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a) 그래핀 산화물 내 에폭시기를 개환시키면서 탄소 원자와 결합하여 수계 매질 내에서 그래핀 산화물의 표면이 음(-)의 전하를 띄도록 하는 아미노기-함유 화합물을 이용하여 그래핀 산화물을 표면 개질하는 단계;b) 상기 표면 개질된 그래핀 산화물을 환원 처리하여 환원 그래핀 산화물(rGO)을 형성하는 단계;c) 액상 매질 내에 상기 환원 그래핀 산화물 및 도전성 나노입자를 함유하는 제1 분산물을 제조하는 단계;d) 상기 제1 분산물을 농축하여 슬러리 형태의 제2 분산물을 형성하는 단계;e) 상기 제2 분산물 및 금속 산화물 입자를 조합하여 제3 분산물을 형성하는 단계; 및f) 상기 제3 분산물로부터 액상 매질을 제거하는 단계;를 포함하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 아미노기-함유 화합물은 하기 일반식 1 및 2로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 하나 또는 이의 염인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법: [일반식 1]NH2-R1-SO3H[일반식 2]NH2-R2-PO3H2상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 방향족 고리가 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기(여기서, 치환기는 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 수산화기, 케톤기, 카르복시기, 또는 할로겐기임)
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제1항에 있어서, 금속 산화물은 니켈-코발트-망간계 산화물(NCM)인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제3항에 있어서, 상기 금속 산화물은 하기 일반식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법:[일반식 3]Li(NixCoyMnz)O2상기 식에서 x는 0
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제2항에 있어서, 상기 아미노기-함유 화합물은 아미노메탄설폰산(Aminomethanesulfonic acid), 2-아미노에탄설폰산(2-aminoethanesulfonic acid), 3-아미노-1-프로판설폰산(3-amino-1-propanesulfonic acid), 설파닐산(sulfanilic acid), 6-아미노-4-히드록시-2-나프탈렌설폰산(6-amino-4-hydroxy-2-naphthalenesulfonic acid), 4-아미노-3-히드록시-1-나프탈렌설폰산(4-amino-3-hydroxy-1-naphthalenesulfonic acid), 4-아미노-3-메틸벤젠설폰산(4-amino-3-methylbenzenesulfonic acid), 소디움 5-아미노-9,10-디하이드로안트라센-1-설포네이트(sodium 5-amino-9,10-dihydroanthracene-1-sulfonate), (4-아미노페닐)포스폰산((4-aminophenyl)phosphonic acid), 아미노메틸포스폰산 ((Aminomethyl)phosphonic acid), 3-아미노프로필포스폰산(3-aminopropylphosphonic acid), 4-아미노부틸포스폰산((4-aminobutyl)phosphonic acid), L-2-아미노-4-포스포노부티르산 (L-2-amino-4-phosphonobutyric acid), 및 모노소디움 4-아미노-1-히드록시-1-포스포노부틸포스포네이트 트리히드레이트 (Monosodium (4-Amino-1-hydroxy-1-phosphonobutyl)phosphonate Trihydrate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제5항에 있어서, 상기 아미노기-함유 화합물은 6-아미노-4-히드록시-2-나프탈렌설폰산인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 단계 b)는 열 환원 또는 환원제를 이용한 화학적 환원 반응에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 열 환원은 비활성 가스 분위기 하에서 그래핀 산화물을 열 처리하는 단계를 포함하고, 그리고상기 화학적 환원 반응은 환원제로서, 히드라진(hydrazine), 히드라진 수화물(hydrazine hydrate, N2H4
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제1항에 있어서, 상기 단계 c)에서 사용되는 액상 매질은 알코올, 메틸피롤리돈, 디메틸포름아마이드, 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 단계 c)에서 제1 분산물에 함유된 도전성 나노입자는 탄소 나노튜브(CNT), 카본블랙 및 도전성 금속 나노입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나이며, 그리고 상기 도전성 나노입자는, 환원 그래핀 산화물의 중량 기준으로, 10 내지 300 중량%의 량으로 함유되는 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 탄소 나노튜브는 3 내지 20 nm의 평균 직경, 1 내지 100 ㎛의 평균 길이, 그리고 직경에 대한 길이의 비(면 비)는, 적어도 100인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 도전성 금속 나노입자는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 로듐(Rh) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이의 사이즈는 1 내지 100 nm 범위인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 제1 분산물 내 환원 그래핀 산화물의 농도는 1 내지 20 mg/ml이고, 그리고 상기 제2 분산물 내 환원 그래핀 산화물의 농도는 20 내지 100 mg/ml 범위인 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 산화물은 입자 형태로서, 이의 사이즈는 1 내지 50 ㎛ 범위이고, 그리고상기 제3 분산물 내에서 금속 산화물은 환원 그래핀 산화물 기준으로, 1000 내지 10000 중량% 범위의 량으로 함유된 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 단계 e)는 교반 및 10 내지 40℃의 온도 조건 하에서 3 내지 15분에 걸쳐 상기 제2 분산물 및 금속 산화물 입자를 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재의 제조방법
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금속 산화물 입자; 및상기 금속 산화물 입자 상에 형성되고, 환원 그래핀 산화물 및 도전성 나노입자를 포함하는 캡슐화 층;을 포함하는 복합 소재로서,상기 복합 소재 중량을 기준으로, 탄소 성분의 함량은 0
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제16항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 니켈-코발트-망간계 산화물(NCM) 재질이고, 이때, 금속 산화물 입자는 1차 입자, 또는 1차 입자가 집합하여 형성된 2차 입자 형태인 것을 특징으로 하는 복합 소재
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제16항에 있어서, 상기 복합 소재는 5 내지 40 nm 범위의 포어 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 소재
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제16항에 있어서, 상기 복합 소재는 적어도 0
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제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 복합 소재를 포함하는 2차전지용 양극재
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