Technology Introduction

기술현황

음극활물질 개발동향

국내
  • 현재 가장 주목받고 있는 Si계 화합물로 일본 신에쯔에서 개발한 SiOx
    → 현재 삼성SDI, LG화학에서 전량 수입 (국내 소재 상용화 노력 중)
  • 중국 Shan Shan은 Silicon Carbon Embedded 복합구조인 SC-C-S를 개발 중
    → 900mAh/g의 용량, 상용화 수준에 비해 낮은 용량으로 추가 개발 필요
국외
  • GS Energy 소프트카본 or SiO를 활용, 출력 특성이 우수하여 급속 충방전 가능, 수명 및 저온 특성이 우수, 단독으로 쓰이기보단 Graphite와 Blending 해서 사용.
  • Si계 음극소재 개발을 추잔히고 있는 국내기업으로는 대주전자, 더블유에프엠 등

SiOx 제조 기술 및 차별성

습식법

공정이 복잡, 생산성이 낮음, 환경에 유해한 물질이 배출되어 상용화하는데 제약이 많은 문제점

기계적 분쇄법

수백 nm 이하의 크기를 가지는 나노 분말을 제조하는데 많은 어려움
공정 중에 불순물이 개입될 여지가 많아 고품질의 나노 분말 제조 어려움

용융법

실리콘을 유도 가열하여 용융하고, 용융된 실리콘 용탕의 표면에 가스를 직접 분사하여 SiO, SiOx 나노 분말을 제조하는 기술, 생산성 낮고 제조 단가가 높음(ex. 신에쯔)

고온 플라즈마 공법

Si 분말을 고온 플라즈마에 의해 나노 크기의 Si 분말 제조와 동시에 산화 가스 투입하여 SiOx 나노 분말을 제조하는 기술 제품의 균일성, 생산성, 안정성 확보 기술

Si 복합체 제조 기술1
Si 복합체 제조 기술2
건식 합성법
  • 단일(간단) 공정
  • 제조단가 높음
  • 투자비용 높음
습식 합성법
  • 다단(복잡)공정
  • 환경유해 폐수발생
  • 투자비용 낮음
열플라즈마 합성법
  • 단일(간단)공정
  • 건식 친환경 공정
  • 투자비용 높음

친환경식 건식 열플라즈마 기술활용, Si/SiOx 소재 대량 생산 용이

구분 건식 합성법 습식 합성법 플라즈마 합성법
합성방법 화학기상증착법
물리기상증착법
융융방사법
액상반응 열플라즈마
제조공정 공정 간단 복잡 매우 간단
투자비용 매우 높음 낮음 중간
후처리 X O (폐수) X
공정조건 확립 어려움 확립 어려움 확립 용이
분말 특성(입자 제어) 균일분포 어려움 균일분포 가능 균일분포 가능
제조단가 높음 보통 낮음
제조업체 신에쯔
ENERCHEM
Panasonic
예일전자
세진이노테크
뉴테크 엘아이비

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