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3차원 탄소나노튜브 매트릭스 구조를 갖는 마이크로볼;상기 탄소나노튜브 매트릭스 구조에 분산된 그래핀 및 실리콘 나노입자; 및상기 마이크로볼 복합체의 표면에 구비된 탄소 코팅층;을 포함하며,상기 마이크로볼 복합체는 복수의 미세 공극을 갖는, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 3차원 탄소나노튜브 매트릭스 구조는 복수의 탄소나노튜브가 서로 엉켜 형성된 구조물 (tangled structure)인, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 그래핀, 실리콘 나노입자, 탄소나노튜브를 코어 (core)로 하고, 표면에 구비된 탄소를 쉘 (shell)로 하는 코어-쉘 (core-shell) 구조인, 복합체
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제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 종횡비 (aspect ratio)를 5×102 내지 3×103 로 갖는, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 구형의 입자 형상인, 마이크로볼 복합체
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제5항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 평균 직경이 1~100 ㎛인, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 그래핀은 환원된 산화그래핀 (rGO)인, 복합체
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제1항에 있어서, 복수의 그래핀이 입체적으로 서로 연결되어 네트워크를 이루는, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 실리콘 나노입자 함량은 복합체 총 중량에 대해 70 내지 90 wt%인, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 실리콘 나노입자는 평균 입경이 1 내지 100 nm인, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 20 내지 100 m2g-1의 비표면적을 갖는, 마이크로볼 복합체
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제1항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 실리콘 나노입자 외에 금속계 음극활물질을 더 포함하는 것인, 마이크로볼 복합체
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제12항에 있어서, 상기 금속계 음극활물질은 Sn, Al, Ge, Pb, Zn, Co, Cu, Ti, Ni, Li, Ag, 및 Au로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 금속, 이들의 합금, 또는 산화물인 것인, 마이크로볼 복합체
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제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항의 마이크로볼 복합체를 음극활물질로 포함하는 리튬이차전지 음극
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제14항에 있어서, 상기 마이크로볼 복합체는 접촉 저항이 감소된 것인, 리튬이차전지 음극
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산화그래핀, 실리콘 나노입자, 및 탄소나노튜브를 함유하는 분산 용액 제조 단계;상기 분산 용액을 분무 및 건조하여 예비 마이크로볼 복합체를 형성하는 단계; 및상기 예비 마이크로볼 복합체의 표면에 탄소 코팅층을 형성하여 마이크로볼 복합체를 제조하는 단계;를 포함하는 마이크로볼 복합체 제조 방법
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제16항에 있어서, 상기 분산 용액 제조 단계는 산화그래핀을 용매에 담지하고 실리콘 나노입자와 탄소나노튜브를 분산시키는 단계를 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제17항에 있어서, 상기 용매는 증류수 또는 극성 유기용매인, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 예비 마이크로볼 복합체 형성 단계는 70 내지 90 ℃ 온도에서 100 내지 500 mL/h으로 상기 분산 용액을 분무하는 것을 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제16항에 있어서, 탄소 코팅층 형성 단계는 탄소 분위기 하에서 500 내지 1000 ℃의 온도에서 화학기상증착 (chemical vapor deposition)하는 것을 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제20항에 있어서, 상기 탄소 분위기는 메탄 (CH4), 아세틸렌 (C2H2), 에틸렌 (C2H4), 톨루엔 (C7H8), 또는 자일렌 (C8H10) 기체 분위기를 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 탄소 코팅층 형성 단계는 코팅용 고분자 또는 탄소 물질을 예비 마이크로볼 복합체의 표면에 도포하고 열처리하는 것을 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제22항에 있어서, 상기 코팅용 고분자 또는 탄소 물질은 폴리아크릴로나이트릴 (PAN,polyacrylonitrile), 폴리비닐알콜 (PVA, polyvinylalcohol), 폴리이미드 (PI, polyimide), 폴리벤질이미다졸 (PBI, polybenzimidazol), 페놀 수지 (phenol resin), 에폭시 수지 (epoxy resin), 폴리에칠렌 (PE, polyethylene), 폴리프로필렌 (PP, polypropylene), 폴리비닐클로라이드 (PVC, polyvinylchloride), 폴리스타이렌 (PS, polystyrene), 폴리아닐린 (PA, polyaniline), 폴리메칠메타클레이트 (PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리비닐리덴클로라이드 (PVDC, polyvinylidene chloride), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF, polyvinylidene fluoride), 및 피치 (pitch)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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제20항 또는 제22항에 있어서, 상기 탄소 코팅층 형성 단계에서, 산화그래핀 (GO)이 환원되어 환원된 산화그래핀 (rGO)을 형성하는, 마이크로볼 복합체 제조방법
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