KR102136820B1 - 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치 - Google Patents

비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법은 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성하는 단계, 상기 실리콘 용탕이 결정화되기 전에 고화되도록 상기 실리콘 용탕을 냉각 장치로 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계, 상기 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계, 상기 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 획득하는 단계, 상기 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 획득하는 단계 및 상기 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치{MANUFCTURING METHOD FOR AMORPHOUS SILICON COMPOSITE AND MANUFACTURING APPARATUS FOR AMORPHOUS SILICON COMPOSITE}
본 발명은 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치에 관한 것이다.
리튬 2차 전지의 음극 활물질로서 탄소계 소재인 흑연이 주로 사용되고 있다. 그러나 흑연은 리튬 저장 능력(약 370mAh/g)이 낮아, 고용량의 리튬 2차 전지를 위한 음극 재료로 사용하기에는 한계가 있다.
이에 따라 상대적으로 높은 리튬 저장 능력(약 4200mAh/g)을 갖고 있는 실리콘이 흑연을 대체할 수 있는 소재로 주목 받고 있다. 다만 실리콘은 이러한 높은 리튬 저장 능력 때문에 리튬 2차 전지의 충전 또는 방전 시에 리튬과 반응하여 큰 부피 변화를 나타낸다. 이로 인해 리튬 2차 전지에 크랙 또는 단락과 같은 손상이 발생할 수 있다.
전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 사용 시에 부피 변화를 최소화할 수 있는 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 다만, 이러한 과제는 예시적인 것으로 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법은 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성하는 단계, 상기 실리콘 용탕이 결정화되기 전에 고화되도록 상기 실리콘 용탕을 냉각 장치로 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계, 상기 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계, 상기 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 획득하는 단계, 상기 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 획득하는 단계 및 상기 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 냉각 장치는 일단에 상기 실리콘 용탕이 유입되는 입구부를 구비하고, 상기 실리콘 용탕이 일방향으로 이동하는 내부 공간을 구비하는 바디, 상기 바디의 타단에 배치되며, 냉각된 상기 실리콘 용탕이 유출되고, 상기 일방향으로 테이퍼진 출구부 및 상기 바디의 외주면에 복수 개 배치되며, 상기 내부 공간으로 냉각 유체를 분사하는 분사공을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 분사공은 상기 바디의 둘레 방향을 따라 복수 개의 분사열로 배치되고, 서로 이웃하는 상기 분사열에 포함된 각각의 상기 분사공이 엇갈리도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 분사공은 분사 각도가 30° 내지 45°이고, 분사 형태가 원형이며, 서로 이웃하는 분사공이 상기 바디와 이루는 배치 각도가 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계는 상기 실리콘 용탕을 냉각하는 단계, 냉각된 상기 실리콘 용탕을 필터링하여, 상기 비결정질 실리콘 분말과 상기 냉각 유체를 분리하는 단계 및 분리된 상기 냉각 유체를 상기 냉각 장치로 이송하여, 상기 분사공을 통해 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계에서 냉각 속도는 100 K/sec 내지 105 K/sec이고, 상기 냉각 장치의 내부 공간을 유동하는 상기 실리콘 용탕의 이동 속도는 0.9 L/min 내지 1.1 L/min일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계는 상기 비결정질 실리콘 분말을 1차 습식 분쇄하는 단계 및 1차 습식 분쇄된 상기 비결정질 실리콘 분말을 2차 습식 분쇄하는 단계를 포함하고, 상기 1차 습식 분쇄하는 단계에서 분쇄 속도는 1900 rpm 내지 2100 rpm이고, 비드 직경은 1 mm, 3 mm 또는 5 mm 중 어느 하나이며, 분쇄 시간은 0.5 시간 내지 1 시간이고, 상기 2차 습식 분쇄하는 단계에서 분쇄 속도는 2400 rpm 내지 2600 rpm이고, 비드 직경은 0.1 mm, 0.3 mm, 0.65 mm 또는 0.8 mm 중 어느 하나이며, 분쇄 시간은 1.0 시간 내지 1.5 시간일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합물을 획득하는 단계는 상기 비결정질 나노 실리콘에 상기 제1 피치와 증류수를 혼합하여, 상기 제1 혼합물을 형성하는 단계 및 상기 제1 혼합물을 분무 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법에 있어서, 디스크를 이용하여 상기 제1 혼합물을 분무 건조하되, 건조 온도는 240℃ 내지 270℃이고, 상기 디스크의 회전 속도는 5000 rpm 내지 10000 rpm이고, 분무 건조 후 상기 제1 혼합물에서 상기 비결정질 나노 실리콘의 중량%는 60 내지 70이고, 상기 제1 피치의 중량%는 30 내지 40일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치는 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성하는 용융로, 상기 실리콘 용탕을 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 형성하는 냉각 장치, 상기 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 형성하는 습식 분쇄 장치, 상기 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 형성하는 혼합 장치, 상기 제1 혼합물을 분무 건조하는 분무 건조 장치, 상기 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 형성하는 코팅 장치 및 상기 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 형성하는 열처리 장치를 포함하고, 상기 냉각 장치는 일단에 상기 실리콘 용탕이 유입되는 입구부를 구비하고, 상기 실리콘 용탕이 일방향으로 이동하는 내부 공간을 구비하는 바디, 상기 바디의 타단에 배치되며, 냉각된 상기 실리콘 용탕이 유출되고, 상기 일방향으로 테이퍼진 출구부 및 상기 바디의 외주면에 복수 개 배치되며, 상기 내부 공간으로 냉각 유체를 분사하는 분사공을 구비하고, 상기 분사공은 상기 바디의 둘레 방향을 따라 복수 개의 분사열로 배치되고, 서로 이웃하는 상기 분사열에 포함된 각각의 상기 분사공이 상기 일방향으로 엇갈리도록 배치되는, 분사공을 구비한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치는 비결정질 실리콘 복합체의 부피 변화를 최소솨할 수 있으며, 리튬 2차 전지의 수명 특성과 용량 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 냉각 장치를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 냉각 장치의 분사공 배치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, %는 중량%를 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치(10)를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 냉각 장치(200)를 나타내는 도면이고, 도 3 내지 도 5는 도 1의 냉각 장치(200)의 분사공(230) 배치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치(10)는 용융로(100)와, 냉각 장치(200)와, 필터(300)와, 습식 분쇄 장치(400)와, 혼합 장치(500)와, 분무 건조 장치(600)와, 코팅 장치(700)와, 열처리 장치(800)를 포함할 수 있다.
용융로(100)는 실리콘 용탕(또는 용융 실리콘; silicon melt)을 형성하기 위한 장치이다. 용융로(100)는 내부로 장입된 실리콘 원료와 환원재가 혼합되면, 이를 고온에서 용융한다. 일 실시예로, 용융로(100)는 전기로일 수 있다. 용융로(100)는 1800℃ 이상의 온도에서 실리콘 원료와 환원재를 용융시켜, 실리콘 용탕을 형성할 수 있다.
실리콘 원료는 고순도의 규석(SiO2)일 수 있으며, 환원재는 실리콘 원료를 환원하기 위한 목탄, 코크스 또는 우드칩 등 탄소계 소재일 수 있다.
냉각 장치(200)는 용융로(100)에서 생성된 실리콘 용탕을 급속 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 형성할 수 있다. 용융로(100)에서 형성된 실리콘 용탕은 내화물 용기 등을 통해 냉각 장치(200)로 유입된다.
냉각 장치(200)는 바디(210)와, 출구부(220)와, 분사공(230)을 구비할 수 있다.
바디(210)는 냉각 장치(200)의 프레임을 형성하는 부재로서, 냉각 장치(200)로 유입된 실리콘 용탕이 유동하는 내부 공간(211)을 구비한다. 일 실시예로, 바디(210)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 바디(210)의 일측에는 실리콘 용탕이 유입되는 입구부(212)가 배치될 수 있다. 입구부(212)로 유입된 실리콘 용탕은 일방향(예를 들어, 도 2의 냉각 장치(200)의 하방)으로 유동하면서 내부 공간(211)을 통과하며, 이 과정에서 냉각될 수 있다.
출구부(220)는 바디(210)의 타측에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 출구부(220)는 상기 일방향으로 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 내부 공간(211)을 통과한 실리콘 용탕은 출구부(220)에서 모아진 상태에서 배출될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치(200)는 바디(210)에 적어도 하나 이상의 분사공(230)을 구비할 수 있다. 일 실시예로, 분사공(230)은 바디(210)의 외주면에 복수 개 배치되어, 냉각 장치(200)의 내부 공간(211)으로 냉각 유체를 분사할 수 있다.
분사공(230)은 금속 재질의 연결관(미도시) 등을 통해 냉각 유체 저장조(미도시)와 연결될 수 있다. 냉각 유체는 상기 냉각 유체 저장조로부터 상기 연결관을 통해 공급되어, 분사공(230)에서 분사될 수 있다.
냉각 유체는 특별히 한정하지 않으나, 빠른 냉각과 안전을 위해 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물은 분사공(230)을 통해 분사되어, 냉각 장치(200)의 내부 공간(211)을 유동하는 실리콘 용탕을 냉각할 수 있다.
일 실시예로, 복수 개의 분사공(230)은 바디(210)의 외주면에 복수 개의 분사열(C)로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 분사공(230)은 바디(210)의 둘레 방향을 따라 기 설정된 간격으로 복수 개 배치되어, 분사열(C)을 형성할 수 있다. 그리고 각각의 분사열(C)은 바디(210)의 길이 방향, 즉, 실리콘 용탕의 유동 방향인 상기 일방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 2에는 복수 개의 분사공(230)이 제1 분사열(C1) 내지 제5 분사열(C5)을 이루도록 배치되는 것으로 나타냈으나, 분사열(C)의 개수는 특별히 한정하지 않는다.
일 실시예로, 각각의 분사열(C)에 포함된 분사공(230)은 이웃하는 분사열(C)에 포함된 분사공(230)과 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 분사열(C1)에 포함된 각각의 분사공(230)은 이웃하는 분사열(C)인 제2 분사열(C2)에 배치된 각각의 분사공(230)과 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 분사열(C1)에 포함된 각각의 분사공(230)은 제2 분사열(C2)에 포함된 각각의 분사공(230)과 상기 일방향으로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
마찬가지로 제2 분사열(C2)과, 제3 분사열(C3)과, 제4 분사열(C4)과, 제5 분사열(C5)에 포함된 각각의 분사공(230)은 이웃하는 분사열(C)에 포함된 각각의 분사공(230)과 상기 일방향으로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 각각의 분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체가 실리콘 용탕의 표면에 중복하여 분사되는 것을 최소화할 수 있어, 실리콘 용탕을 효율적으로 급속 냉각할 수 있다. 이에 따라, 냉각 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 공정 전체의 택트 타임(tact time)을 단축할 수 있다.
일 실시예로, 각각의 분사열(C)에 포함된 분사공(230)을 연장하는 가상선을 그렸을 때, 상기 가상선은 원형일 수 있다. 즉, 각각의 분사열(C)에 포함된 분사공(230)은 바디(210)의 외주면에서 동일한 높이를 갖도록 배치될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 가상선은 타원일 수 있다. 즉, 각각의 분사열(C)에 포함된 분사공(230)은 바디(210)의 외주면에서 서로 상이한 높이를 갖도록 배치될 수 있다.
도 2에는 제1 분사열(C1)과, 제3 분사열(C3)과, 제5 분사열(C5)에 포함된 분사공(230)은 상기 일방향으로 나란히 배치되고, 제2 분사열(C2)과, 제4 분사열(C4)에 포함된 분사공(230)이 상기 일방향으로 나란히 배치되는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 분사열(C) 및 분사열(C)에 포함된 분사공(230)의 배치는 냉각 장치(200)와 실리콘 용탕의 특성에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 각각의 분사열(C)에 포함된 분사공(230)은 이웃하는 분사열(C)뿐만 아니라 다른 분사열(C)에 포함된 분사공(230)과 상기 일방향으로 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 냉각 유체가 실리콘 용탕의 표면에 중복하여 분사되는 것을 보다 확실하게 방지하여, 더욱 효율적으로 실리콘 용탕을 급속 냉각할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 분사공(230)은 각각의 분사열(C)에 8개가 등간격(45°)으로 배치될 수 있다. 다만 분사열(C)에 포함된 분사공(230)의 개수 및 분사공(230) 사이의 각도는 이에 한정되지 않으며, 냉각 장치(200) 또는 실리콘 용탕에 따라 달라질 수 있다.
도 3에서, 실리콘 용탕은 내부 공간(211)의 내측 동심원으로 구획된 영역으로 나타냈고, 냉각 유체가 분사공(230)에서 분사되는 영역은 해칭으로 나타냈다. 또한, 냉각 유체와 실리콘 용탕이 접촉하는 영역, 즉, 냉각 유체에 의해 실리콘 용탕이 냉각되는 영역(이하, '냉각 영역(A)'라고도 함)을 빗금으로 나타냈다.
일 실시예로, 분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체의 분사 각도(θ)는 30° 내지 45°일 수 있다. 분사 각도(θ)는 분사공(230)에서 냉각 유체가 분사되는 범위를 나타낸 각도이다. 분사 각도(θ)가 30° 미만일 경우, 냉각 유체가 분사되는 영역이 지나치게 좁아, 실리콘 용탕의 전체적인 냉각이 어렵다.
반면, 분사 각도(θ)가 45°를 초과할 경우, 냉각 유체의 분사 압력이 낮아질 수밖에 없어, 냉각 효율이 떨어진다.
일 실시예로, 분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체의 분사 형태는 원형일 수 있다. 이에 따라, 각각의 분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체와 실리콘 용탕이 접촉하는 면적이 보다 커질 수 있다.
일 실시예로, 분사열(C)에 포함된 분사공(230)의 개수와, 분사공(230)의 분사 각도(θ)는 각각의 분사공(230)에서 분사된 냉각 유체가 서로 중복되지 않도록 설정될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 분사열(C)에 포함된 분사공(230)의 개수는 12개일 수 있다. 또한, 냉각 영역(A)는 냉각 장치(200)의 상면에서 보았을 때, 실질적으로 중복되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 냉각 영역(A)은 둘레 방향을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 여기서, "실질적으로 중복되지 않음"은 냉각 영역(A)이 전혀 중복되지 않거나, 냉각 유체의 분사 상태에 따라 냉각 영역(A)이 일시적으로 중복되더라도, 냉각 영역(A)의 전체 면적에 비해 냉각 영역(A)이 중복되는 면적은 무시할 수 있을 정도로 극히 작은 경우를 모두 포함한다.
이와 같은 구성을 통해, 실리콘 용탕이 균일하고 급속하게 냉각될 수 있어, 실리콘 용탕의 냉각 품질을 높일 수 있으며, 냉각 공정에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다.
일 실시예로, 분사공(230)은 바디(210)의 외주면과 소정의 각도(이하, '배치 각도(φ)'라고도 함)를 이루도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 냉각 장치(200)의 측면에서 보았을 때, 분사공(230)은 바디(210)의 외주면에 대해 수직으로 배치되거나, 바디(210)의 외주면에 대해 위로 기울어져 배치되거나, 바디(210)의 외주면에 대해 아래로 기울어져 배치될 수 있다.
분사공(230)의 배치 각도(φ)의 범위는 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로, 바디(210)의 둘레 방향 및/또는 높이 방향으로 이웃하는 분사공(230) 간의 배치 각도(φ)는 서로 상이할 수 있다.
바람직하게, 분사공(230)의 배치 각도(φ)는 이웃하는 분사열(C)에 의한 냉각 영역(A)이 상기 일방향으로 서로 중첩되지 않도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 실리콘 용탕이 균일하고 급속하게 냉각될 수 있어, 실리콘 용탕의 냉각 품질을 높일 수 있으며, 냉각 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
이에 따라 냉각 장치(200)의 둘레 방향 및/또는 높이 방향으로 냉각 영역(A)이 서로 중첩되지 않아, 실리콘 용탕을 균일하고 급속하게 냉각할 수 있다.
도 5에는 바디(210)의 높이 방향으로 5개의 분사열(C)이 배치되는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 다른 실시예로, 서로 이웃하는 분사열(C)에 포함된 분사공(230)에 의해 형성되는 냉각 영역(A)은 바디(210)의 높이 방향으로 실질적으로 중복되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 냉각 영역(A)은 바디(210)의 높이 방향을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 여기서, "실질적으로 중복되지 않음"은 냉각 영역(A)이 전혀 중복되지 않거나, 냉각 유체의 분사 상태에 따라 냉각 영역(A)이 일시적으로 중복되더라도, 냉각 영역(A)의 전체 면적에 비해 냉각 영역(A)이 중복되는 면적은 무시할 수 있을 정도로 극히 작은 경우를 모두 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치(200)를 통과한 실리콘 용탕은 급속으로 냉각될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 실리콘 용탕은 상온에서 방랭되는 경우에 비해 빠른 속도로 냉각되며, 특히 실리콘 용탕이 결정화되기 전에 고화되어, 비결정질(amorphous)의 실리콘 분말이 얻어질 수 있다.
냉각 장치(200)에 의해 실리콘 용탕이 냉각되는 속도는 바람직하게 100 K/sec 내지 105 K/sec일 수 있다. 냉각 속도가 100 K/sec 미만일 경우, 실리콘 용탕이 충분히 빠른 속도로 냉각되지 않아, 결정질의 실리콘 분말이 생성될 수 있다.
반면, 냉각 속도가 105 K/sec를 초과할 경우, 형성된 비결정질 실리콘 분말의 결정립(crystal grain)의 크기가 지나치게 작아진다. 이에 따라, 비결정질 실리콘 분말의 경도가 지나치게 높아져, 이후 습식 분쇄 공정에서 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 원하는 입경의 비결정질 나노 실리콘을 얻기 어렵다.
실리콘 용탕이 냉각 장치(200)의 내부 공간(211)을 이동하는 속도는 바람직하게 0.9 L/min 내지 1.1 L/min일 수 있다. 실리콘 용탕의 이동 속도가 0.9 L/min 미만일 경우, 실리콘 분말의 결정립의 크기가 작아져, 실리콘 분말의 경도가 지나치게 높아질 수 있다.
반면, 실리콘 용탕(M)의 이동 속도가 1.1 L/min를 초과할 경우, 냉각 장치(200)에서의 냉각이 제대로 이루어지지 않아, 실리콘 분말을 얻을 수 없다.
분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체의 압력은 바람직하게 1 MPa 내지 1.5 MPa일 수 있다. 냉각 유체의 분사 압력이 1 MPa 미만일 경우, 냉각 장치(200)에서의 냉각이 제대로 이루어지지 않아, 실리콘 분말을 얻을 수 없다.
반면, 냉각 유체의 분사 압력이 1.5 MPa를 초과할 경우, 필터(300)에서 비결정질 실리콘 분말과 냉각 유체를 필터링하는데 많은 시간이 소요되어, 생산 효율이 떨어질 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 냉각 장치(200)를 통과한 비결정질 실리콘 분말은 7.5 내지 8의 경도(모스 경도)를 가질 수 있다. 비결정질 실리콘 분말의 경도가 7.5 미만일 경우, 비결정질 실리콘 분말을 이용해 비결정질 실리콘 복합체 및 리튬 2차 전지를 제조했을 때, 부피 팽창을 효과적으로 억제할 수 없다.
반면, 비결정질 실리콘 분말의 경도가 8을 초과할 경우, 이후 습식 분쇄 공정에서 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 원하는 입경의 비결정질 나노 실리콘을 얻기 어렵다.
필터(300)는 냉각 장치(200)를 거쳐 형성된 비결정질 실리콘 분말과 냉각 유체를 필터링한다. 필터(300)는 냉각 장치(200)의 출구부(220)와 이격하여 배치되며, 비결정질 실리콘 분말과 냉각 유체가 혼합된 슬러리(slurry) 형태의 혼합물이 유입된다. 필터(300)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 비결정질 실리콘 분말을 냉각 유체와 분리할 수 있으면 충분하다.
필터링된 비결정질 실리콘 분말은 습식 분쇄 장치(400)로 유입된다. 습식 분쇄 장치(400)는 통상의 습식 분쇄 장치가 이용될 수 있다. 습식 분쇄 장치(400)에서 사용되는 용매로서 증류수, 에탄올, IPA(isopropyl alcohol)이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 증류수가 사용될 수 있다.
일 실시예로, 본 발명에 따른 습식 분쇄 장치(400)는 비결정질 실리콘 분말을 2단계에 걸쳐 습식 분쇄할 수 있다.
1차 습식 분쇄에서 사용되는 비드(bead)의 직경은 바람직하게 1 mm, 3 mm 또는 5 mm이며, 보다 바람직하게는 1 mm일 수 있다. 1차 습식 분쇄에서의 분쇄 속도는 바람직하게 1900 rpm 내지 2100 rpm이며, 보다 바람직하게는 2000 rpm 내지 2100 rpm일 수 있다. 1차 습식 분쇄에서의 분쇄 시간은 0.5 시간 내지 1.0 시간일 수 있다.
1차 습식 분쇄된 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도(D50)는 1 ㎛일 수 있다.
다음, 습식 분쇄 장치(400)는 1차 습식 분쇄된 비결정질 나노 실리콘을 2차 습식 분쇄한다.
2차 습식 분쇄에서 사용되는 비드의 직경은 바람직하게 0.1 mm, 0.3 mm, 0.65 mm 또는 0.8 mm이며, 보다 바람직하게는 0.1 mm일 수 있다. 2차 습식 분쇄에서의 분쇄 속도는 2400 rpm 내지 2600 rpm이며, 보다 바람직하게는 2500 rpm 내지 2600 rpm일 수 있다. 2차 습식 분쇄에서의 분쇄 시간은 1.0 시간 내지 1.5 시간일 수 있다.
2차 습식 분쇄에서 얻어지는 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도는 300 nm일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 분쇄 장치(400)는 서로 다른 공정 조건을 갖는 2단계의 습식 분쇄 공정을 실시하여, 1차 습식 분쇄 공정에서 조가공(rough process)를 실시하고, 2차 습식 분쇄 공정에서 마무리 가공(finish process)를 실시할 수 있다.
보다 구체적으로, 조가공인 1차 습식 분쇄 공정에서는 상대적으로 직경이 큰 비드를 이용해 습식 분쇄를 실시하여, 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도를 1 ㎛ 이하로 제조할 수 있다. 다음, 마무리 가공인 2차 습식 분쇄 공정에서는 상대적으로 직경이 작은 비드를 이용해 습식 분쇄를 실시하여, 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도를 300 nm 이하로 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 습식 분쇄 장치(400)는 짧은 시간 내에 습식 분쇄 공정을 완료하여 비결정질 실리콘 분말의 산화를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 습식 분쇄 장치(400)는 고가의 플라즈마 장비를 이용하지 않고도 중간 입도 300 nm 이하의 비결정질 나노 실리콘을 용이하게 획득할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 필터링된 냉각 유체는 별도의 저장조(미도시)에 저장되고, 이송 장치(미도시)를 통해 냉각 장치(200)로 다시 공급될 수 있다. 즉, 냉각 장치(200)를 통해 한번 분사된 냉각 유체는 필터(300)를 거쳐 다시 사용될 수 있다.
혼합 장치(500)는 습식 분쇄 장치(400)에서 분쇄된 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 1차 혼합물을 형성할 수 있다. 일 실시예로, 혼합 장치(500)는 습식 혼합 장치일 수 있으며, 용매로서 증류수가 이용될 수 있다.
일 실시예로, 1차 혼합물은 비결정질 나노 실리콘과, 제1 피치와, 용매만으로 구성될 수 있다. 즉, 다른 실리콘 복합체와 달리, 본 발명에 따른 1차 혼합물은 1차 피치 외의 탄소계 물질 또는 바인더, 유기 용매 등을 포함하지 않을 수 있다.
제1 피치는 이후 분무 건조 장치(600)의 열에 의해 건조 및 경화되며, 이에 따라 비결정질 실리콘 복합체의 팽창을 억제할 수 있다.
분무 건조 장치(600)는 혼합 장치(500)에서 형성된 1차 혼합물을 분무 건조하여, 1차 혼합물에 포함된 용매를 증발시킨다. 일 실시예로, 분무 건조 장치(600)는 디스크(disc)를 고속으로 회전시켜 1차 혼합물을 분무함으로써 이를 건조할 수 있다.
분무 건조 온도는 바람직하게 240℃ 내지 270℃일 수 있다. 분무 건조 온도가 240℃ 미만일 경우, 제1 피치의 유동성이 낮아져, 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치가 균일하게 혼합되지 않으며, 제1 혼합물이 충분히 구형화되지 않을 수 있다.
반면, 분무 건조 온도가 270℃를 초과할 경우, 제1 피치의 유동성이 지나치게 높아, 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치가 혼합되지 못하고 제1 피치가 비결정질 나노 실리콘과 분리될 수 있다.
상기와 같은 분무 건조 온도에서 제1 피치의 유동성이 최적화되어, 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치가 균일하게 혼합될 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 혼합 장치(500) 및 분무 건조 장치(600)는 별도의 바인더를 사용하지 않고도, 제1 피치의 유동성을 제어하여 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치가 균일하게 혼합된 제1 혼합물을 획득할 수 있다.
분무 건조 장치(600)의 디스크의 회전 속도는 바람직하게 5000 rpm 내지 10000 rpm일 수 있다. 디스크의 회전 속도가 5000 rpm 미만인 경우, 회전 속도가 지나치게 낮아, 평균 입도 10 ㎛ 내지 20 ㎛의 상대적으로 큰 입도를 갖는 1차 혼합물이 회수될 수 있다.
반면, 디스크의 회전 속도가 10000 rpm을 초과할 경우, 회전 속도가 지나치게 빨라, 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치가 서로 분리되어, 1차 혼합물이 제대로 제조될 수 없다.
상기 온도 범위와 상기 회전 속도 범위에서 얻어지는 바람직한 1차 혼합물의 평균 입도는 3 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
일 실시예로, 분무 건조 장치(600)에 의해 용매가 증발된 상태의 1차 혼합물에 있어서, 비결정질 나노 실리콘의 중량%는 60 내지 70이고, 제1 피치의 중량%는 30 내지 40일 수 있다. 즉 분무 건조 후 1차 혼합물은 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치만으로 구성될 수 있다.
비결정질 나노 실리콘의 함유량이 60 중량% 미만일 경우, 비결정질 실리콘 복합체의 용량이 낮아질 수 있다. 반면, 비결정질 나노 실리콘의 함유량이 70 중량%를 초과할 경우, 비결정질 실리콘 복합체의 부피 팽창을 억제하기 어렵다.
코팅 장치(700)는 분무 건조 장치(600)에서 건조된 1차 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 2차 혼합물을 형성한다. 코팅 장치(700)는 특별히 한정하지 않으며, 메카노퓨전(mechanofusion) 또는 볼밀(ball mill) 등의 장비를 이용할 수 있다. 제2 피치는 구형화된 1차 혼합물의 표면에 도포되며, 이후 비결정질 실리콘 복합체의 팽창을 억제할 수 있다.
열처리 장치(800)는 코팅 장치(700)에서 얻어진 제2 혼합물에 열처리를 실시한다. 일 실시예로, 열처리 장치(800)의 열처리 온도는 800℃ 이상 1000℃ 미만일 수 있다. 보다 바람직하게, 열처리 온도는 800℃ 이상 900℃ 이하일 수 있다. 열처리 온도가 800℃ 미만일 경우, 2차 혼합물에 포함된 비결정질 나노 실리콘과, 제1 피치와, 제2 피치의 충분한 결합력이 확보될 수 없다.
반면, 열처리 온도가 1000℃ 이상일 경우, 비결정질 나노 실리콘이 결정화될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성한다(S100). 용융로(100)에 실리콘 원료와 환원재를 장입한 다음 이를 혼합하고, 용융로(100)를 이용해 가열하여 용융한다. 용융로(100)의 온도는 1800℃ 이상일 수 있다.
다음, 실리콘 용탕을 냉각하여 비결정질 실리콘 분말을 획득한다(S200). 실리콘 용탕을 냉각 장치(200)로 급속 냉각하여, 실리콘 용탕이 결정화되기 전에 고화시킨다. 이에 따라, 실리콘 용탕을 비결정질의 실리콘 분말로 만들 수 있다.
일 실시예로, 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계(S200)는 실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210), 냉각된 실리콘 용탕을 필터링하여, 비결정질 실리콘 분말과 냉각 유체를 분리하는 단계(S220) 및 분리된 냉각 유체를 냉각 장치로 이송하여, 분사공을 통해 분사하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.
실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210)에서, 냉각 장치(200)로 실리콘 용탕을 급속 냉각할 수 있다. 냉각 장치(200)는 전술한 구성과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 이에 따라 각각의 분사공(230)에서 분사되는 냉각 유체가 실리콘 용탕의 표면에 중복하여 분사되는 것을 최소화할 수 있어, 실리콘 용탕을 효율적으로 급속 냉각할 수 있다. 그리고 냉각 공정에 소요되는 시간을 단축하여, 공정 전체의 택트 타임을 단축할 수 있다.
실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210)에서 냉각 속도는 바람직하게 100 K/sec 내지 105 K/sec일 수 있다. 실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210)에서 실리콘 용탕의 이동 속도는 바람직하게 0.9 L/min 내지 1.1 L/min일 수 있다. 실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210)에서 냉각 유체의 분사 압력은 바람직하게 1 MPa 내지 1.5 MPa일 수 있다. 또한, 실리콘 용탕을 냉각하는 단계(S210)에서 얻어진 비결정질 실리콘 분말은 모스 경도로 7.5 내지 8의 경도를 가질 수 있다.
다음, 필터(300)를 통해 냉각된 실리콘 용탕을 비결정질 실리콘 분말과 냉각 유체로 분리한다(S220).
다음, 분리된 냉각 유체를 저장조(미도시)에 저장한 다음, 이송 장치(미도시)를 통해 냉각 장치(200)로 이송하여, 분사공(230)을 통해 냉각 장치(200)의 내부 공간(211)으로 분사한다(S230). 즉, 냉각 공정에서 사용된 냉각 유체를 필터링하여 다시 사용할 수 있다.
다음, 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 획득한다(S300). 습식 분쇄는 습식 분쇄 장치(400)로 실시할 수 있다.
일 실시예로, 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계는 비결정질 실리콘 분말을 1차 습식 분쇄하는 단계(S310)와, 1차 습식 분쇄된 비결정질 실리콘 분말을 2차 습식 분쇄하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
1차 습식 분쇄하는 단계(S310)에서, 사용되는 비드의 직경은 바람직하게 1 mm, 3 mm 또는 5 mm이며, 보다 바람직하게는 1 mm일 수 있다. 1차 습식 분쇄하는 단계(S310)에서, 분쇄 속도는 바람직하게 1900 rpm 내지 2100 rpm이며, 보다 바람직하게는 2000 rpm 내지 2100 rpm일 수 있다. 1차 습식 분쇄하는 단계(S310)에서, 분쇄 시간은 0.5 시간 내지 1.0 시간일 수 있다.
이에 따라 1차 습식 분쇄하는 단계(S310)에서 얻어지는 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도(D50)는 1 ㎛일 수 있다.
다음, 2차 습식 분쇄하는 단계(S320)에서, 사용되는 비드의 직경은 바람직하게 0.1 mm, 0.3 mm, 0.65 mm 또는 0.8 mm이며, 보다 바람직하게는 0.1 mm일 수 있다. 2차 습식 분쇄하는 단계(S320)에서, 분쇄 속도는 2400 rpm 내지 2600 rpm이며, 보다 바람직하게는 2500 rpm 내지 2600 rpm일 수 있다. 2차 습식 분쇄하는 단계(S320)에서, 분쇄 시간은 1.0 시간 내지 1.5 시간일 수 있다.
이에 따라 2차 습식 분쇄하는 단계(S320)에서 얻어지는 비결정질 나노 실리콘의 중간 입도는 300 nm일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계(S300)에서 얻어지는 비결정질 나노 실리콘의 입도 분포를 아래의 표 1에 나타낸다.
비결정질 실리콘 분말의 입경(㎛) 비결정질 나노 실리콘의 입경(㎛)
습식 분쇄
(1단계)		 습식 분쇄
(2단계)
30분 30분 60분 90분
D10 3.382 0.716 0.376 0.268 0.157
D50 15.250 1.036 0.593 0.370 0.258
D90 54.702 2.941 1.791 1.018 0.617
표 1에서 비결정질 실리콘 분말은 필터(300)를 통과한 후 습식 분쇄 공정을 거치기 전의 비결정질 실리콘 분말을 나타낸다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 분쇄 공정의 조건을 만족하는 경우, 중간 입도 300 nm 이하의 비결정질 나노 실리콘을 획득할 수 있으며, 짧은 시간 내에 습식 분쇄 공정을 완료하여 비결정질 실리콘 분말의 산화를 최소화할 수 있다.다음, 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 획득한다(S400). 일 실시예로, 제1 혼합물을 획득하는 단계는 용매로서 증류수가 이용되는 습식 혼합 공정일 수 있다. 또한, 제1 혼합물을 획득하는 단계는 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치와 증류수를 혼합하여, 제1 혼합물을 형성하는 단계(S410)와, 제1 혼합물을 분무 건조하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
제1 혼합물을 형성하는 단계(S410)는 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하고, 용매로서 증류수를 혼합하여 실시할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 혼합물을 형성하는 단계(S410)는 제1 피치 외의 탄소계 물질이나 바인더 또는 유기 용매를 사용하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제조되는 제1 혼합물은 비결정질 나노 실리콘과, 제1 피치와, 증류수만으로 구성될 수 있다.
다음, 형성된 제1 혼합물을 분무 건조한다(S420). 분무 건조 공정은 분무 건조 장치(600)를 이용해 실시될 수 있다.
분무 건조 온도는 바람직하게 240℃ 내지 270℃일 수 있다. 또한, 분무 건조 공정에서의 디스크 회전 속도는 바람직하게 5000 rpm 내지 10000 rpm일 수 있다. 상기 온도 범위와 상기 회전 속도 범위에서 얻어지는 바람직한 1차 혼합물의 평균 입도는 3 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
분무 건조 공정을 거친 제1 혼합물은 용매가 증발되어, 비결정질 나노 실리콘과 제1 피치만으로 구성될 수 있다. 제1 혼합물에서 비결정질 나노 실리콘의 함유량은 중량%로 60 내지 70이고, 제1 피치의 함유량은 중량%로 30 내지 40일 수 있다.
다음, 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 획득한다(S500). 코팅 공정은 코팅 장치(700)를 이용해 실시할 수 있다. 건조된 1차 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 2차 혼합물을 형성한다.
다음, 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 획득한다(S600). 열처리 공정은 열처리 장치(800)를 이용해 실시할 수 있으며, 바람직한 열처리 온도는 800℃ 이상 1000℃ 미만일 수 있다. 보다 바람직하게, 열처리 온도는 800℃ 이상 900℃ 이하일 수 있다.
나노 실리콘의 중간 입도
(nm)		 충전 용량
(mAh/g)		 방전 용량
(mAh/g)		 효율
(방전/충전, %)
비교예 150 3625 1357 37.3
300 3641 1737 47.7
발명예 150 3580 2332 65.2
300 3781 2726 72.1
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘의 제조방법에 의해 제조된 비결정질 나노 실리콘을 이용해 제조한 리튬 2차 전지(발명예)와, 종래의 결정질 나노 실리콘을 이용해 제조한 리튬 2차 전지(비교예)의 용량 특성 및 효율 특성을 나타낸다(1회 충방전 테스트).
표 2에 나타낸 바와 같이, 결정질 나노 실리콘을 이용한 리튬 2차 전지의 경우, 배터리의 충전 및 방전 시에 비가역 반응으로서 실리콘과 리튬의 반응이 일어난다. 서로 결합된 실리콘과 리튬은 다시 분리되지 않은 채로 실리콘-리튬 화합물로 존재하게 된다. 실리콘-리튬 화합물은 리튬 2차 전지에서 음극 활물질로서의 역할을 못하게 된다.
또한, 실리콘은 이론적으로 원자 1개당 4.4개의 리튬 원자와 결합할 수 있다. 이에 따라, 실리콘의 부피가 커지게 되고, 이 과정에서 집전체로부터 실리콘이 탈리되어 비가역 물질이 생성되어, 실리콘이 음극 활물질로서 역할을 못하게 된다.
반면, 비결정질 나노 실리콘을 이용한 리튬 2차 전지의 경우, 비교예에 비해 어느 경우에도 효율이 월등하게 높음을 알 수 있다. 특히, 비결정질 실리콘의 중간 입도가 300 nm인 경우, 충전 용량, 방전 용량 및 효율이 모두 우수한 것으로 나타났다.
이는 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비결정질 나노 실리콘의 경우, 기 설정된 조건을 만족하는 제조방법을 통해 제조됨으로써, 종래의 결정질 나노 실리콘에 비해 높은 경도를 갖기 때문에 실리콘의 부피 팽창을 효율적으로 억제할 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치(10)는 소정의 경도를 갖는 비결정질 실리콘 분말을 바탕으로 비결정질 실리콘 복합체를 제조할 수 있다. 이에 따라, 리튬 2차 전지의 음극 활물질로서 본 발명의 일 실시예에 따른 비결정질 실리콘 복합체를 이용했을 때, 리튬 2차 전지의 손상을 줄일 수 있으며, 용량 특성과 수명 특성이 우수한 리튬 2차 전지를 제공할 수 있다.
10: 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치
100: 용융로
200: 냉각 장치
300: 필터
400: 습식 분쇄 장치
500: 혼합 장치
600: 분무 건조 장치
700: 코팅 장치
800: 열처리 장치

Claims (10)

  1. 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성하는 단계;
    상기 실리콘 용탕이 결정화되기 전에 고화되도록 상기 실리콘 용탕을 냉각 장치로 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계;
    상기 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계;
    상기 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 획득하는 단계;
    상기 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 획득하는 단계; 및
    상기 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 냉각 장치는
    일단에 상기 실리콘 용탕이 유입되는 입구부를 구비하고, 상기 실리콘 용탕이 일방향으로 이동하는 내부 공간을 구비하는 바디;
    상기 바디의 타단에 배치되며, 냉각된 상기 실리콘 용탕이 유출되고, 상기 일방향으로 테이퍼진 출구부; 및
    상기 바디의 외주면에 복수 개 배치되며, 상기 내부 공간으로 냉각 유체를 분사하는 분사공;을 구비하는, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 분사공은
    상기 바디의 둘레 방향을 따라 복수 개의 분사열로 배치되고, 서로 이웃하는 상기 분사열에 포함된 각각의 상기 분사공이 엇갈리도록 배치되는, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 분사공은
    분사 각도가 30° 내지 45°이고, 분사 형태가 원형이며, 서로 이웃하는 분사공이 상기 바디와 이루는 배치 각도가 서로 상이한, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계는
    상기 실리콘 용탕을 냉각하는 단계;
    냉각된 상기 실리콘 용탕을 필터링하여, 상기 비결정질 실리콘 분말과 상기 냉각 유체를 분리하는 단계; 및
    분리된 상기 냉각 유체를 상기 냉각 장치로 이송하여, 상기 분사공을 통해 분사하는 단계;를 포함하는, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 비결정질 실리콘 분말을 획득하는 단계에서
    냉각 속도는 100 K/sec 내지 105 K/sec이고,
    상기 냉각 장치의 내부 공간을 유동하는 상기 실리콘 용탕의 이동 속도는 0.9 L/min 내지 1.1 L/min인, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 비결정질 나노 실리콘을 획득하는 단계는
    상기 비결정질 실리콘 분말을 1차 습식 분쇄하는 단계; 및
    1차 습식 분쇄된 상기 비결정질 실리콘 분말을 2차 습식 분쇄하는 단계;를 포함하고,
    상기 1차 습식 분쇄하는 단계에서
    분쇄 속도는 1900 rpm 내지 2100 rpm이고, 비드 직경은 1 mm, 3 mm 또는 5 mm 중 어느 하나이며, 분쇄 시간은 0.5 시간 내지 1 시간이고,
    상기 2차 습식 분쇄하는 단계에서
    분쇄 속도는 2400 rpm 내지 2600 rpm이고, 비드 직경은 0.1 mm, 0.3 mm, 0.65 mm 또는 0.8 mm 중 어느 하나이며, 분쇄 시간은 1.0 시간 내지 1.5 시간인, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 혼합물을 획득하는 단계는
    상기 비결정질 나노 실리콘에 상기 제1 피치와 증류수를 혼합하여, 상기 제1 혼합물을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 혼합물을 분무 건조하는 단계;를 포함하는, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 혼합물을 분무 건조하는 단계에서
    디스크를 이용하여 상기 제1 혼합물을 분무 건조하되, 건조 온도는 240℃ 내지 270℃이고, 상기 디스크의 회전 속도는 5000 rpm 내지 10000 rpm이고,
    분무 건조 후 상기 제1 혼합물에서 상기 비결정질 나노 실리콘의 중량%는 60 내지 70이고, 상기 제1 피치의 중량%는 30 내지 40인, 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법.
  10. 실리콘 원료를 용융하여 실리콘 용탕을 형성하는 용융로;
    상기 실리콘 용탕을 냉각하여, 비결정질 실리콘 분말을 형성하는 냉각 장치;
    상기 비결정질 실리콘 분말을 습식 분쇄하여, 비결정질 나노 실리콘을 형성하는 습식 분쇄 장치;
    상기 비결정질 나노 실리콘에 제1 피치를 혼합하여, 제1 혼합물을 형성하는 혼합 장치;
    상기 제1 혼합물을 분무 건조하는 분무 건조 장치;
    상기 제1 혼합물에 제2 피치를 코팅하여, 제2 혼합물을 형성하는 코팅 장치; 및
    상기 제2 혼합물을 열처리하여, 비결정질 실리콘 복합체를 형성하는 열처리 장치;를 포함하고,
    상기 냉각 장치는
    일단에 상기 실리콘 용탕이 유입되는 입구부를 구비하고, 상기 실리콘 용탕이 일방향으로 이동하는 내부 공간을 구비하는 바디;
    상기 바디의 타단에 배치되며, 냉각된 상기 실리콘 용탕이 유출되고, 상기 일방향으로 테이퍼진 출구부; 및
    상기 바디의 외주면에 복수 개 배치되며, 상기 내부 공간으로 냉각 유체를 분사하는 분사공;을 구비하고,
    상기 분사공은 상기 바디의 둘레 방향을 따라 복수 개의 분사열로 배치되고, 서로 이웃하는 상기 분사열에 포함된 각각의 상기 분사공이 상기 일방향으로 엇갈리도록 배치되는, 분사공;을 구비하는, 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113357913A (zh) * 2021-06-29 2021-09-07 曹明贵 一种用于多晶硅提纯的电磁加热炉
WO2021201360A1 (ko) * 2020-04-03 2021-10-07 한국메탈실리콘 주식회사 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치
KR102395188B1 (ko) * 2020-12-10 2022-05-10 한국메탈실리콘 주식회사 실리콘 부산물을 이용하는 실리콘 복합체 제조 방법 및 실리콘 복합체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109057A (ko) * 2014-03-19 2015-10-01 오씨아이 주식회사 탄소-실리콘 복합체, 이를 포함하는 이차전지용 음극활물질 및 탄소-실리콘 복합체를 제조하는 방법
KR20160009817A (ko) * 2014-07-16 2016-01-27 한국에너지기술연구원 플라즈마를 이용한 Si-C 복합체 제조장치 및 이를 이용한 Si-C 복합체 제조방법
KR20160009807A (ko) * 2014-07-16 2016-01-27 한국에너지기술연구원 원소 ｐ 또는 ｂ가 과량 함유된 실리콘 나노 입자 및 제조방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1442939A (fr) * 1965-08-11 1966-06-17 Beteiligungs & Patentverw Gmbh Procédé pour l'exploitation d'une lance de soufflage d'oxygène à plusieurs orifices, et lance de soufflage d'oxygène à plusieurs orifices pour la mise en oeuvre dece procédé
JP3846661B2 (ja) * 1997-02-24 2006-11-15 日立マクセル株式会社 リチウム二次電池
JP4593976B2 (ja) * 2004-05-31 2010-12-08 株式会社神戸製鋼所 連続焼鈍炉での鋼板のガスジェット冷却装置
JP2013199395A (ja) 2012-03-23 2013-10-03 Sumco Corp 粒状シリコンの製造方法
CN102876874B (zh) * 2012-09-17 2013-09-25 东北大学 一种钢管超快速淬火冷却装置
CN103480661B (zh) * 2013-10-16 2015-08-26 南京钢铁股份有限公司 一种热轧中厚板的倾斜喷射流多功能冷却装置
KR20170030974A (ko) * 2015-09-10 2017-03-20 주식회사 포스코 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN105895873B (zh) * 2016-04-15 2018-04-03 华南师范大学 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法与应用
KR102008873B1 (ko) * 2016-12-16 2019-08-08 주식회사 포스코 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP6472563B1 (ja) * 2018-07-10 2019-02-20 中外炉工業株式会社 金属帯の冷却装置
CN109698312A (zh) * 2018-12-06 2019-04-30 上海空间电源研究所 一种用于锂电池的初晶态纳米硅负极材料的制备方法
KR102085938B1 (ko) * 2019-11-04 2020-03-06 한국메탈실리콘 주식회사 실리콘 복합체 제조방법
KR102136820B1 (ko) * 2020-04-03 2020-07-23 한국메탈실리콘 주식회사 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109057A (ko) * 2014-03-19 2015-10-01 오씨아이 주식회사 탄소-실리콘 복합체, 이를 포함하는 이차전지용 음극활물질 및 탄소-실리콘 복합체를 제조하는 방법
KR20160009817A (ko) * 2014-07-16 2016-01-27 한국에너지기술연구원 플라즈마를 이용한 Si-C 복합체 제조장치 및 이를 이용한 Si-C 복합체 제조방법
KR20160009807A (ko) * 2014-07-16 2016-01-27 한국에너지기술연구원 원소 ｐ 또는 ｂ가 과량 함유된 실리콘 나노 입자 및 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021201360A1 (ko) * 2020-04-03 2021-10-07 한국메탈실리콘 주식회사 비결정질 실리콘 복합체의 제조방법 및 비결정질 실리콘 복합체의 제조장치
KR102395188B1 (ko) * 2020-12-10 2022-05-10 한국메탈실리콘 주식회사 실리콘 부산물을 이용하는 실리콘 복합체 제조 방법 및 실리콘 복합체
CN113357913A (zh) * 2021-06-29 2021-09-07 曹明贵 一种用于多晶硅提纯的电磁加热炉

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