KR101430405B1 - Anode material for lithium ion battery and pruducing method thereof - Google Patents

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KR101430405B1 KR1020130018936A KR20130018936A KR101430405B1 KR 101430405 B1 KR101430405 B1 KR 101430405B1 KR 1020130018936 A KR1020130018936 A KR 1020130018936A KR 20130018936 A KR20130018936 A KR 20130018936A KR 101430405 B1 KR101430405 B1 KR 101430405B1
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Abstract

The present invention relates to an anode material for a lithium ion battery and a method for manufacturing the same. The anode material for a lithium ion battery comprises a support and a graphite layer formed at least one side of the support, a crack is formed on the surface of the graphite layer, and a metal catalyst layer for growth of graphite comprises Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge, and materials selected from a group composed of combination of the same.

Description

리튬이온전지용 음극 재료 및 그의 제조 방법{ANODE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERY AND PRUDUCING METHOD THEREOF}[0001] The present invention relates to an anode material for a lithium ion battery and an anode material for a lithium ion battery,

본원은 리튬이온전지용 음극 재료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode material for a lithium ion battery and a method of manufacturing the same.

탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께를 가지는 전도성 물질인 그래핀이 3차원으로 쌓여 형성된 흑연은 구조적, 화학적으로도 매우 안정할 뿐 아니라 리튬 이온이 침투되기 좋은 층상구조를 가지고 있어 리튬이온전지 음극 재료(anode material)로 널리 사용되고 있다. 현재 사용되는 흑연소재는 천연흑연, 인조흑연이 있으나, 주로 파우더 형태로 접합을 위한 고분자 바인더를 첨가한 후 구리, 니켈 금속전극에 기계적으로 접합시켜 사용하고 있다. 하지만, 바인더의 사용으로 전지 효율의 감소가 유발되며, 흑연 파우더를 금속 전극에 접합시키기 위한 공정이 추가적으로 필요하다.Graphite formed by stacking three-dimensional graphene, which is a conductive material having a thickness of one layer, in which carbon atoms form a honeycomb arrangement in a two-dimensional phase, is structurally and chemically stable and has a layered structure And is widely used as an anode material for lithium ion batteries. The graphite materials currently used are natural graphite and artificial graphite, but they are mainly used in powder form by adding a polymer binder for bonding and then mechanically bonding them to copper and nickel metal electrodes. However, use of a binder causes a reduction in cell efficiency, and a process for bonding the graphite powder to the metal electrode is additionally required.

흑연은 리튬 이온이 침투되기 좋은 층상구조를 가지고 있어 리튬이온전지 음극 재료로 널리 사용되고 있다. 현재 사용되는 흑연소재는 천연흑연, 인조흑연이 있으나, 주로 파우더 형태로 접합을 위한 고분자 바인더를 첨가한 후 구리, 니켈 금속전극에 기계적으로 접합시켜 사용하고 있다. 하지만, 바인더의 사용으로 전지 효율의 감소가 유발되며, 흑연파우더를 금속전극에 접합시키기 위한 공정이 추가적으로 필요하다.Graphite has a layered structure that allows lithium ions to penetrate and is widely used as a lithium ion battery cathode material. The graphite materials currently used are natural graphite and artificial graphite, but they are mainly used in powder form by adding a polymer binder for bonding and then mechanically bonding them to copper and nickel metal electrodes. However, use of a binder causes a reduction in cell efficiency, and a process for bonding the graphite powder to the metal electrode is additionally required.

그러나, 아직 수십 ㎛이하 두께의 고밀도 흑연 필름의 대량 합성법 개발 및 이를 통한 리튬이온전지 음극 재료로 응용의 실제 적용 가능한 기술이 개발되지 않아 이러한 기술의 개발에 대한 요구가 증가되고 있다.However, the development of a high-density graphite film having a thickness of several tens of micrometers or less has not yet been developed and a practical application of the lithium ion battery cathode material has not been developed.

현재 금속 촉매를 활용한 화학기상증착법은 투명전도필름 제조목적의 두께가 1 nm 미만의 얇은 그래핀 합성에 대해서만 기술이 개발되어있으며 음극 재료로 사용할 수 있는 수십 ㎛ 두께의 흑연 필름 합성 기술에 대해서는 연구가 되어 있지 않다.Currently, the chemical vapor deposition method using a metal catalyst has been developed only for a thin graphene thin film having a thickness of less than 1 nm for the purpose of producing a transparent conductive film, and a technique of synthesizing a graphite film having a thickness of several tens of 탆 .

현재 금속촉매를 활용한 화학기상증착법은 1 nm 미만의 두께를 갖는 투명전도필름용 얇은 그래핀 합성에 대해서만 기술이 개발이 되어 있으며(대한민국 공개 특허 제10-2011-0031863호) 음극 재료에 사용할 수 있는 수십 ㎛ 두께의 흑연 필름 합성 기술에 대해서는 연구가 되어 있지 않다. Currently, the chemical vapor deposition method using a metal catalyst has been developed only for thin graphene synthesis for a transparent conductive film having a thickness of less than 1 nm (Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0031863) There is no study on the technique of synthesizing graphite film having a thickness of several tens of 탆.

또한, 기존의 흑연 필름 제조는 고분자 필름의 고온소성, 탄화법 공정을 통해 이루어 질 수 있으나, 2000℃ 이상의 고열조건하에서 장시간 소성 과정이 필요하여 막대한 에너지를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다 (일본 공개 특허 JP 2006-306068).In addition, although the conventional graphite film can be produced through a high-temperature firing and a carbonization process of a polymer film, a long time firing process is required under a high-temperature condition of 2000 ° C or more, which requires enormous energy (Japanese Patent Laid- 2006-306068).

이에, 본원은 흑연 시트를 이용한 리튬이온전지용 음극 재료 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다Accordingly, the present invention provides a negative electrode material for a lithium ion battery using a graphite sheet and a method of manufacturing the same.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은 지지체; 및 상기 지지체의 일면에 형성된 흑연층을 포함하며, 상기 흑연층의 표면상에 형성된 균열을 포함하는 리튬이온전지용 음극 재료(anode material)를 제공한다.A first aspect of the present application provides a lithographic apparatus comprising: a support; And a graphite layer formed on one side of the support, wherein the anode material includes a crack formed on the surface of the graphite layer.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균열은 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 도메인을 갖는 균열된 구조를 가지며 층간 거리가 약 0.1 nm 내지 약 5 nm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the crack has a cracked structure with a domain of about 1 [mu] m to about 100 [mu] m and may have an interlayer distance of about 0.1 nm to about 5 nm, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 지지체는 Ni, 다공성 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the support comprises at least one of Ni, porous Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, But are not limited to, those selected from the group consisting of Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge, and combinations thereof.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 지지체는 그의 표면에 형성되는 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the support may include, but is not limited to, a metal catalyst layer for graphite growth formed on its surface.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 흑연 성장용 금속 촉매층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphite growth metal catalyst layer comprises at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, , Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge, and combinations thereof. The term " copper "

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 흑연층은 약 10 nm 내지 약 100 ㎛ 두께를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphite layer may have a thickness of from about 10 nm to about 100 탆, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리튬이온전지용 음극 재료는 고분자 바인더를 포함하지 않는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cathode material for a lithium ion battery may not include a polymer binder, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리튬이온전지용 음극 재료의 비용량이 약 300 mAh/g 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the amount of the negative electrode material for the lithium ion battery may be about 300 mAh / g or more, but the present invention is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 지지체의 적어도 일면에 흑연층을 형성하고 상기 흑연층의 표면에 균열을 생성하기 위해 냉각하는 것을 포함하는 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present invention provides a method of manufacturing a negative electrode material for a lithium ion battery, comprising forming a graphite layer on at least one side of a support and cooling the surface of the graphite layer to generate a crack.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 흑연층은 화학기상증착법, 배치-타입 공정 또는 주울 가열(Joule heating)에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphite layer may be formed by chemical vapor deposition, batch-type processing, or Joule heating, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 지지체는 그의 표면에 형성된 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the support may include, but is not limited to, a metal catalyst layer for graphite growth formed on its surface.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 흑연 성장용 금속 촉매층은 Ni, 다공성 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphite growth metal catalyst layer is made of Ni, porous Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, But are not limited to, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge and combinations thereof. have.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 냉각은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 상온으로 1 분 내지 30 분 동안 냉각시키는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the cooling may include, but is not limited to, cooling from room temperature to 800 ° C to 1200 ° C for 1 minute to 30 minutes.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균열은 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 도메인을 갖는 균열된 구조를 가지며 층간 거리가 약 0.1 nm 내지 약 5 nm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the crack has a cracked structure with a domain of about 1 [mu] m to about 100 [mu] m and may have an interlayer distance of about 0.1 nm to about 5 nm, but may not be limited thereto.

본원의 리튬이온전지용 음극 재료는 흑연 시트를 소재로 사용함으로써, 리튬이온 충방전 열전도도, 내화학성 및 기계적 특성이 향상되어, 기존의 리튬이온의 충방전 특성을 개선시킬 수 있으며, 리튬이온전지 음극 재료로서 스마트폰, 타블렛PC, TV 등의 전자소자와 같은 폭넓은 산업 분야에 적용 가능하다. The negative electrode material for a lithium ion battery of the present invention can improve lithium ion charge / discharge thermal conductivity, chemical resistance, and mechanical characteristics by using a graphite sheet as a material, improve the charge / discharge characteristics of a conventional lithium ion, It can be applied to a wide range of industrial fields such as electronic devices such as a smart phone, a tablet PC, and a TV.

기존의 리튬이온전지의 음극 재료로서 흑연을 사용시 바인더의 첨가에 의한 전지 효율의 감소 및 흑연을 금속에 접합시키기 위한 추가 공정이 필요하였으나, 본원의 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트는 금속에 흑연 시트가 부착되어 있어, 별도의 바인더 처리 공정 없이도 흑연과 금속을 접합시킬 수 있으므로, 용이하고 간단한 공정을 통해 리튬이온전지를 제조할 수 있다. In the case of using graphite as an anode material of a conventional lithium ion battery, reduction of cell efficiency due to addition of a binder and further process for bonding graphite to metal were required. However, the graphite sheet used as a negative electrode material for a lithium- Since graphite sheets are attached, it is possible to bond graphite and metal without a separate binder treatment step, so that a lithium ion battery can be manufactured through an easy and simple process.

본원의 리튬이온전지용 음극 재료의 소재로서 사용되는 흑연 시트는 단시간 내에 저비용으로 목적 소자상에 삽입할 수 있으며, 상기 코팅 필름은 수 ㎛에서 수십 ㎛로 매우 얇으며, 경량이고, 유연성 및 탄성이 탁월한 특징을 가지고 있다. 또한, 본원의 리튬이온전지용 음극 재료는 흑연 시트를 용이하게 제조함으로써 제조원가를 절감시키고, 증가된 고에너지밀도를 나타내어 효율성을 높일 수 있다. 본원의 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법에 의해 화학기상증착법, 배치-타입 공정 또는 주울 가열에 의해 고밀도의 흑연을 용이하게 제조할 수 있어, 열전도도, 전자파자폐, 내열성, 내화학성 및 기계적 특성 등의 뛰어난 특성을 갖는 흑연 시트를 리튬이온전지용 음극소재로서 폭넓은 산업 분야에 적용 가능하다. The graphite sheet used as the material of the negative electrode material for a lithium ion battery of the present invention can be inserted on a target element at a low cost within a short period of time and the coating film is extremely thin from several 탆 to several tens of 탆 and is light in weight and excellent in flexibility and elasticity . In addition, the negative electrode material for a lithium ion battery of the present invention can reduce the manufacturing cost by increasing the production of the graphite sheet, and can increase the efficiency by increasing the high energy density. According to the negative electrode material for lithium ion battery of the present invention, it is possible to easily produce high-density graphite by chemical vapor deposition, batch-type process, or Joule heating, and it is possible to produce graphite with high density by heat conduction, Can be applied to a wide range of industrial fields as a cathode material for a lithium ion battery.

본원의 리튬이온전지용 음극 재료는 표면에 균열이 형성되어 있어, 리튬 이온이 잘 침투할 수 있어, 효율을 개선시킬 수 있다.The negative electrode material for a lithium ion battery of the present invention has cracks formed on its surface, and lithium ions can penetrate well, thereby improving the efficiency.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 제조 과정을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 롤-투-롤 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 배치-타입 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 (a) 현미경 확대 이미지 및 (b) 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 일 실시예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 라만 스펙트럼 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료를 사용하여 제조된 리튬이온전지의 이미지이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 리튬이온전지의 충-방전 실험 결과를 나타낸 것이다: (a) 단계적 리튬 삽입 충-방전 프로필, (b) 0.2 C의 속도로 1차 내지 5차 사이클 동안의 충-방전 프로필, (c) 0.5 C의 속도로 6차 내지 16차 사이클 동안의 충-방전 프로필, 및 (d) 사이클 수에 따른 쿨롬 효율 및 성능.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 리튬이온전지의 순환 전압전류법 결과를 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart of a method for producing a graphite sheet used as a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a process for producing a graphite sheet used as a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a roll-to-roll production apparatus for a graphite sheet used as a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 shows an arrangement-type production apparatus for a graphite sheet used as a cathode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a microscope-magnified image and (b) photograph of a graphite sheet used as a cathode material for a lithium ion battery according to one embodiment of the present invention.
6 shows the Raman spectrum of a graphite sheet used as a negative electrode material for a lithium ion battery according to one embodiment.
7 is an image of a lithium ion battery manufactured using a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows the charge-discharge test results of a lithium ion battery according to one embodiment of the present invention: (a) a stepwise lithium insertion charge-discharge profile; (b) (C) a charge-discharge profile during the 6th to 16th cycles at a rate of 0.5 C, and (d) Coulomb efficiency and performance according to the number of cycles.
FIG. 9 shows a cyclic voltammetry result of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 상에 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is located on another member, this includes not only when a member is in contact with another member but also when another member is present between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 이들의 조합(들)의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term combination (s) thereof in the expression of a machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, ≪ / RTI > < RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B"를 의미한다.Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A, B, or A and B".

본원 명세서 전체에서 사용된 용어 "주울 가열(Joule heating)"은 도체에 전류가 흐름으로 인해 열이 발생하는 과정을 의미한다. 발생하는 열은 전류의 제곱과 전선의 전기저항의 곱에 비례한다.
The term " Joule heating " as used throughout this specification refers to the process in which heat is generated due to current flow through the conductor. The heat generated is proportional to the product of the square of the current and the electrical resistance of the wire.

이하, 본원에 대하여 도면을 참조하여 구현예와 실시예를 이용하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 본원에 이러한 구현예와 실시예에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples.

도 1 및 도 2은 본원의 일 구현예에 따른 흑연 시트 제조 방법의 흐름도 및 제조 과정을 나타낸 개략도이다. 1 and 2 are schematic views showing a flow chart and a manufacturing process of a graphite sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료는 금속층(지지체)에 흑연층을 형성하는 단계(S10); 및 냉각하여 상기 흑연층에 균열을 형성하는 단계(S20)에 의해 제조할 수 있다. As shown in FIG. 1, a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes a step (S10) of forming a graphite layer on a metal layer (support); And cooling the graphite layer to form a crack (S20).

도 2에 도시된 바와 같이, 본원의 일 구현예에 따른 리튬이온전지용 음극 재료는, 지지체(110)의 한 면에 흑연층(120)을 형성하고, 냉각하여 상기 흑연층(120)의 표면에 균열을 형성한다. 필요에 따라 상기 흑연층을 지지체 양면에 형성시키고 그 중 한 면을 외부전극과 접착시킬 수 있도록 형성하여 제조될 수 있다. 2, a negative electrode material for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention is formed by forming a graphite layer 120 on one surface of a support 110 and cooling the surface of the graphite layer 120 Cracks are formed. If necessary, the graphite layer may be formed on both surfaces of the support and one surface of the graphite layer may be bonded to the external electrode.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 지지체는 유연성이 있는 호일, 필름, 시트 또는 플레이트 형태일 수 있으며, 예를 들어, 롤-투-롤 공정에 사용가능하도록 롤 형태를 이룰 수 있는 호일, 필름, 시트 또는 플레이트 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 지지체는 금속층이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Ni, 다공성 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 도체는 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합급일 수 있으나 이에 제한되지 않을 수 있다. In the exemplary embodiment of the disclosure, the support may be in the form of a flexible foil, film, sheet or plate, and may be in the form of a roll, for example a roll, , Sheet or plate, but may not be limited thereto. The support may be a metal layer and may be used without limitation, for example, Ni, porous Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, But are not limited to, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge and combinations thereof. have. For example, the metal conductor may be copper, copper alloy, nickel or nickel alloy, but may not be limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 지지체는, 그의 표면에 형성된 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단층 또는 다층의 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연 성장용 금속 촉매층은 탄소 용해도가 우수한 금속이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the support may include a metal catalyst layer for graphite growth formed on its surface, and may include, for example, a single or multi-layered metal catalyst layer for graphite growth, . The metal catalyst layer for graphite growth can be used without limitation as long as it is a metal having excellent carbon solubility. For example, the metal catalyst layer for graphite growth can be used without limitation. For example, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, , Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge and combinations thereof, But may not be limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 균열은 상기 흑연층에 리튬 이온이 잘 침투하도록 하기 위해 인위적으로 형성되는 것으로서, 약 800℃ 내지 약 1200℃, 예를 들어, 약 800℃ 내지 약 1100℃, 약 800℃ 내지 약 1000℃, 약 900℃ 내지 약 1200℃, 또는 약 1000℃ 내지 약 1200℃의 온도에서 냉각팬을 사용하여 상온으로 약 1분 내지 약 30분 동안 냉각되어 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 균열은 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 예를 들어, 약 5 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 2 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 80 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 70 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 도메인을 갖는 균열된 구조를 가지며, 층간 거리가 약 0.1 nm 내지 약 5 nm, 예를 들어, 약 0.5 nm 내지 약 5 nm, 약 1 nm 내지 약 5 nm, 약 2 nm 내지 약 5 nm, 약 3 nm 내지 약 5 nm, 약 0.1 nm 내지 약 4 nm, 약 0.1 nm 내지 약 3 nm, 약 0.1 nm 내지 약 2 nm, 또는 약 0.1 nm 내지 약 1 nm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In the exemplary embodiment herein, the crack is artificially formed to allow lithium ions to penetrate well into the graphite layer, and is about 800 캜 to about 1200 캜, for example, about 800 캜 to about 1100 캜, For example, from about 800 ° C to about 1000 ° C, from about 900 ° C to about 1200 ° C, or from about 1000 ° C to about 1200 ° C, using a cooling fan at room temperature for about 1 minute to about 30 minutes, But may not be limited. The crack may be from about 1 탆 to about 100 탆, for example, from about 5 탆 to about 100 탆, from about 10 탆 to about 100 탆, from about 2 탆 to about 100 탆, from about 30 탆 to about 100 탆, About 100 microns, about 50 microns to about 100 microns, about 60 microns to about 100 microns, about 70 microns to about 100 microns, about 80 microns to about 100 microns, about 1 micron to about 90 microns, about 1 micron to about From about 1 micron to about 30 microns, from about 1 micron to about 30 microns, from about 1 micron to about 100 microns, from about 1 micron to about 60 microns, from about 1 micron to about 50 microns, from about 1 micron to about 40 microns, Mu] m and has an interlayer distance of from about 0.1 nm to about 5 nm, for example, from about 0.5 nm to about 5 nm, from about 1 nm to about 5 nm, from about 2 nm to about 5 nm, From about 3 nm to about 5 nm, from about 0.1 nm to about 4 nm, from about 0.1 nm to about 3 nm, from about 0.1 nm to about 2 nm, or from about 0.1 nm to about 1 nm, .

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 흑연층(120)은 단일층 또는 다층의 그래핀을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연층은, 예를 들어, 약 100 nm 내지 약 100 ㎛, 약 300 nm 내지 약 100 ㎛, 약 500 nm 내지 약 100 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 50 ㎛ nm 내지 약 100 ㎛, 약 100 nm 내지 약 90 ㎛, 약 100 nm 내지 약 50 ㎛, 약 100 nm 내지 약 10 ㎛, 약 100 nm 내지 약 1 ㎛, 또는 약 100 nm 내지 약 500 nm의 두께일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연층(120)은 횡방향 및/또는 종방향의 길이가 약 10 mm 내지 약 1000 m의 대면적으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In the exemplary embodiment herein, the graphite layer 120 may include, but is not limited to, a single layer or multiple layers of graphene. The graphite layer may have a thickness of, for example, from about 100 nm to about 100 m, from about 300 nm to about 100 m, from about 500 nm to about 100 m, from about 1 m to about 100 m, from about 10 m to about 100 m, From about 100 nm to about 100 m, from about 100 nm to about 90 m, from about 100 nm to about 50 m, from about 100 nm to about 10 m, from about 100 nm to about 1 m, or from about 100 nm to about 500 nm But may not be limited thereto. The graphite layer 120 may be formed in a large area of about 10 mm to about 1000 m in the transverse direction and / or the longitudinal direction, but may not be limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 지지체(110)의 일면에 흑연층(120)을 형성하는 단계는 탄소를 포함하는 탄소 소스를 공급하고 상압에서 열처리하여 상기 지지체의 양면에 흑연층을 성장시키는 것으로서, 예를 들어, 화학기상증착법(CVD), 배치-타입 공정 또는 주울 가열을 이용하여 실시할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the step of forming the graphite layer 120 on one side of the support 110 includes supplying a carbon source containing carbon and heat-treating it at normal pressure to grow a graphite layer on both sides of the support For example, chemical vapor deposition (CVD), batch-type processing, or Joule heating, but the present invention is not limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 화학기상증착법(CVD)은, 탄소 소스를 포함하는 반응 가스를 주입하여 상기 지지체 표면에 화학기상증착법에 의하여 그래핀이 성장되어 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연층은 단일층 또는 다층의 그래핀을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연층은, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 100 ㎛, 약 50 nm 내지 약 100 ㎛, 약 100 nm 내지 약 100 ㎛, 약 500 nm 내지 약 100 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 50 ㎛ nm 내지 약 100 ㎛, 약 10 nm 내지 약 90 ㎛, 약 10 nm 내지 약 50 ㎛, 약 10 nm 내지 약 10 ㎛, 약 10 nm 내지 약 1 ㎛, 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 50 nm의 두께일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 흑연층은 횡방향 및/또는 종방향의 길이가 약 10 mm 내지 약 1000 m의 대면적으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the chemical vapor deposition (CVD) may be performed by injecting a reactive gas containing a carbon source and growing graphene on the surface of the support by chemical vapor deposition, . The graphite layer may include, but is not limited to, a single layer or multiple layers of graphene. The graphite layer may have a thickness of, for example, from about 10 nm to about 100 m, from about 50 nm to about 100 m, from about 100 nm to about 100 m, from about 500 nm to about 100 m, from about 1 m to about 100 m, From about 10 microns to about 10 microns, from about 10 microns to about 10 microns, from about 10 microns to about 100 microns, from about 10 microns to about 100 microns, from about 10 microns to about 100 microns, from about 10 nanometers to about 90 microns, nm to about 1 탆, from about 10 nm to about 500 nm, from about 10 nm to about 100 nm, or from about 10 nm to about 50 nm. The graphite layer may be formed in a large area of about 10 mm to about 1000 m in the transverse direction and / or the longitudinal direction, but may not be limited thereto.

상기 화학기상증착법은 열 화학기상증착법 (thermal chemical vapor deposition; T-CVD), 급속 열처리 화학기상증착법 (rapid thermal chemical vapor deposition; RTCVD) 플라즈마 화학기상증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD), 유도전류플라즈마 화학기상증착법(inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition; ICPCVD), 유기금속 화학기상증착법(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD), 저압화학기상증착(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD), 상압화학기상증착(atmospheric pressure chemical vapor deposition; APCVD) 또는 Laser heating 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The chemical vapor deposition may be performed by thermal chemical vapor deposition (T-CVD), rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) (CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (CVD), and the like. atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), laser heating, and the like.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 탄소 소스는 일산화탄소, 에탄, 메탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 탄소 소스 또는 타르, 고분자, 석탄 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 고체상태의 탄소 소스를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 탄소 소스는 상기 탄소 소스만으로 존재하거나, 또는 헬륨, 아르곤 등과 같은 불활성 가스와 상기 탄소 소스가 함께 존재할 수도 있다. 또한, 상기 탄소 소스는 상기 탄소 소스와 더불어 수소를 포함할 수 있다. 수소는 상기 기재의 표면을 깨끗하게 유지하여 기상 반응을 제어하기 위하여 사용될 수 있으며, 용기 전체 부피의 약 1 부피% 내지 약 40 부피%로 사용가능하고, 예를 들어, 약 10 부피% 내지 약 30 부피%, 또는 약 15 부피% 내지 약 25 부피%일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In an exemplary embodiment of the invention, the carbon source is selected from the group consisting of carbon monoxide, ethane, methane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, Combinations of carbon sources or solid state carbon sources selected from the group consisting of tar, polymers, coal, and combinations thereof. The carbon source may be present only as the carbon source, or may be present together with an inert gas such as helium, argon, and the like. In addition, the carbon source may include hydrogen in addition to the carbon source. Hydrogen may be used to keep the surface of the substrate clean to control the gas phase reaction and may be used from about 1 volume% to about 40 volume% of the total volume of the vessel, for example from about 10 volume% to about 30 volume %, Or from about 15% to about 25% by volume of the composition.

상기 탄소 소스를 기상으로 공급하면서 열처리하면 상기 탄소 소스에 존재하는 탄소 성분들이 결합하여 상기 금속 도체 표면에서 6 각형의 판상 구조를 형성하면서 그래핀이 합성되고 성장 시간이 증가함에 따라 그래핀이 적층된 고밀도 흑연층이 생성된다. 상기 흑연층의 수는 투명도 및 열전도도 값에 영향을 미칠 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 열처리에 의해 반응 온도는 약 300℃ 내지 약 2000℃ 정도로 유지되며, 약 600 torr내지 약 700 torr의 대기압보다 낮은 압력 하에 열처리가 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. When the carbon source is heated in a gas phase, the carbon components present in the carbon source are combined to form a hexagonal plate-like structure on the surface of the metal conductor, and graphene is synthesized. As the growth time increases, A high-density graphite layer is produced. The number of graphite layers may affect transparency and thermal conductivity values, but may not be limited thereto. The heat treatment may maintain the reaction temperature at about 300 ° C. to about 2000 ° C. and may be performed at a pressure lower than atmospheric pressure of about 600 torr to about 700 torr. However, the heat treatment may not be limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 배치-타입 공정은, 금속 촉매층을 포함하는 지지체를 고온이 일정하게 유지되는 전기로에 투입시킨 후 일정시간 동안 고온 및 일정한 압력 하에서 탄소 소스를 포함하는 반응 가스를 주입하여 흑연층을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 전기로 내에서 약 300℃ 내지 약 2000℃ 온도 및 약 600 torr내지 약 700 torr 의 분위기 하에서 흑연의 용해 공정을 진행한 후 이를 하부 방향으로 하강시켜 지지체를 제거하고 일정 속도로 냉각시켜 흑연을 석출하여 흑연층을 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 배치-타입 공정은 상부가 막혀있는 형태의 두꺼운 단열벽 구조의 전기로 내에서 흑연층을 형성할 수 있으며, 전기로 내로 지지체를 진입시키거나, 흑연층 성장 후 반출시킬 때에 열손실이 적어 전기로의 온도 유지를 위한 에너지 효율이 우수하다.In the exemplary embodiment of the present application, the batch-type process is a process in which a support containing a metal catalyst layer is placed in an electric furnace maintained at a high temperature, and then a reaction gas containing a carbon source at a high temperature and a constant pressure for a certain period of time Injecting the graphite layer to form a graphite layer, but the present invention is not limited thereto. For example, the graphite melting process is performed in an electric furnace at a temperature of about 300 ° C. to about 2000 ° C. and an atmosphere of about 600 torr to about 700 torr, and then the graphite is lowered downward to remove the support and cooled at a constant rate The graphite layer may be formed by precipitating graphite, but the present invention is not limited thereto. The batch-type process can form a graphite layer in an electric furnace of a thick insulating wall structure in which the upper part is clogged. When the support is introduced into the electric furnace, or when the graphite layer is taken out after the growth, Energy efficiency for maintaining temperature is excellent.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 주울 가열을 통한 상기 흑연층(120)의 형성은, 지지체에 접촉된 전극을 통해 고전류를 흘려주어 가열한 후 탄소 소스를 포함하는 반응가스를 흘려주어 흑연이 상기 지지체의 표면에 성장 및 코팅되어 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the formation of the graphite layer 120 through Joule heating is performed by flowing a high current through an electrode contacted with the support, heating the graphite layer 120, And may be formed by growing and coating on the surface of the support, but the present invention is not limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 리튬이온전지용 음극 재료를 건조하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the negative electrode material for the lithium ion battery may further include a step of drying, but the present invention is not limited thereto.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 리튬이온전지용 음극 재료의 비용량이 약 300 mAh/g 이상, 예를 들어, 약 350 mAh/g 이상, 또는 약 400 mAh/g 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment of the invention, the amount of the negative electrode material for the lithium ion battery may be at least about 300 mAh / g, for example at least about 350 mAh / g, or at least about 400 mAh / .

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트의 제조 방법은 도 3에 도시된 바와 같은 롤-투-롤 장치에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같은 장치는, 상기 지지체(110)를 롤-투-롤 방식으로 공급하기 위한 제 1 롤러(210); 상기 지지체(110)의 전치리를 위한 전처리부(400); 상기 지지체(110)의 표면에 흑연층(120)을 합성과 동시에 코팅하여 흑연 시트를 형성하기 위한 흑연 합성부(300); 상기 흑연 합성부(300)에서 형성된 상기 흑연 시트를 냉각하기 위한 냉각부(500); 및 상기 냉각된 흑연 시트를 롤투롤 방식으로 회수하기 위한 제 2 롤러(220)를 포함할 수 있다. 상기 지지체(110)는 상기 제 1 롤러(210)와 상기 제 2 롤러(220)의 구동에 의하여 상기 제 1 롤러(210)로부터 상기 전처리부(400), 흑연 합성부(300), 및 냉각부(500)를 순차적으로 통과하면서 흑연층(120)이 코팅되고 상기 코팅층(120) 상에 균열이 형성됨으로써, 상기 흑연층(120) 및 상기 균열을 포함하는 흑연 시트가 상기 제 2 롤러(220)에 의하여 회수된다.In the exemplary embodiment of the present invention, the method of manufacturing the graphite sheet used as the negative electrode material for the lithium ion battery may be manufactured by a roll-to-roll apparatus as shown in FIG. 3, but it is not limited thereto . The apparatus as shown in Figure 3 includes a first roller 210 for feeding the support 110 in a roll-to-roll fashion; A pretreatment unit 400 for pretreatment of the support 110; A graphite synthesizer 300 for synthesizing and simultaneously coating a graphite layer 120 on the surface of the support 110 to form a graphite sheet; A cooling unit 500 for cooling the graphite sheet formed in the graphite synthesis unit 300; And a second roller 220 for recovering the cooled graphite sheet in a roll-to-roll manner. The support 110 is moved from the first roller 210 to the pre-processing unit 400, the graphite synthesizing unit 300, and the cooling unit 220 by driving the first roller 210 and the second roller 220. [ The graphite layer 120 is coated and the cracks are formed on the coating layer 120 so that the graphite layer 120 and the graphite sheet including the crack are transferred to the second roller 220, Lt; / RTI >

상기 전처리부(400)에서는 상기 제 1 롤러를 통해 공급되는 금속부재 표면 상에 플라즈마, 레이져, 예열 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 필요에 따라 플라즈마 공정, 레이져 공정, 또는 예열 공정을 순차적으로 진행시킬 수 있다.In the pretreatment unit 400, a process selected from the group consisting of plasma, laser, preheating, and combinations thereof may be performed on the surface of the metal member supplied through the first roller. For example, a plasma process, a laser process, or a preheating process can be sequentially performed as needed.

상기 플라즈마 공정 및 상기 레이져 공정은 그래핀이 합성될 금속부재 또는 금속촉매 상에 불순물을 제거하고 금속부재의 조직을 치밀하게 하며, 조직의 크기를 성장시키기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 플라즈마 공정 및/또는 상기 레이져 공정에 의해 제거된 불순물의 이동을 방지하기 위하여, 상기 전처리부 내의 플라즈마 공정과 레이저 공정 사이에 격벽을 설치할 수 있다. 또한 상기 전처리부의 입구 및/또는 출구에 외부 공기와의 유출입을 차단하기 위하여 격벽이 추가로 형성되어 있을 수 있다.The plasma process and the laser process can be used to remove impurities on the metal member or the metal catalyst to be graphened, to compact the structure of the metal member, and to grow the size of the tissue. In this case, in order to prevent the movement of impurities removed by the plasma process and / or the laser process, a partition wall may be provided between the plasma process and the laser process in the pre-process unit. Further, a partition may be additionally formed at the inlet and / or outlet of the pretreatment unit to block the inflow / outflow of the air to / from the outside air.

상기 예열 공정은 상기 흑연 합성부(300)에서 흑연의 합성 및/또는 코팅 전에, 흑연의 성장 및 코팅이 용이하게 일어날 수 있는 온도로 미리 금속부재를 가열하는 공정을 말한다. 상기 예열 공정에 의해 상기 금속부재는 상기 그래핀 합성부에서 그래핀 합성이 용이하게 일어날 수 있는 온도와 동일하게 또는 그보다 낮은 온도로 예열될 수 있다. 상기 온도는, 예를 들어 약 300℃ 내지 약 2000℃, 또는 약 300℃ 내지 약 1000℃, 또는 약 300℃ 내지 약 500℃를 포함한다.The preheating process refers to a process of heating the metal member in advance before synthesis and / or coating of graphite in the graphite synthesizer 300, at a temperature at which graphite growth and coating can easily occur. By the preheating process, the metal member can be preheated to a temperature equal to or lower than a temperature at which graphene synthesis can easily occur in the graphene composite portion. The temperature includes, for example, from about 300 ° C to about 2000 ° C, or from about 300 ° C to about 1000 ° C, or from about 300 ° C to about 500 ° C.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 냉각부(500)는 공냉 또는 수냉식 냉각 장치를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In the exemplary embodiment herein, the cooling portion 500 may include, but is not limited to, an air-cooled or water-cooled cooling device.

본원의 흑연 시트의 제조 장치는 수직 또는 수평으로 배치할 수 있다. 상기 지지체(110)가 고온에서 변형 및/또는 휨 현상을 최소화하거나 방지하고 열의 구배를 안정적으로 유지시키기 위해 상기 장치를 수직으로 배치하는 것이 효과적일 수 있으며, 상기 수직으로 배치된 흑연 시트의 롤-투-롤 장치는 지지체(110) 상에 흑연 성장용 금속 촉매층을 증착하여 흑연층(120)을 코팅하는 경우, 상기 촉매층의 대면적 결정화가 가능하여 보다 용이하게 상기 지지체(110) 상에 흑연층(120)을 코팅할 수 있다. 또한 상기 장치를 수평으로 배치하는 경우 특별한 지그 제작을 통해 안정적으로 이송 가능하게 하여 상기 롤-투-롤 장치를 작동시킬 수 있다. The apparatus for producing graphite sheets of the present invention can be arranged vertically or horizontally. It may be effective to arrange the device vertically to minimize or prevent deformation and / or bowing of the support 110 at high temperatures and to maintain a steady gradient of heat, and the roll- In the case of coating the graphite layer 120 by depositing a metal catalyst layer for graphite growth on the support 110, the to-roll apparatus can crystallize the catalyst layer in a large area, thereby facilitating the graphite layer 120 on the support 110 more easily. (120). In addition, when the apparatus is horizontally disposed, the roll-to-roll apparatus can be operated by making it possible to stably transport the apparatus through a special jig.

상기 흑연 합성부(300)는 챔버 형태를 가지는 것일 수 있다. 상기 챔버 형태의 장치는 상기 지지체(110)의 표면 상에 흑연층(120)을 코팅하는 경우에 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The graphite synthesis section 300 may have a chamber shape. The apparatus in the form of a chamber may be used in coating the graphite layer 120 on the surface of the support 110, but may not be limited thereto.

흑연 합성부(300)는 상기 지지체(110)의 표면에 흑연층(120)을 합성과 동시에 코팅시킨다. 상기 흑연층(120)의 합성을 위한 방법으로는 화학기상증착법 또는 주울 가열(joule heating)을 위한 방법이라면 제한 없이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 화학기상증착법을 사용시, 흑연 합성부 내의 가스 노즐(310)을 통하여 탄소 소스를 포함하는 반응 가스가 주입되어, 상기 흑연 합성부(300)에서 상기 지지체(110) 표면에 화학기상증착법에 의하여 흑연층(120)이 합성되어 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 주울 가열을 사용시, 상기 지지체(110)에 전극을 접촉하여 전력 공급부을 통해 고전류를 흘려주어 주울 가열에 의해 상기 지지체(110)의 온도를 상승시킨 후 탄소 소스를 포함하는 반응 가스를 가스 노즐(310)을 통해 주입하여 상기 흑연층을 성장 및 코팅할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 지지체는 예를 들어, 약 700℃ 이상, 약 800 ℃ 이상, 약 900℃ 이상, 약 1000℃ 이상, 약 1100℃ 이상 또는 약 1200℃ 이상의 온도로 가열될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The graphite synthesizer 300 synthesizes and simultaneously coats the graphite layer 120 on the surface of the support 110. The method for synthesizing the graphite layer 120 may be, but not limited to, a chemical vapor deposition method or a joule heating method. A reaction gas containing a carbon source is injected through a gas nozzle 310 in a graphite synthesis section to form a graphite layer on the surface of the support 110 in the graphite synthesis section 300 by chemical vapor deposition But the present invention is not limited thereto. When the joule heating is used, an electrode is brought into contact with the support 110 to flow a high current through a power supply unit, the temperature of the support 110 is increased by Joule heating, and a reaction gas including a carbon source is introduced into the gas nozzle 310, To grow and coat the graphite layer. However, the present invention is not limited thereto. The support may be heated to a temperature of, for example, about 700 ° C or more, about 800 ° C or more, about 900 ° C or more, about 1000 ° C or more, about 1100 ° C or more, or about 1200 ° C or more.

상기 탄소 소스는 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 탄소 소스 또는 타르, 고분자, 석탄 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 고체상태의 탄소 소스를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The carbon source may be a carbon source selected from the group consisting of carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, Or a solid state carbon source selected from the group consisting of tar, polymers, coal, and combinations thereof.

상기 탄소 소스를 포함하는 반응 가스를 기상으로 상기 흑연 합성부(300)에 공급하면서, 상기 화학기상증착법에 의해 또는 주울 가열에 의해 가열된 상기 지지체(110)의 표면에서 상기 탄소 소스에 존재하는 탄소 성분들이 결합하여 6 각형의 판상 구조를 형성하면서 그래핀이 합성되고 성장시간이 증가함에 따라 그래핀이 적층된 흑연층(120)이 합성된다. 상기 언급한 방법에 의해 제조되는 흑연층(120)은 단층 그래핀 또는 다층 그래핀을 포함할 수 있다.The carbon source is supplied to the graphite synthesis section 300 in a gaseous state while the reaction gas containing the carbon source is supplied to the graphite synthesis section 300. The carbon As the graphenes are synthesized while the components are combined to form a hexagonal plate structure, and the graphite layer 120 in which graphene is stacked is synthesized as the growth time increases. The graphite layer 120 produced by the above-mentioned method may comprise single-layer graphene or multi-layer graphene.

흑연 합성부(300) 내의 가스 노즐(310)은 상기 챔버의 한 측면에 설치된 한 쌍 또는 여러 쌍일 수 있으며, 필요에 따라 상기 흑연 합성부 내에 상기 가스 노즐을 복수개 설치하여 흑연의 합성 정도를 조절할 수 있다. The gas nozzles 310 in the graphite synthesis section 300 may be a pair or a plurality of pairs provided on one side of the chamber. If necessary, a plurality of gas nozzles may be provided in the graphite synthesis section to control the degree of synthesis of graphite have.

예시적인 구현예에 있어서, 본원의 리튬이온전지용 음극 재료로서 사용되는 흑연 시트는, 도 4의 배치-타입 제조 장치(600)를 통하여 제조될 수 있으나 이에 제한되지 않을 수 있다. 금속 촉매층을 포함하는 지지체를 고온이 일정하게 유지되는 전기로(600)에 투입시킨 후 일정시간 동안 고온 및 일정한 압력 하에서 탄소 소스를 포함하는 반응 가스를 주입하여 흑연층을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 전기로(600) 내에서 약 300℃ 내지 약 2000℃ 온도 및 약 600 torr 내지 약 700 torr 의 분위기 하에서 흑연의 용해 공정을 진행한 후 일정 속도로 냉각시켜 흑연을 석출하여 흑연층(640)을 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 금속 촉매층을 포함하는 지지체를 전기로에 투입시키거나 하부 방향으로 하강시키는 것은 모터로 챔버를 상하로 이동시킴으로서 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In an exemplary embodiment, the graphite sheet used as the negative electrode material for lithium ion batteries of the present invention may be manufactured through the arrangement-type production apparatus 600 of FIG. 4, but may not be limited thereto. The support including the metal catalyst layer may be injected into the electric furnace 600 maintained at a constant high temperature and then injected with a reactive gas containing a carbon source under a high temperature and a constant pressure for a certain period of time to form a graphite layer. But may not be limited. For example, the graphite melting process is performed in an electric furnace 600 at a temperature of about 300 ° C. to about 2000 ° C. and an atmosphere of about 600 torr to about 700 torr, followed by cooling at a constant rate to precipitate graphite, 640 may be formed, but the present invention is not limited thereto. The support including the metal catalyst layer may be inserted into the electric furnace or lowered downward by moving the chamber up and down with a motor, but the present invention is not limited thereto.

예시적 구현예에서, 상기 흑연층의 합성은 전기로의 가스 노즐(660)을 통하여 탄소 소스를 포함하는 반응 가스가 주입되어, 상기 지지체 표면에 흑연이 용해되고 냉각 석출되어 흑연층(640)이 합성되어 형성되는 것일 수 있다. 상기 탄소 소스를 포함하는 반응가스는 상기 탄소 소스만으로 존재하거나, 또는 헬륨, 아르곤 등과 같은 불활성 가스와 상기 탄소 소스가 함께 존재할 수도 있다. 또한, 상기 탄소 소스를 포함하는 반응가스는 상기 탄소 소스와 더불어 수소를 포함할 수 있다. 수소는 상기 기재의 표면을 깨끗하게 유지하여 기상 반응을 제어하기 위하여 사용될 수 있으며, 용기 전체 부피의 약 1 부피% 내지 약 40 부피% 로 사용가능하고, 예를 들어, 약 10 부피% 내지 약 30 부피%, 또는 약 5 부피% 내지 약 25 부피% 이다.In the exemplary embodiment, the synthesis of the graphite layer is carried out by introducing a reaction gas containing a carbon source through a gas nozzle 660 in an electric furnace to dissolve and cool the graphite on the surface of the support, thereby forming a graphite layer 640 As shown in FIG. The reaction gas containing the carbon source may be present only as the carbon source, or may be present together with an inert gas such as helium, argon, or the like. Also, the reaction gas containing the carbon source may include hydrogen in addition to the carbon source. Hydrogen may be used to keep the surface of the substrate clean to control the gas phase reaction and may be used from about 1 volume% to about 40 volume% of the total volume of the vessel, for example from about 10 volume% to about 30 volume %, Or from about 5 vol% to about 25 vol%.

상기 탄소 소스는 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 탄소 소스 또는 타르, 고분자, 석탄 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 고체상태의 탄소 소스를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The carbon source may be a carbon source selected from the group consisting of carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, Or a solid state carbon source selected from the group consisting of tar, polymers, coal, and combinations thereof.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 지지체는, 상기 지지체의 양측에 금속 촉매층이 형성되어 제조될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the support may be manufactured by forming a metal catalyst layer on both sides of the support.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 지지체(110)는 유연성이 있는 호일, 필름, 시트 또는 플레이트 형태의 금속 기재일 수 있으며, 예를 들어, Ni, 다공성 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 도체는 구리 또는 구리 합금일 수 있으나 이에 제한되지 않을 수 있다. In the exemplary embodiment herein, the support 110 may be a flexible metal foil, film, sheet, or plate, and may include, for example, Ni, porous Ni, Co, Fe, Pt, Au, (Al), Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, , Ge, and a combination thereof. For example, the metal conductor may be, but not limited to, copper or a copper alloy.

본원의 예시적인 구현예에 있어서, 상기 금속 촉매층은 탄소 용해도가 우수한 금속이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 금속 촉매층은 전해 방식, 무전해 방식, 전기도금, 스퍼터링, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
In the exemplary embodiment of the present invention, the metal catalyst layer can be used without limitation as long as it is a metal having excellent carbon solubility. For example, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Selected from the group consisting of Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge, But are not limited thereto. The metal catalyst layer may be formed by a method selected from the group consisting of an electrolytic method, an electroless method, an electroplating method, a sputtering method, and combinations thereof, but may not be limited thereto.

이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀 더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

탄소 소스로 메탄 가스를 사용하는 화학기상증착법을 통해 약 25㎛ 두께의 니켈 호일에 약 1 ㎛ 내지 약 5㎛ 두께의 흑연 층을 생성한 후, 약 800℃ 내지 약 1150℃의 온도에서 냉각팬을 사용하여 상온으로 약 1 분 내지 약 30 분 동안 냉각하여 균열이 생성된 흑연 시트를 제조하고 (도 5), 이의 라만 스펙트럼을 측정하였다(도 6).A graphite layer having a thickness of about 1 [mu] m to about 5 [mu] m is formed on a nickel foil of about 25 [mu] m thickness by chemical vapor deposition using methane gas as the carbon source, And then cooled at room temperature for about 1 minute to about 30 minutes to prepare a cracked graphite sheet (FIG. 5), and its Raman spectrum was measured (FIG. 6).

금속 촉매상에서 측정된 흑연의 전기전도도는 2-전극(two probe) 상에서 10-2 ohm 내지 10-3 ohm 으로 측정되었다.The electrical conductivity of the graphite measured on the metal catalyst was measured at 10-2 ohms to 10-3 ohms on two probes.

상기 흑연 시트가 니켈도전 금속에 부착되어 있으므로, 별도의 고분자 바인더 처리 없이, 습도와 산소가 차단된 그루브 박스(Groove box)내 질소분위기에서 상기 흑연 시트에 리튬염 전해질 용액을 첨가하고 분리막을 얻고 양극재료로 LiCoO3를 사용하여 도 7과 같은 동전형 리튬이차전지를 제조하였다. 상기 리튬이차전지를 사용하여 충-방전 테스트 및 순환 전압전류법을 실시하고 그 결과를 각각 도 8 및 도 9에 도시하였다.Since the graphite sheet is attached to the nickel conductive metal, a lithium salt electrolyte solution is added to the graphite sheet in a nitrogen atmosphere in a groove box in which humidity and oxygen are blocked without a separate polymer binder treatment, A coin type lithium secondary battery as shown in Fig. 7 was manufactured using LiCoO 3 as a material. Charge-discharge tests and cyclic voltammetry were performed using the lithium secondary battery, and the results are shown in FIGS. 8 and 9, respectively.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention .

110: 지지체 420: 레이져
120: 흑연층 500: 냉각부
210: 제 1 롤러 640: 흑연층
220: 제 2 롤러 650: 베이스 트레이
300: 흑연 합성부 660: 가스 노즐
310: 가스 노즐 670: 진공 게이지
330, 430: 격벽 680: 히터
400: 전처리부
410: 플라즈마
110: support 420: laser
120 graphite layer 500 cooling section
210: first roller 640: graphite layer
220: second roller 650: base tray
300: graphite synthesis part 660: gas nozzle
310: Gas nozzle 670: Vacuum gauge
330, 430: partition wall 680: heater
400: preprocessing section
410: Plasma

Claims (14)

지지체; 및
상기 지지체의 적어도 일면에 형성된 흑연층
을 포함하며,
상기 흑연층 표면상에 형성된 균열을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
A support; And
A graphite layer formed on at least one side of the support
/ RTI >
And a crack formed on the surface of the graphite layer.
제 1 항에 있어서,
상기 지지체는 Ni, 다공성 Ni Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
The support may be selected from the group consisting of Ni, porous NiCo, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge, and combinations thereof. The negative electrode material for a lithium ion battery according to claim 1,
제 1 항에 있어서,
상기 지지체는 그의 표면에 형성된 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
Wherein the support comprises a metal catalyst layer for graphite growth formed on the surface thereof.
제 3 항에 있어서,
상기 흑연 성장용 금속 촉매층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method of claim 3,
Wherein the graphite growth metal catalyst layer comprises at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Wherein the negative electrode material is selected from the group consisting of bronze, white brass, stainless steel, Ge, and combinations thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 흑연층은 10 nm 내지 100 ㎛ 두께를 가지는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
Wherein the graphite layer has a thickness of 10 nm to 100 占 퐉.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬이온전지용 음극 재료는 고분자 바인더를 포함하지 않는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
Wherein the negative electrode material for a lithium ion battery does not include a polymer binder.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬이온전지용 음극 재료의 비용량이 300 mAh/g 이상인 것인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
Wherein the negative electrode material for a lithium ion battery has a cost of 300 mAh / g or more.
제 1 항에 있어서,
상기 균열은 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 도메인을 갖는 균열된 구조를 가지며 층간 거리가 0.1 nm 내지 5 nm인, 리튬이온전지용 음극 재료.
The method according to claim 1,
Wherein the crack has a cracked structure having a domain of 1 占 퐉 to 100 占 퐉 and an interlayer distance of 0.1 nm to 5 nm.
지지체의 적어도 일면에 흑연층을 형성하고; 및
상기 흑연층의 표면에 균열을 생성하기 위해 냉각하는 것
을 포함하는, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
Forming a graphite layer on at least one side of the support; And
Cooling to produce cracks on the surface of the graphite layer
Wherein the negative electrode material is a negative electrode material.
제 9 항에 있어서,
상기 흑연층은 화학기상증착법, 배치-타입 공정 또는 주울 가열(Joule heating)에 의해 형성되는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the graphite layer is formed by chemical vapor deposition, batch-type processing, or Joule heating.
제 9 항에 있어서,
상기 지지체는 그의 표면에 형성된 흑연 성장용 금속 촉매층을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the support comprises a metal catalyst layer for graphite growth formed on the surface thereof.
제 11 항에 있어서,
상기 흑연 성장용 금속 촉매층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동(brass), 청동(bronze), 백동(white brass), 스테인레스 스틸(stainless steel), Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the graphite growth metal catalyst layer comprises at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Wherein the negative electrode material is selected from the group consisting of bronze, white brass, stainless steel, Ge, and combinations thereof.
제 11 항에 있어서,
상기 냉각은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 상온으로 1 분 내지 30 분 동안 냉각시키는 것을 포함하는 것인, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the cooling includes cooling at a temperature of 800 占 폚 to 1200 占 폚 at room temperature for 1 minute to 30 minutes.
제 11 항에 있어서,
상기 균열은 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 도메인을 갖는 균열된 구조를 가지며 층간 거리가 0.1 nm 내지 5 nm인, 리튬이온전지용 음극 재료의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the crack has a cracked structure having a domain of 1 占 퐉 to 100 占 퐉 and an interlayer distance of 0.1 nm to 5 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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