? 나노실리콘 크기 제어공정기술을 확립하고 그라파이트의 개질 및 양친성 물질을 활용한 나노실리콘의 효율적 부착기술 적용 및 실리콘 탄소 복합화를 통하여 부피팽창에 의한 전극물질의 열화를 방지함으로써 충방전 안정성을 향상시킬 수 있는 고성능의 이차전지용 음극 복합물질의 개발? 주요 성능 목표초기용량 : 500 mAh/g 이상수명 : 85% 이상 (300회 충...

본 과제는 이차전지 음극에 들어가는 나노실리콘을 더 오래 쓰고 더 안정적으로 충방전되게 만드는 소재 공정 개발임. 나노실리콘 크기 제어공정기술 확립, 그라파이트 개질과 양친성 물질 부착기술 적용, 실리콘 탄소 복합화를 통해 부피팽창에 의한 열화를 억제하여 충방전 안정성을 향상함. 초기용량 500 mAh/g 이상, 300회 충방전 후 85% 이상, 초기효율 90% 이상 목표임. 금속 식각 기반 그라파이트 표면 개질 공극형성, 그라파이트/실리콘 복합재 제조공정, 피치 코팅 조건 최적화, 실리콘-탄소 복합체 준양산 공정 적용 및 이차전지 음극 설계·제작·평가 수행함. 금속 식각·그라파이트 표면처리·저가 피치/석유계 잔사유 활용으로 고용량·고효율·우수 사이클의 국산 전극소재 경쟁력 확보, 대용량 장치까지 적용 가능한 파급효과 기대됨.

본 과제는 이차전지 음극용 나노실리콘을 대량 성능으로 안정화하기 위해, 크기 제어공정과 그라파이트 개질, 실리콘 탄소 복합화 기술을 결합하는 연구임. 연구 목표는 초기용량 500 mAh/g 이상, 수명 85% 이상(300회 충방전), 초기효율 90% 이상 달성임. 핵심 연구 내용은 나노실리콘 제조공정 최적화, 금속 식각 기반 그라파이트 표면 개질 및 공극형성, 그라파이트/실리콘 복합재 및 피치 코팅 공정 조건 최적화, 실리콘-탄소 복합체 준양산 공정 적용, 이차전지 음극 설계·제작·평가임. 기대 효과는 부피팽창 열화 방지로 충방전 안정성 향상, 저가 석유계 잔사유 기반 기술 확보, 전해질 부반응 억제로 소재 경쟁력 및 전극소재 국산화 파급효과 창출임.

본 과제는 반도체 식각 공정에서 발생하는 유해 가스인 불화수소(HF)를 효과적으로 제거하기 위해, 석유계 잔사유와 폐PET를 활용하여 비표면적 2000m2/g 이상의 고성능 피치계 첨착 활성탄을 개발하는 연구임. 연구 목표는 폐PET/석유계 잔사유 기반 피치 제조 기술 및 활성탄 대량생산 공정을 개발하여 HF 제거 효율이 높은 첨착 활성탄의 성능과 안정성을 확보하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 폐PET/석유계 잔사유 블렌딩 및 고압 공정을 통한 피치 물성 제어 기술 개발과 피치 활성탄의 대량생산 공정 및 수율 향상 연구임. 첨착 활성탄의 종합 특성 DB 구축 및 다양한 반응 메커니즘, 표면 작용기 도입을 통한 HF 제거율 향상 및 안정성 기술 개발도 포함됨. 또한, 활성탄 미세기공 조절 및 비표면적 손실 방지 연구를 수행하며, HF 제거용 케미컬 필터 제작을 목표로 함. 기대 효과는 고품질 피치 및 활성탄 대량생산, HF 제거율 및 제품 성능 향상을 통해 국내 반도체 산업의 경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 전망됨.