| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 | 탄소계 소재를 산 처리하여 상기 탄소계 소재 표면을 산화시키는 단계;산화된 탄소계 소재 표면을 실리카로 코팅시켜 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계;실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재에서 탄소계 소재만을 제거하여 실리카 나노튜브를 얻는 단계; 및실리카 나노튜브를 환원시켜 실리콘 나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 2 | 제1항에 있어서,상기 탄소계 소재는 흑연, 소프트카본, 하드카본, 탄소나노튜브, 탄소나노파이버, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 3 | 제1항에 있어서,상기 탄소계 소재의 직경은 10 nm 내지 1 ㎛인 음극 활물질 제조방법. |
| 4 | 제1항에 있어서,상기 탄소계 소재를 산 처리하여 상기 탄소계 소재 표면을 산화시키는 단계;는,상기 탄소계 소재를 용매 및 산을 포함하는 용액에 함침시키는 방법을 이용하며, 상기 용매는 알코올, 물, DMF, NMP, THF, 아세톤 또는 이들의 조합이며, 상기 산은 질산, 황산, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 5 | 제1항에 있어서,상기 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계는 실리카 전구체 및 촉매를 상기 탄소계 소재와 반응시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 6 | 제5항에 있어서,상기 실리카 전구체는 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라클로로실란, 테트라히드록시실란, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 7 | 제5항에 있어서,상기 촉매는 수산화암모늄인 음극 활물질 제조방법. |
| 8 | 제1항에 있어서,상기 실리카 코팅층은 비정질 실리카 코팅층이며, 10 nm 내지 500 nm의 두께를 가지는 음극 활물질 제조방법. |
| 9 | 제1항에 있어서,상기 실리카 코팅층은 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재의 100 중량부에 대해 50 내지 95 중량부로 포함되는 음극 활물질 제조방법. |
| 10 | 제1항에 있어서,상기 탄소계 소재만을 제거하여 실리카 나노튜브를 얻는 단계는 상기 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 500℃ 내지 700℃에서 30분 내지 90분 동안 하소시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 11 | 제1항에 있어서,상기 실리카 나노튜브를 환원시켜 실리콘 나노튜브를 얻는 단계는 금속 환원제를 이용하여 실리카를 실리콘으로 환원시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 12 | 제11항에 있어서,상기 금속 환원제는 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 13 | 제11항에 있어서,상기 금속 환원제는 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 14 | 제13항에 있어서,상기 실리콘 나노튜브 표면에 탄소를 코팅시키는 단계는,탄소를 포함하는 가스를 열분해시켜 상기 실리콘 나노튜브 상에 탄소를 코팅시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 15 | 제14항에 있어서,상기 탄소를 포함하는 가스는 메탄가스, 에탄가스, 프로판가스, 부탄가스, 에틸렌가스, 아세틸렌가스, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 16 | 제14항에 있어서,상기 탄소를 포함하는 가스를 열분해시켜 상기 실리콘 나노튜브 상에 탄소를 코팅시키는 단계;에서, 상기 열분해 온도는 600℃ 내지 900℃이고, 열분해 시간은 5분 내지 15분인 음극 활물질 제조방법. |
| 17 | 탄소계 소재를 산 처리하여 상기 탄소계 소재 표면을 산화시키는 단계;산화된 탄소계 소재 표면을 티타니아로 코팅시켜 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계;티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 실리카로 코팅시켜 상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계;티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재에서 탄소계 소재만을 제거하여 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 실리카 나노튜브를 얻는 단계; 및티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 실리카 나노튜브를 환원시켜 티타늄을 포함하는 실리콘 나노튜브를 얻는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 18 | 제17항에 있어서,상기 탄소계 소재는 흑연, 소프트카본, 하드카본, 탄소나노튜브, 탄소나노파이버, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 19 | 제17항에 있어서,상기 산화된 탄소계 소재의 직경은 10 nm 내지 1 ㎛인 음극 활물질 제조방법. |
| 20 | 제17항에 있어서,상기 탄소계 소재를 산 처리하여 상기 탄소계 소재 표면을 산화시키는 단계;는,상기 탄소계 소재를 용매 및 산을 포함하는 용액에 함침시키는 방법을 이용하며, 상기 용매는 알코올, 물, DMF, NMP, THF, 아세톤 또는 이들의 조합이며, 상기 산은 질산, 황산, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 21 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계는 티타니아 전구체 및 촉매를 상기 탄소계 소재와 반응시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 22 | 제21항에 있어서,상기 티타니아 전구체는 티타늄부톡사이드(Titanium(lV) butoxide), 티타늄옥사이드(Titanium(4) oxide), 티타늄플루오라이드(Titanium(IV) fluoride), 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 23 | 제21항에 있어서,상기 촉매는 H2O, 아세트산, 수산화암모늄(NH4OH), 염산(HCl), 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 24 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층은 비정질 티타니아 코팅층이며, 1 nm 내지 10 nm의 두께를 가지는 음극 활물질 제조방법. |
| 25 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층은 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재 100 중량부에 대해 3 내지 5 중량부로 포함되는 음극 활물질 제조방법. |
| 26 | 제17항에 있어서,상기 산화된 탄소계 소재 표면을 티타니아로 코팅시켜 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계; 및상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 실리카로 코팅시켜 상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계; 사이에상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 아르곤 분위기 하에서 하소시키는 단계를 더 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 27 | 제26항에 있어서,상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 아르곤 분위기 하에서 하소시키는 단계에서, 하소온도는 500℃ 내지 700℃이고, 하소시간은 30분 내지 90분인 음극 활물질 제조방법. |
| 28 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 실리카로 코팅시켜 상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계;에서,상기 실리카 코팅층은 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재의 100 중량부에 대해 50 내지 90 중량부로 포함되는 음극 활물질 제조방법. |
| 29 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 실리카로 코팅시켜 상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 얻는 단계;에서,상기 실리카 코팅층의 두께는 50 nm 내지 500 nm인 음극 활물질 제조방법. |
| 30 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재에서 탄소계 소재만을 제거하여 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 실리카 나노튜브를 얻는 단계는,상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 탄소계 소재를 500℃ 내지 700℃에서 30분 내지 90분 동안 하소시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 31 | 제17항에 있어서,상기 티타니아 코팅층 상에 실리카 코팅층을 포함하는 실리카 나노튜브를 환원시켜 티타늄을 포함하는 실리콘 나노튜브를 얻는 단계는, 금속 환원제를 이용하여 티타니아 및 실리카를 각각 티타늄 및 실리콘으로 환원시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 32 | 제31항에 있어서,상기 금속 환원제는 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 33 | 제17항에 있어서,상기 티타늄을 포함하는 실리콘 나노튜브 표면에 탄소를 코팅시키는 단계;를 더 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 34 | 제33항에 있어서,상기 티타늄을 포함하는 실리콘 나노튜브 표면에 탄소를 코팅시키는 단계는,탄소를 포함하는 가스를 열분해시켜 상기 실리콘 나노튜브 상에 탄소를 코팅시키는 단계를 포함하는 음극 활물질 제조방법. |
| 35 | 제34항에 있어서,상기 탄소를 포함하는 가스는 메탄가스, 에탄가스, 프로판가스, 부탄가스, 에틸렌가스, 아세틸렌가스, 또는 이들의 조합인 음극 활물질 제조방법. |
| 36 | 제34항에 있어서,상기 탄소를 포함하는 가스를 열분해시켜 상기 실리콘 나노튜브 상에 탄소를 코팅시키는 단계;에서, 상기 열분해 온도는 600℃ 내지 900℃이고, 열분해 시간은 5분 내지 15분인 음극 활물질 제조방법. |
| 37 | 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법으로 제조된 음극 활물질. |
| 38 | 양극 활물질을 포함하는 양극;제37항에 따른 음극 활물질을 포함하는 음극; 및전해질; 을 포함하는 전기 화학 소자. |