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(a) 이산화탄소가 포함된 기체 및 붕소 전구체를 비활성 기체의 분위기 하에서 가열시켜 붕소가 도핑된 탄소재료를 제조하는 단계를 포함하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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(a) 이산화탄소가 포함된 기체, 붕소 전구체 및 질소 전구체를 비활성 기체의 분위기 하에서 가열시켜 붕소 및 질소가 도핑된 탄소재료를 제조하는 단계를 포함하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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(a) 이산화탄소가 포함된 기체 및 탄소 전구체, 붕소 전구체 또는 붕소 전구체와 질소 전구체 및 실리콘 함유 물질을 비활성 기체의 분위기 하에서 가열시켜 실리콘-탄소 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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(a) 탄소 전구체, 질소 전구체 또는 붕소 전구체의 혼합물을 재결정 또는 전기방사하여 탄소나노섬유 전구체를 형성하는 단계; 및(b) 이산화탄소가 포함된 기체를 공급하면서 상기 탄소나노섬유 전구체를 산화 및 탄소화시켜 탄소나노섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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(a) 탄소 전구체, 질소 전구체 또는 붕소 전구체 및 실리콘 함유 물질의 혼합물을 재결정 또는 전기방사하여 실리콘-탄소나노섬유 전구체를 형성하는 단계; 및(b) 이산화탄소가 포함된 기체를 공급하면서 상기 실리콘-탄소나노섬유 전구체를 산화 및 탄소화시켜 실리콘-탄소나노섬유 복합체를 제조하는 단계;를 포함하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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(a) 탄소 전구체, 질소 전구체 또는 붕소 전구체 및 금속 산화물 전구체의 혼합물을 이산화탄소가 포함된 기체를 공급하면서 가열시켜 금속 산화물-다공성 탄소 복합체를 형성하는 단계를 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, (b) 상기 붕소가 도핑된 탄소재료, 붕소 및 질소가 도핑된 탄소재료, 실리콘-탄소 복합체 또는 금속 산화물-탄소 복합체에 도전재와 바인더 용액을 혼합한 다음, 생성된 슬러리에서 용매를 증발시키는 단계를 추가로 포함하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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8
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 탄소나노섬유 또는 상기 실리콘-탄소나노섬유 복합체에서 용매를 증발시키는 단계를 추가로 포함하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 탄소나노섬유 또는 상기 실리콘-탄소나노섬유 복합체에 도전재와 바인더 용액을 혼합한 다음, 생성된 슬러리에서 용매를 증발시키는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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10
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 전구체는 기체, 비정질 탄소 물질 및 결정질 탄소 물질 및 고분자 물질로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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11
제10항에 있어서, 상기 탄소 전구체는 이산화탄소(CO2); 활성탄(activated carbon), 카본블랙(carbon black), 숯(charcoal); 흑연(graphite), 그래핀(graphene); 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 및 폴리아닐린(polyaniline, PANI)으로 구성된 군에서 1종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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12
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 전구체는 보론옥사이드(B2O3), 보릭에시드(H3BO3), 리튬 보로하이드라이드(LiBH4), 소듐 보로하이드라이드(NaBH4), 칼륨 보로하이드라이드(KBH4), 마그네슘 보로하이드라이드(Mg(BH4)2), 칼슘 보로하이드라이드(Ca(BH4)2), 스트론튬 보로하이드라이드(Sr(BH4)2) 및 암모니아보레인(NH3BH3)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질소 전구체는 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 멜라민(C3H6N6), PDI(N,N'-bis(2,6-diisopropyphenyl)-3,4,9,10-perylenetetracarboxylicdiimide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 요소(CO(NH2)2), 암모니아(NH3), 암모니아 수산화물(NH4OH), 하이드라진(N2H4), 암모니아보레인(NH3BH3) 및 질소기체(N2)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 실리콘 함유 물질은 실리콘 나노파티클(Si nanoparticle), 이산화규소(SiO2), 탄화규소(SiC), 사염화규소(SiCl4), 질화규소(Si3N4), 아세트산규소(Si(OCOCH3)4), 사불화규소(SiF4), 사브롬화규소(SiBr4), 일산화규소(SiO) 및 테트라에틸 올쏘실리케이트(tetraethyl orthosilicate, Si(OEt)4)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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15
제6항에 있어서, 상기 금속 산화물 전구체는 코발트 산화물 전구체, 망간 산화물 전구체 및 철 산화물 전구체로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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16
제15항에 있어서, 상기 코발트 산화물 전구체는 염화코발트(CoCl2), 브롬화코발트(CoBr2), 아이오딘화코발트(CoI2), 카보닐코발트(Co2(CO)8), 아세트산코발트(cobalt(II) acetate), 나프텐산코발트(cobalt naphthenate), 질산코발트(Co(NO3)2), 황산코발트(CoSO4) 및 코발트 아세틸아세토네이트(cobalt acetylacetonate)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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17
제15항에 있어서, 상기 망간 산화물 전구체는 과망간산칼륨(KMnO4), 망간산칼륨(K2MnO4), 망간산바륨(BaMnO4), 염화망간, 황산망간(manganese sulfate), 황화망간(manganese sulfide, MnS), 초산망간(manganese(II) acetate), 망가니즈 아세틸아세토네이트(manganese(II) acetylacetonate), 브롬화망간(manganese(II) bromide, MnBr2), 질산망간(manganese(II) nitrate, Mn(NO3)2)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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18
제15항에 있어서, 상기 철 산화물 전구체는 염화철(II, FeCl2), 염화철(III, FeCl3), 브롬화철(FeBr2) 요오드화철(iron (II) iodide, FeI2), 황화철(FeS), 이황화철(FeS2) 및 철아세틸아세토네이트(iron(III) acetylacetonate)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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19
제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 단계 이후에 산, 물 또는 알코올로 세척단계를 추가로 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극 제조방법
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20
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에 산, 물 또는 알코올로 세척단계를 추가로 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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21
제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 단계는 1~10℃min-1의 속도로 400~700℃까지 승온시키는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극 제조방법
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22
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이산화탄소의 공급유량이 200 mlmin-1 이하인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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23
제4항 또는 제5항에 있어서, 주사기 침과 컬렉터 사이 거리는 10~15 cm, 컬렉터로의 방사 각도는 수평방향 기준 30~50도의 각도, 방사시 작동 전압은 15~20 kV, 방사 유속은 0
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24
제4항 또는 제5항에 있어서, 비활성 기체를 20~200 ml/min의 유속으로 유입하는 조건에서 1~10 의 속도로 승온하여 200~1200 에서 0
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제6항에 있어서, 비활성 기체를 20~200 ml/min의 유속으로 유입하는 조건에서 1~10 의 속도로 승온하여 200~1200 에서 0
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26
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되고, 붕소, 질소, 실리콘 및 금속 산화물로 구성된 군에서 1종 이상 선택된 물질과 탄소의 복합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극의 제조방법
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27
(a) 탄소 전구체, 질소 전구체 또는 붕소 전구체의 혼합물을 재결정 또는 전기방사하여 탄소나노섬유 전구체를 형성하는 단계; 및 (b) 이산화탄소가 포함된 기체를 공급하면서 상기 탄소나노섬유 전구체를 산화 및 탄소화시켜 탄소나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 리튬이온배터리용 탄소음극 중간층의 제조방법
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28
제27항에 있어서, 상기 붕소 전구체는 보론옥사이드(B2O3), 보릭에시드(H3BO3), 리튬 보로하이드라이드(LiBH4), 소듐 보로하이드라이드(NaBH4), 칼륨 보로하이드라이드(KBH4), 마그네슘 보로하이드라이드(Mg(BH4)2), 칼슘 보로하이드라이드(Ca(BH4)2), 스트론튬 보로하이드라이드(Sr(BH4)2) 및 암모니아보레인(NH3BH3)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극 중간층의 제조방법
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제27항에 있어서, 상기 질소 전구체는 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 멜라민(C3H6N6), PDI(N,N'-bis(2,6-diisopropyphenyl)-3,4,9,10-perylenetetracarboxylicdiimide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 요소(CO(NH2)2), 암모니아(NH3), 암모니아 수산화물(NH4OH), 하이드라진(N2H4), 암모니아보레인(NH3BH3) 및 질소기체(N2)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극 중간층의 제조방법
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30
제27항에 있어서, 상기 탄소나노섬유을 독립된 형태의 중간층(free-standing interlayer), 분리막에 부착된 중간층(separator-attached interlayer), 또는 음극에 부착된 중간층(anode-attached interlayer)의 형태로 사용하는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리용 탄소음극 중간층의 제조방법
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