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실리콘 입자들과 첨가물을 포함하며, 상기 첨가물은, 상기 실리콘 입자들 사이에서 서로 공유 결합되는 제1 및 제2 폴리머들, 및 상기 제1 및 제2 폴리머들 사이에 첨가되는 계면 활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 제1 폴리머는 및 상기 제2 폴리머들 각각은, 폴리아크릴산(polyacrylic acid, PAA), 카복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose, CMC), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 스티렌부타디엔 고무(styrene butadiene rubber, SBR), 알긴산(alginate) 및 구아검(guar gum) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 계면 활성제(surfactant)는, 음이온(anionic) 계면 활성제, 양이온(cationic) 계면 활성제, 비이온성(non-ionic) 계면 활성제 및 쌍성 이온(zwitterionic) 계면 활성제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제3항에 있어서, 상기 계면 활성제는, 황산 도데실 나트륨(sodium dodecylsulfate, SDS), 세트리모늄브로마이드(cetrimonium bromide, CTAB), 트리톤 X-100(triton X-100) 및 에톡실레이트(ethoxylate) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 첨가물이도전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제5항에 있어서, 상기 도전재는, 표면 처리되어 첨가됨에 따라 상기 실리콘 입자와 공유결합하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제5항에 있어서, 상기 도전재는, 탄소 나노입자(carbon nano-particle), 탄소 나노튜브(carbon nano-tube), 탄소 나노와이어(carbon nano-wire) 및 그래핀(graphene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 첨가물을 포함하는 상기 음극 활물질은 친수성 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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실리콘 입자들과 첨가물을 건식혼합하여 용질을 제조하는 단계; 상기 용질을 순수(deionized water)에 투입하여 습식혼합하여 용액을 제조하는 단계; 상기 용액을 기판 상에 코팅하는 단계; 및상기 코팅된 용액을 건조하여 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 첨가물은, 상기 실리콘 입자들 사이에서 서로 공유 결합되는 제1 및 제2 폴리머들, 및 상기 제1 및 제2 폴리머들 사이에 첨가되는 계면 활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 실리콘 입자들 각각의 크기는 50 nm 내지 50 ㅅm이고, 상기 제1 및 제2 폴리머들 각각의 분자량은 10,000 Mw 내지 1,000,000 Mw인 것을 특징으로 하는 전극 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 제조된 용질에서, 상기 실리콘 입자들은 50 wt% 내지 90 wt%이고, 상기 첨가물은 10 wt% 내지 40 wt%인 것을 특징으로 하는 전극 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 첨가물은 도전재를 더 포함하고, 상기 제조된 용질에서, 상기 실리콘 입자들은 50 wt% 내지 90 wt%이고, 상기 제1 및 제2 폴리머들 및 상기 계면 활성제는 5 wt% 내지 20 wt%이고, 상기 도전재는 5 wt% 내지 30 wt%인 것을 특징으로 하는 전극 제조방법
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13
제12항에 있어서, 상기 실리콘 입자들과 상기 첨가물을 건식혼합하기 전에, 상기 도전재를, 강산(strong acid)으로 처리하여 표면에 카복실 작용기(-COOH) 또는 수산화 작용기(-OH)를 형성하거나, 암모니아수(ammonium hydroxid)로 처리하여 표면에 아민 작용기(-NH)를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법
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