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탄소 소재를 제1 용매에 분산시켜 제1 분산용액을 형성하는 단계; 상기 제1 분산용액에 황 입자를 첨가하여 복합체 분산용액을 형성하는 단계; 상기 분산된 탄소 소재를 자기조립(self assembly)하여 황 입자가 부착된 탄소 마이크로볼을 형성하는 단계; 및 상기 황 입자가 부착된 탄소 마이크로볼을 열처리하는 단계를 포함하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 탄소 소재는 산화그래핀(graphene oxide), 환원-산화그래핀(reduced graphene oxide), 탄소나노튜브(carbon nanotube) 및 카본 블랙(carbon black)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 탄소 소재는 오존 처리 및 초음파 처리를 통해 상기 제1 용매에 분산되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제1 분산용액에는 상기 탄소 소재에 황과의 화학적 결합을 위한 이종원자를 도핑하기 위한 전구체 화합물이 더 첨가되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 이종 원자는 보론(B), 인(P), 질소(N), 산소(O), 황(S) 또는 염소(Cl)를 포함하는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 황 입자는 제2 용매에 분산된 상태에서 상기 제1 분산용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제6항에 있어서,상기 황 입자는 상기 제2 용매인 물에 첨가된 후 초음파 처리를 통해 분산된 상태에서 상기 제1 분산용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제6항에 있어서,상기 황 입자는 상기 탄소 소재 중량 대비 40 내지 99 wt%의 함량으로 상기 제1 분산용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 황 입자가 부착된 탄소 마이크로볼을 형성하는 단계는,상기 복합체 분산용액을 스프레이 분무시키는 단계;상기 스프레이 분무된 상기 복합체 분산용액의 액적을 동결시키는 단계;상기 동결된 복합체 분산용액의 액적에서 상기 용매를 승화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 황 입자가 부착된 탄소 마이크로볼을 열처리하는 단계는 200 내지 1000℃의 온도 및 질소 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체의 제조방법
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2 내지 50nm 크기의 제1 기공 및 50nm 초과 크기의 제2 기공을 구비하는 3차원 네트워크 구조의 탄소 마이크로볼; 및상기 탄소 마이크로볼의 내부 기공 및 표면에 결합된 황 입자를 포함하고, 상기 탄소 마이크로볼의 내부 중심 영역에서는 상기 제1 기공의 부피가 상기 제2 기공의 부피보다 크며, 상기 탄소 마이크로볼의 표면 영역에서는 상기 제2 기공의 부피가 상기 제1 기공의 부피보다 큰 것을 특징으로 하는,이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체
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제11항에 있어서,원소 분석기를 이용한 분석 결과, 탄소와 황의 질량비는 100:5 내지 100:90이고,구형 또는 다면체 비구형을 갖는 것을 특징으로 하는, 이차전지용 황-탄소 마이크로볼 복합체
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