상형 가열로에서 분무 건조된 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 질소가스 분위기에서 700℃인 가열로에서 2시간 열처리하여 폴리아크릴로니트릴을 탄화하고, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하였다.The porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite spray-dried in a tubular furnace having a temperature of 150 ° C was heat-treated for 2 hours in a heating furnace at 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere to carbonize the polyacrylonitrile, A porous silicon-nano carbon layer-graphene composite in which multi-layer graphene was dispersed in the prepared porous silicon particles was prepared.

실험예Experimental Example

도 2는 금속 합금분말, 산처리 이후 금속합금 분말 및 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀의 BET법을 사용하여 표면적과 평균 기공크기를 분석한 결과이다. FIG. 2 shows the results of analysis of surface area and average pore size using the BET method of the metal alloy powder, the metal alloy powder after the acid treatment, and the porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene.

산처리를 하지 않은 금속합금분말의 비표면적은 2.03㎡/g을 나타내었다. 염산을 이용하여 1차 에칭에서는 109㎡/g를 나타내었으며 불산을 이용한 2차 에칭에서는 251㎡/g을 보였다. 이를 통하여 화학적 에칭을 통해 서브마이크론 크기와 나노 크기의 기공이 형성되어 비표면적이 증가함을 알 수 있었다. The specific surface area of the metal alloy powder not subjected to the acid treatment was 2.03 m 2 / g. Using hydrochloric acid, the primary etching showed 109 m2 / g and the secondary etching with hydrofluoric acid showed 251 m2 / g. Through this, the sub - micron size and nano - sized pores are formed through chemical etching, and the specific surface area is increased.

다공성 실리콘의 평균 기공의 크기는 에칭 전 13.9㎡/g 와 에칭 후 18㎡/g를 나타냈다. 따라서 금속 합금분말의 화학적 식각을 통해 다공성 실리콘의 표면적과 기공이 증가하였다. 반면 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-카본-그래핀 복합체는 비표면적과 기공이 감소한 결과를 통해 다공성 실리콘 표면에 탄소와 그래핀이 코팅되었음을 알 수 있었다.The average pore size of porous silicon was 13.9 m2 / g before etching and 18 m2 / g after etching. Therefore, the surface area and porosity of the porous silicon increased through the chemical etching of the metal alloy powder. On the other hand, porous silicon - carbon - graphene composites with multi - layer graphene dispersed on carbon - coated porous silicon particles showed that the porous silicon surface was coated with carbon and graphene by the reduction of specific surface area and pore size.

도 3은 다층 그래핀의 Raman 분광기와 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과이다.FIG. 3 shows the result of analysis by Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) of multilayer graphene.

팁 초음파기에서 NMP와 water와 비이온 계면활성제를 사용하여 제조된 다층그래핀의 라만 스페트럼을 나타내었다. 라만 스펙트럼은 제조된 다층 그래핀의 결점과 두께를 측정하는 중요한 측정기기로 알려져 있다. 1350 cm-1 영역에서 D band와 1590 cm-1 영역에서 G band 및 2700 cm-1에서 2D 밴드가 나타났다. 박리되지 않은 흑연의 경우 D/G 밴드 강도의 비가 0.06미만인 반면 초음파기로 흑연을 박리한 다층 그래핀의 경우 D/G 밴드 강도의 비가 0.4~0.6으로 증가하였다. 이러한 결과로부터 흑연으로부터 다층 그래핀이 형성 되었음을 알 수 있다. 건조한 다층 그래핀을 에탄올 용매에 분산시킨 후 TEM grid에 다층 그래핀을 코팅하였다. TEM에서 상관찰 결과 도 3 (b)의 왼쪽 사진에서 1 마이크로 미터 이상의 다층 그래핀이 생성되었음을 확인 하였으며 모서리부분(도 3 (b) 오른쪽 사진)에서 그래핀 층이 10층 미만임을 확인 하였다. Tip Raman spectra of multi-layer graphene prepared using NMP, water and non-ionic surfactant in an ultrasonic machine. Raman spectra are known to be an important measuring instrument for measuring defects and thicknesses of fabricated multi-layer graphenes. The D band at 1350 cm-1 and the 2D band at G band and 2700 cm-1 at 1590 cm-1. The ratio of the D / G band intensity to the ungraded graphite was less than 0.06, while the ratio of the D / G band intensity to the multi - layer graphene peeled with an ultrasonic machine increased to 0.4 to 0.6. From these results, it can be seen that multi-layer graphene was formed from graphite. Dry multi-layer graphene was dispersed in ethanol solvent and multi-layer graphene was coated on TEM grid. TEM observation revealed that the multilayer graphene of 1 micrometer or more was formed in the left photograph of FIG. 3 (b), and it was confirmed that the graphene layer was less than 10 layers in the corner portion (right image of FIG. 3 (b)).

도 4는 다공성 실리콘의 주사전자현미경 (SEM)으로 분석한 결과이다. 1차와 2차 에칭 후에 마이크론 크기 이하의 다공성이 관찰 되었다. 금속합금분말의 1차 에칭에 비해 2차 에칭 후 다공성 실리콘의 평균기공크기와 비표면적이 2배 이상 증가한 결과를 보였다. 다공성 실리콘이 금속합금분말의 비표면적과 기공크기가 증가한 결과를 보였다. 4 shows the result of analysis of porous silicon with a scanning electron microscope (SEM). Porosity below micron size was observed after primary and secondary etching. The average pore size and specific surface area of the porous silicon increased more than two times after the second etching compared to the first etching of the metal alloy powder. Porous silicon showed the increase of specific surface area and pore size of metal alloy powder.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 실리콘-나노 탄소층 복합체와 다공성 실리콘-나노 탄소층-다층 그래핀 복합체의 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과이다. 탄소 전구체로 폴리아크릴로니트릴을 사용하였다. 나노 탄소층과 다층 그래핀이 다공성 실리콘 입자의에 코팅됨을 확인하였다. FIG. 5 is a transmission electron microscopic (TEM) analysis result of a porous silicon-nano carbon layer composite and a porous silicon-nano carbon layer-multilayer graphene composite according to an embodiment of the present invention. Polyacrylonitrile was used as the carbon precursor. It was confirmed that the nano carbon layer and the multi-layer graphene were coated on the porous silicon particles.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 (a) 다공성 실리콘 (b) 다공성 실리콘-탄소 복합체(비교예 2) (c) 다공성 실리콘-나노 탄소 복합체(실시예 2)에 다층 그래핀이 분산된 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체의 전기화학적 특성을 나타낸 그래프이다. 음전극은 음극활물질: 전도체: 바인더의 비를 8:1:1로 하였으며, 바인더는 PAA를 사용하였다. 음극활물질은 0.8mg/㎠로 하여 CR2032 코인셀을 제작하였다. 전류양은 1000mAh/g을 1C로 하여 0.3C에서 측정하였다. 다공성 실리콘(P-Si)은 10회 충방전 결과 급격하게 충방전 용량이 감소하였다. 다공성 실리콘-탄소 복합체(P-Si@C)과 다공성 실리콘-탄소- 다층 그래핀 복합체(P-S@C@G)는 초기에 약 1100 mAh/g을 보였으나 충방전 사이클이 증가함에 따라 다공성 실리콘-탄소- 다층 그래핀 복합체(P-S@C@G)가 안정적 충방전 용량을 보였다. 6 is a graph showing the results of measurement of a porous silicon-carbon composite (a) porous silicon (b) porous silicon-carbon composite (Comparative Example 2) Graph showing the electrochemical properties of a silicon-nano carbon layer-graphene composite. The negative electrode had an anode active material: conductor: binder ratio of 8: 1: 1 and a binder PAA. CR2032 coin cell was fabricated with 0.8mg / ㎠ of anode active material. The amount of current was measured at 0.3 C with 1 C of 1000 mAh / g. The charge / discharge capacity of the porous silicon (P-Si) was drastically reduced as a result of 10 charge / discharge cycles. The porous silicon-carbon composite (P-Si @ C) and the porous silicon-carbon-multilayer graphene composite (PS @ C @ G) initially showed about 1100 mAh / g, Carbon - multilayer graphene composites (PS @ C @ G) showed stable charge and discharge capacities.

실시예 2에서 제조된 실리콘-탄소-다층 그래핀 복합체(P-S@C@G)와 비교예 3에서 제조된 다층 그래핀의 양을 증가시킨 다공성 실리콘-탄소-다층 그래핀 복합체(P-S@C@G-2)의 전기화학적 특성을 비교분석하였으며, 그 결과는 도 7에 나타내었다. 전기화학적 특성 분석은 도 6과 동일하나, 다층 그래핀의 양을 30배 증가 시킨 충방전 특성은 초기에는 안정적 사이클 특성을 보이지만 충방전 용량이 감소하였다. 실시예 2의 다공성 실리콘-탄소-다층 그래핀 복합체가 가장 우수한 용량을 나타내었다. (PS @ C @ G) prepared in Example 2 and a porous silicon-carbon-multilayer graphene composite (PS @ C @ G) having an increased amount of the multilayer graphene prepared in Comparative Example 3, G-2), and the results are shown in FIG. The electrochemical characterization is the same as in FIG. 6, except that the charging / discharging characteristics in which the amount of multilayer graphene was increased 30 times showed a stable cyclic characteristic in the beginning, but the charging / discharging capacity was decreased. The porous silicon-carbon-multilayer graphene composite of Example 2 showed the best capacity.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereto will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (10)

탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체에 있어서,
상기 다공성 실리콘은 크기가 상이한 제1기공 및 제2기공을 포함하며,
상기 코팅된 탄소는 1~10nm의 두께를 가지며, 상기 그래핀 쉘은 20nm미만의 두께를 가지는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체.
A porous silicon-nano carbon layer-graphene composite having a core-shell structure that is wrapped with a graphene shell in a porous silicon particle coated with carbon,
Wherein the porous silicon comprises a first pore and a second pore of different sizes,
The coated carbon has a thickness of 1 to 10 nm, and the graphene shell has a thickness of less than 20 nm.
제1항에 있어서,
상기 제1기공은 평균입경이 마이크로크기이며,
상기 제2기공은 평균입경이 나노크기 인 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체.
The method according to claim 1,
The first pores have an average particle size of micro-size,
Wherein the second pores have an average particle size of nanosize. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체의 평균입경(D50)은 9㎛미만 인 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein said porous silicon-nano carbon layer-graphene composite has an average particle size (D50) of less than 9 microns.
제1항에 있어서,
상기 탄소는 비정질 탄소이며, 상기 그래핀은 다층 그래핀인 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon is amorphous carbon and the graphene is a multi-layer graphene.
제1항에 있어서,
상기 탄소 및 그래핀은 상기 다공성 실리콘 대비 1~80중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon and the graphene are contained in an amount of 1 to 80 wt% based on the porous silicon.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 포함하는 음극 활물질.
A negative electrode active material comprising the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite of any one of claims 1 to 5.
(a) 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자에 수용성 탄소 전구체 및 다층 그래핀이 혼합된 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 혼합 용액을 건조하여 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 다공성 실리콘-탄소전구체-다층 그래핀 복합체를 열처리하여, 탄소가 코팅된 다공성 실리콘 입자에 다층 그래핀 쉘(shell)로 감싼 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체를 제조하는 단계;
를 포함하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법.
(a) preparing a solution in which a water soluble carbon precursor and a multilayer graphene are mixed with dry silicon particles from which impurities have been removed;
(b) drying the mixed solution to prepare a porous silicon-carbon precursor-multilayer graphene composite; And
(c) heat treating the porous silicon-carbon precursor-multi-layer graphene composite to form a porous silicon-nano carbon layer-graphene having a core-shell structure wrapped with carbon-coated porous silicon grains in a multi-layer graphene shell Producing a complex;
Lt; RTI ID = 0.0 > silicon-nano-carbon < / RTI > layer-graphene composite.
제7항에 있어서,
상기 불순물이 제거된 건조 실리콘 입자는 Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, Zn Al, Si 및 O에서 선택되는 1종이상의 원소들을 포함하는 폐 합금분말 슬러지를 질산, 염산, 인산 또는 불산에서 선택되는 1종이상의 산으로 화학적 애칭하여 제조되는 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the dried silicon particles from which the impurities have been removed contain at least one element selected from Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Fe, Ni, Cu, Zn Al, Characterized in that the sludge is chemically nicked with one or more acids selected from nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid.
제7항에 있어서,
상기 다층 그래핀은,
(i) 5~80㎛의 크기를 가지는 흑연을 1종 이상의 유기용매 또는 물에 분산시켜 흑연용액을 제조하는 단계;
(ii) 상기 흑연용액에 비이온성 계면활성제를 첨가하며, 기계적 전단력을 이용하여 다층 그래핀을 제조하는 단계;
(iii) 상기 다층 그래핀을 산처리하는 단계;
를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법.
8. The method of claim 7,
The multi-
(i) dispersing graphite having a size of 5 to 80 占 퐉 in at least one organic solvent or water to prepare a graphite solution;
(ii) adding a nonionic surfactant to the graphite solution, and using the mechanical shear force to produce multilayer graphene;
(iii) acid-treating the multi-layer graphene;
Wherein the porous silicon-nano carbon layer-graphene composite is produced by the process comprising:
제7항에 있어서,
상기 탄소전구체는 글루코스, 수크로오스, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴아마이드 및 폴리아크릴산에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 실리콘-나노 탄소층-그래핀 복합체 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the carbon precursor comprises at least one selected from the group consisting of glucose, sucrose, polyacrylonitrile, polyacrylamide and polyacrylic acid.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210152604A (en) 2020-06-08 2021-12-16 주식회사 엠지이노베이션 Method for manufacturing silicon/non-static oxidized silicon/carbon complex cathodic materials of lithium-ion batteries using discarded silicon sludge
KR20240057600A (en) 2022-10-25 2024-05-03 주식회사 한솔케미칼 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140096581A (en) 2013-01-28 2014-08-06 (주)월드튜브 Composite of grapheme and nano silicon of core-shell structure, method for preparing the same, and electrochemical cell comprising active material thereof
KR20150128592A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 엘지화학 Graphene-wrapped porous silicon-carbon composite and preparation method thereof
KR20160059121A (en) 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 이지 Silicon based anode material for lithium secondary battery with controlled nano size particles, lithium secondary battery having the same, and method for preparing the same
KR101634723B1 (en) * 2015-12-30 2016-06-30 한국지질자원연구원 Method for manufacturing of silicon-carbon-graphene composites from silicon sludge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140096581A (en) 2013-01-28 2014-08-06 (주)월드튜브 Composite of grapheme and nano silicon of core-shell structure, method for preparing the same, and electrochemical cell comprising active material thereof
KR20150128592A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 엘지화학 Graphene-wrapped porous silicon-carbon composite and preparation method thereof
KR20160059121A (en) 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 이지 Silicon based anode material for lithium secondary battery with controlled nano size particles, lithium secondary battery having the same, and method for preparing the same
KR101634723B1 (en) * 2015-12-30 2016-06-30 한국지질자원연구원 Method for manufacturing of silicon-carbon-graphene composites from silicon sludge

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210152604A (en) 2020-06-08 2021-12-16 주식회사 엠지이노베이션 Method for manufacturing silicon/non-static oxidized silicon/carbon complex cathodic materials of lithium-ion batteries using discarded silicon sludge
KR20240057600A (en) 2022-10-25 2024-05-03 주식회사 한솔케미칼 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same

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