MANUFACTURING METHOD OF COMPOSITE CATHODE MATERIAL FOR SODIUM IONS SECONDARY BATTERIES AND COMPOSITE CATHODE MATERIAL THEREBY

• Main Authors: KIM HYUN KYUNG, JEONG SANG WON, YU SEONG BO, CHANG EUN SEO
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 27.08.2024
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; ELECTRICITY; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

본 발명은 나트륨 이온 이차전지용 복합 음극재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 복합 음극재에 관한 것이다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 나트륨 이온 이차전지용 복합 음극재의 제조방법은, 산화그래핀(Graphene Oxide)을 소성하여 분쇄한 후 세척함으로써 산화그래핀 분말을 제조하고, 상기 산화그래핀 분말을 초음파 처리하여 증류수에 분산하는 산화그래핀 분말 분산 단계(S100); 상기 증류수에 분산된 산화그래핀 분말에 아스코르브산(ascorbic acid) 분말을 첨가한 후 교반하는 산화그래핀 분말 교반 단계(S200); 상기 교반된 산화그래핀 분말을 열처리하여 상기 교반된 산화그래핀 분말을 환원시키는 산화그래핀 분말 환원 단계(S300); 상기 열처리하여 환원된 산화그래핀 분말을 세척한 후 동결 건조함으로써, 환원된 산화그래핀(Reduced Graphene Oxide) 분말을 제조하는 환원된 산화그래핀 분말 제조 단계(S400); 적린(Red Phosphorus)을 준비한 후 상기 준비된 적린을 공기(Air) 분위기 하에서 분쇄하여 흑린(Black Phosphorus) 분말을 합성하는 흑린 분말 제조 단계(S500); 상기 합성된 흑린 분말을 공기(Air) 분위기 하에서 산화하여 산화 흑린 분말을 제조하는 산화 흑린 분말 제조 단계(S600); 상기 산화 흑린 분말과, 환원된 산화그래핀 분말을 혼합하여 혼합분말을 제조하는 산화 흑린 및 환원된 산화그래핀 분말 혼합 단계(S700); 및 상기 산화 흑린 분말과, 환원된 산화그래핀 분말로 이루어진 혼합분말을 공기(Air) 분위기 하에서 분쇄하여 산화 흑린 및 환원된 산화그래핀 복합체를 제조하는 산화 흑린 및 환원된 산화그래핀 복합체 제조 단계(S800)를 포함한다. 상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 나트륨 이온 이차전지용 복합 음극재의 제조방법은, 흑린(Black Phosphorus; BP) 및 그래핀(Graphene) 복합체를 제조한 후 이를 나트륨 이온 이차전지용 음극재로 사용함으로써, 전기전도도가 높고 기계적인 강도가 우수하며 대기중 안정성 및 충방전시 부피팽창 억제특성을 확보할 수 있는 복합 음극재를 제조할 수 있다.