탄소 직물에 오염된 불순물을 제거하기 위한 전처리 단계(S100);탄소 직물의 표면에 전이금속 수산화물을 코팅하는 단계(S200);전이금속 수산화물을 코팅한 탄소 직물을 하이드록사이드 환원 및 촉매 수소화 분해를 연속적으로 적용하는 결함 그패핀 쉘 형성 및 전이금속 증착 단계(S300); 및전이금속 증칙 탄화물 매개 수소화 탄소를 갈바닉 치환에 의해 전이금속을 금(Au)으로 대체하는 갈바닉 치환 단계(S400);를 포함하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 전처리 단계(S100)는,이소프로판올로 23회 세척한 다음, 탈이온수로 23회 세척하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제2항에 있어서,상기 전이금속 수산화물 코팅 단계(S200)는,전이금속 용액에 전처리한 탄소 직물을 침지시킨 다음 1.52.5시간 동안 8595℃로 가열하여 전이금속 수산화물을 코팅하여 전이금속 수산화물이 코팅된 탄소 직물을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제3항에 있어서,상기 전이금속 수산화물 코팅 단계(S200)는,상기 전이금속 수산화물 코팅 탄소 직물을 탈이온수로 세척 후, 1×10-410-6 torr의 진공 하에 3.54.5시간에 걸쳐 75~85℃에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제4항에 있어서, 상기 결함 그패핀 쉘 형성 및 전이금속 증착 단계(S300)는,450550℃의 온도로 2535분간 열처리하여 하이드록사이드 환원을 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제4항에 있어서, 상기 결함 그패핀 쉘 형성 및 전이금속 증착 단계(S300)는,하이드록사이드 환원 수행 후 연속적으로 920980℃의 온도로 4050분간 촉매 수소화 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제1항에 있어서,상기 갈바닉 치환 단계(S400)는,전이금속 증착 탄화물 매개 수소화 탄소를 금(Au) 이온 제공 용액에 침지시켜 전이금속을 금(Au)으로 대체하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제1항에 있어서,상기 갈바닉 치환 단계(S400)는,전이금속 증착 탄화물 매개 수소화 탄소를 전이금속을 금(Au)으로 대체한 다음, 1×10-410-6 torr의 진공 하에 5565℃에서 3.5~4.5시간 동안 건조하는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제3항에 있어서,상기 전이금속 용액의 전이금속은 Fe 또는 Ni인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

제7항에 있어서,상기 금(Au) 이온 제공 용액은 HAuCl4・3H2O 용액인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질의 제조방법.

복수 개의 나노 채널과 결함이 있는 그래핀 쉘(graphene shell)을 포함하는 탄소체;상기 탄소체의 외면에 형성된 그래핀 쉘층; 및,상기 그래핀 쉘층에 증착된 리튬 친화성 물질;을 포함하는 복합 음극 활물질.

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제11항에 있어서,상기 리튬 친화성 물질은 충전시 안정한 리튬 증착 및 탈리(deposition and stripping)를 유도하는 리튬 친화성(lithiophilic material) 물질인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질.

제13항에 있어서,상기 리튬 친화성 물질은 Au, Ag 또는 Si를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질.

제11항에 있어서,상기 나노 채널은 5~500nm 사이즈인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질.

제11항에 있어서,복합 음극 활물질을 보호하기 위한 중간층인 그래핀 쉘층은 두께가 100 nm ~ 100 μm이고, 기공도가 5 ~ 70 vol%인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질.

제11항에 있어서,상기 탄소체는 Au(금)의 함량이 0.005 ~ 10 atomic%인 것을 특징으로 하는 복합 음극 활물질.

청구항 11항에 따른 복합 음극 활물질로 이루어지는 음극.

청구항 18항에 따른 복합 음극 활물질로 이루어지는 음극을 포함하는 리튬 이차전지.