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탄소 나노 섬유;피치(Coal tar Pitch) 입자; 및실리콘(Si) 입자;를 포함하고,피치 입자와 실리콘 입자가 탄소 나노 섬유에 균일하게 분산되어 섬유 속에 박혀 있는(encapsulated) 것을 특징으로 하는, 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체
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제 1항의 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체를 포함하는 리튬이차전지용 음극활물질
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제 2항의 음극활물질을 포함하는 리튬이차전지
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피치(Coal tar Pitch)를 분쇄하여 분말화하는 제 1단계; 실리콘 분말과 피치 분말을 고분자를 용해시킨 용액에 균일하게 혼합하는 제 2단계;혼합 용액을 전기방사하여 나노섬유 혼합물을 제조하는 제 3단계; 및나노섬유 혼합물을 열처리하여 나노섬유 복합체를 제조하는 제 4단계;를 포함하는,실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 1 단계에 있어서 분쇄는 볼밀(ball mill)을 통하여 수행하는 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 5항에 있어서,상기 볼밀은 볼 무게 대비 피치의 무게가 1
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제 4항에 있어서,상기 제 2단계에 있어서 고분자는 폴리아크릴로니트릴(Polyaconitile, PAN), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리카보네이트(PC), 폴리프닐렌이소프탈라마이드(poly(m)-phenylene isophthalamide, PMIA), 폴리에틸아민(PEI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌 테트라프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테트라프탈레이트(PBT), 폴리설폰(PSF), 폴리에테레테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리우레탄, 폴리비닐 부티랄레신(poly-vinyl butyral resin, PVB), 폴리비닐에스터(PVE), 폴리페로세실디틸실란(polyferrocenyldimethylsilane, PFDMS), 폴리이미드, 폴리피롤(poly-pyrrole-2,5-diyl(p-nitrobenylidene), PPy), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 폴리아크릴아민(PAM), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리락타이드(polylactides, PLLA/PDLA), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리베타하이드록시알카노아트(poly-β-hydroxyalkanoates, PHA), 폴리부틸렌 써시네이트(poly-butylene succinate, PBS), 폴리에티르 우레탄 우레아(poly-ether urethane urea, PEUU) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 2단계에 있어서 피치 분말과 고분자의 중량비는 6:4 내지 4:6인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 8항에 있어서,상기 피치 분말과 고분자의 중량비는 5:5인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 2단계에 있어서 실리콘 분말과 고분자의 중량비는 1:9 내지 3:7인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 2단계에 있어서 용매는 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide, DMAc), 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 물, 아세트산, 헥사플루오로이소프로판올(Hexafluoroisopropanol), 메탄올, 에탄올, 프로판올, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라파이드로퓨란(tetrahydrofuran), 포름산, 아세트산, 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid), 이소프로판올(isopropanol) 및 톨루엔으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 3단계에 있어서 상기 전기방사는 용액을 5 kV내지 15 kV의 양(+) 전압을 가한 금속 바늘을 사용하여 분당 5 ㎕ 내지 100 ㎕의 비율로 방사하는 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 4단계에 있어서 열처리는 200℃ 내지 1000℃의 온도 및 불활성 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항에 있어서,상기 제 4단계에 있어서 열처리는 공기 분위기에서 250 내지 300 ℃, 3 내지 8시간 동안 열처리를 진행한 후, 불활성 분위기 하에서 800 내지 1000 ℃, 30분 내지 2시간 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 14항에 있어서,상기 불활성 분위기의 기체는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체의 제조 방법
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제 4항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 제조 방법을 통해 제조된, 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체
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제 16항의 실리콘-피치-카본 나노섬유(SiOx-Pitch-CNFs) 복합체를 포함하는 리튬이차전지용 음극활물질
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제 17항의 음극활물질을 포함하는 리튬이차전지
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