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본 발명은, 산화그래핀환원물-실리콘 금속입자 복합체, 복합체 제조방법 및 복합체를 포함하는 이차전지용 전극에 있어서, 그래파이트를 산화하여 산화그래파이트를 형성하는 단계와; 상기 산화그래파이트를 분산 및 박리하여 산화그래핀을 형성하는 단계와; 양이온-파이 상호작용을 통해 상기 산화그래핀을 포함하는 산화그래핀 분산용액을 제조하는 단계와; 상기 산화그래핀 분산용액을 환원시켜 산화그래핀환원물 분산용액을 제조하는 단계와; 상기 산화그래핀환원물 분산용액을 수용성 폴리머 및 실리콘 금속입자와 혼합하여 산화그래핀환원물-실리콘 금속입자 분산용액을 제조하는 단계와; 상기 산화그래핀환원물-실리콘 금속입자 분산액을 건조하여 코어-쉘 구조의 복합체 분말을 제조하는 단계를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 양이온-파이 상호작용을 통해 형성되는 저결함-고순도 산화그래핀 분산용액을 이용하여 산화그래핀환원물을 형성하고, 이를 실리콘 금속입자와 분산하기 위한 수용성 폴리머에 접목시킨 후 건조하여 코어-쉘 구조의 복합체 분말을 얻을 수 있으며 이를 이차전지용 전극에 적용 가능하다.
급속 충전 가능한 리튬 이차 전지가 개시된다. 본 발명은 집전체; 상기 집전체 상에 형성되며, 음극 활물질 입자. 도전재 입자 및 바인더를 포함하는 음극재층; 및 상기 음극재층 표면에 형성되며, 리튬에 대하여 비활성인 절연성 입자이고 상기 음극재층을 부분적으로 차폐하는 표면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극을 제공한다. 본 발명에 따르면, 높은 충전 속도 및 수명 저하가 없는 리튬 이차 전지용 음극을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 2차 전지용 3차원 전극 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공성 금속 폼 및 탄소나노튜브를 포함하며, 상기 탄소나노튜브가 금속 폼의 표면으로부터 성장된 것인 3차원 전극 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 탄소나노튜브 내에 황을 삽입한 리튬-황 2차 전지용 3차원 전극 구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복합 음극재 제조장치는 마이크로파가 조사되는 가열챔버 내부를 통과하는 유전체관을 따라 음극재용 혼합재료 분말이 연속 이동하는 과정에서 급속가열되는 구조를 제공함으로써 음극재용 혼합재료 분말에 대한 연속적인 대량 제조가 가능해지고, 마이크로파 입사파와 반사판에 의한 마이크로파 반사파가 동시 작용하는 구조를 제공함으로써 대량의 음극재용 혼합재료 분말을 균일하게 급속 가열할 수 있게 되고, 이에 따라 복합 음극재의 제조품질 향상과 제조 신뢰도 향상이 도모될 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
본 발명은 석유계 소재 또는 석유계 합성 소재가 아닌 천연 소재인 천연 섬유를 포함하는 천연 섬유 시트 또는 천연 셀룰로오즈 섬유를 포함하는 셀룰로오즈 시트와 같은 천연 탄소 소재를 열처리하여 탄소 전극을 형성함으로써 제조 경비 감소, 제조 공정을 단축 및 유해 물질의 배출을 최소화하고, 반복적인 충방전에도 유지 용량의 변동량을 크게 감소시켜 에너지 저장 장치 등의 음극으로 사용하기에 특히 적합한 탄소 전극 및 이의 제조 방법을 제공하며, 탄소 전극은 천연 탄소 재료를 탄화 시키는 과정에서 표면에 형성되는 알칼리 금속 입자 및 알칼리 토금속 입자 중 어느 하나의 평균 입자 사이즈가 10nm 미만이다.