KR102246154B1 - Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode - Google Patents

Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode Download PDF

Info

Publication number
KR102246154B1
KR102246154B1 KR1020180098982A KR20180098982A KR102246154B1 KR 102246154 B1 KR102246154 B1 KR 102246154B1 KR 1020180098982 A KR1020180098982 A KR 1020180098982A KR 20180098982 A KR20180098982 A KR 20180098982A KR 102246154 B1 KR102246154 B1 KR 102246154B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet
composite structure
flexible pocket
particles
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020180098982A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200022847A (en
Inventor
강정구
원종호
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020180098982A priority Critical patent/KR102246154B1/en
Priority to PCT/KR2019/007589 priority patent/WO2020040416A1/en
Publication of KR20200022847A publication Critical patent/KR20200022847A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102246154B1 publication Critical patent/KR102246154B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/008—Nanostructures not provided for in groups B82B1/001 - B82B1/007
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B82B3/0038—Manufacturing processes for forming specific nanostructures not provided for in groups B82B3/0014 - B82B3/0033
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0042—Assembling discrete nanostructures into nanostructural devices
    • B82B3/0052—Aligning two or more elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/50—Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본원은, 시트들에 의하여 형성된 유연성 포켓 내에 포접된 다양한 입자들을 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 초고속 대량 생산할 수 있도록 하는 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 전극, 및 상기 전극을 포함하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것이다.The present application provides a flexible pocket composite structure including various particles enclosed in a flexible pocket formed by sheets, a method of manufacturing the flexible pocket composite structure for ultra-high-speed mass production of the flexible pocket composite structure, and the flexible pocket composite structure. It relates to an electrode comprising, and an energy storage device comprising the electrode.

Figure R1020180098982
Figure R1020180098982

Description

유연성 포켓 복합 구조체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 전극 및 상기 전극을 포함하는 에너지 저장 디바이스 {PLIABLE POCKET COMPOSITE STRUCTURE, METHOD OF PREPARING THE SAME, ELECTRODE INCLUDING THE SAME, AND ENERGY STORAGE DEVICE INCLUDING THE ELECTRODE}Flexible pocket composite structure, a manufacturing method thereof, an electrode including the same, and an energy storage device including the electrode TECHNICAL FIELD [PLIABLE POCKET COMPOSITE STRUCTURE, METHOD OF PREPARING THE SAME, ELECTRODE INCLUDING THE SAME, AND ENERGY STORAGE DEVICE INCLUDING THE ELECTRODE}

본원은, 시트들에 의하여 형성되는 유연성 포켓 내에 포접된 다양한 입자들을 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 초고속 대량 생산할 수 있는 제조 방법, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 전극, 및 상기 전극을 포함하는 에너지 저장 디바이스 등에 관한 것이다.The present application, a flexible pocket composite structure including various particles enclosed in a flexible pocket formed by sheets, a manufacturing method capable of ultra-high-speed mass production of the flexible pocket composite structure, an electrode including the flexible pocket composite structure, and the It relates to an energy storage device including an electrode, and the like.

에너지 밀도가 높은 에너지 저장 장치의 수요가 급증함에 따라 리튬 이온 배터리(LIB)에 대한 관심이 증가하였다. 그러나, 끊임없이 진화하는 다양한 시스템은 더 높은 수준의 에너지 저장을 필요로 하며, LIB의 애노드 재료의 개선은 이러한 요구를 충족시키기 위하여 특히 필요하다. As the demand for energy storage devices with high energy density increases rapidly, interest in lithium ion batteries (LIBs) has increased. However, various systems that are constantly evolving require higher levels of energy storage, and improvements in the anode material of LIB are particularly necessary to meet these needs.

애노드 물질을 향상시키기 위한 수많은 연구에도 불구하고, 현실에서 사용되는 LIB의 성능은 여전히 정체상태이다. 이러한 문제점들에 의하여, 리튬 금속 배터리가 출현하고 있으며, 이것은 현재 LIB의 애노드 재료로서 사용되는 흑연을 대체함으로써 애노드 재료의 비중을 궁극적으로 감소시킨다. 이러한 방법론은 매우 높은 에너지 밀도를 달성할 가능성을 보여주지만, 안전성 문제는 아직 해결되지 않았다. Despite numerous studies to improve anode materials, the performance of LIBs used in reality is still stagnant. Due to these problems, a lithium metal battery has emerged, which ultimately reduces the specific gravity of the anode material by replacing the graphite currently used as the anode material of LIB. While this methodology shows the potential to achieve very high energy densities, safety issues have not yet been addressed.

이러한 이유에서, 종래의 배터리와 리튬-금속 배터리 사이의 갭을 메우는 높은 비정전용량을 가지는 애노드를 개발하는 새로운 접근법이 필수적이다. 더욱이, 애노드 재료를 제조하는 전체 공정은 상용화를 위한 추가 공정을 위하여 확장가능(scalable)하고 정밀하게 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 실용적인 풀-셀 장치를 위한 대표적인 캐소드 재료와 함께 사용될 수 있어야 한다. 더 중요한 것은, 새롭게 제안된 재료 설계 방법론이 현재 산업 구조에 직접 적용될 수 있어야 하고, 가까운 장래에 실현될 수 있어야 한다는 것이다.For this reason, a new approach to developing anodes with high specific capacitance that fills the gap between conventional batteries and lithium-metal batteries is essential. Moreover, the entire process of manufacturing the anode material should be scalable and precisely controllable for further processing for commercialization, as well as be able to be used with representative cathode materials for practical full-cell devices. More importantly, the newly proposed material design methodology should be directly applicable to the current industrial structure, and should be realized in the near future.

고급 휴대용 전자 장치 및 전기 자동차(EV)용 리튬 이온 배터리 (LIB)의 에너지 밀도를 높이기 위한 요구가 나날이 증가함에 따라 새로운 애노드 재료에 대한 관심이 증가하고 있다. 1000 mAh/g 이상의 높은 이론 용량을 가지는 금속 산화물 또는 IV계 종들(series)은 높은 에너지 밀도를 갖는 차세대 LIB를 실현하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되어 왔으며, 이것은 애노드 측의 중량 당 용량(specific gravimetric capcities)을 증가시켰다. 이러한 매력적인 특징에도 불구하고, 반복 사이클링 작동에서 불안정한 고체-전해질 계면상 (SEI: Solid Electrolyte Interphase) 층의 형성을 초래하는 막대한 부피 팽창으로 인한 심각한 용량 감소는 이들의 실용적 적용을 방해한다. 또한, 전기 전도도와 리튬 이온 확산도와 같은, 고성능 전극에서 상대적으로 낮은 전기적 특성은 풀-셀 배열에서 애노드로서의 역할을 제한하는 장애물이 될 수 있다. 이러한 애노드 물질의 문제점을 해결하기 위하여 활성 물질의 크기 감소, 표면 비활성 쉘의 표면을 제거함으로써 활성 물질 상에 버퍼(buffer)층 형성, 탄소 재료와의 복합과 같은 다양한 접근법이 개발되었다. 하지만, 이러한 제안들도 SEI 형성의 비가역적 반응의 증가, 대량 생산 공정에서 비용-효율성의 부족, 전체 전극에서 활성 물질의 낮은 함량으로 인하여 여전히 어려움을 겪고 있다.As the demand to increase the energy density of lithium-ion batteries (LIBs) for advanced portable electronic devices and electric vehicles (EV) is increasing day by day, interest in new anode materials is increasing. Metal oxides or IV series with a high theoretical capacity of 1000 mAh/g or more have been expected to play a key role in realizing the next-generation LIB with high energy density, and this is the specific gravimetric capacity of the anode side. increased capcities). Despite these attractive features, severe capacity reduction due to enormous volume expansion leading to the formation of an unstable Solid Electrolyte Interphase (SEI) layer in repeated cycling operations hinders their practical application. In addition, relatively low electrical properties in high-performance electrodes, such as electrical conductivity and lithium ion diffusivity, can be an obstacle limiting their role as an anode in a full-cell arrangement. In order to solve the problems of the anode material, various approaches have been developed such as reducing the size of the active material, forming a buffer layer on the active material by removing the surface of the surface inert shell, and combining it with a carbon material. However, these proposals still suffer from increased irreversible reactions of SEI formation, lack of cost-efficiency in mass production processes, and low content of active substances in the entire electrode.

가능한 애노드 물질 후보 중 3,500 mAh/g 이상의 높은 이론 용량을 갖는 실리콘(Si)은 흑연 (372 mah/g)을 대체할 가장 촉망받는 후보로 여겨진다. 흑연의 비정전용량보다 거의 10배 정도 높은 실리콘 애노드의 비정전용량은 애노드 측의 무게를 감소시켜, LIB의 풀-셀 배열로부터 최대 에너지 밀도를 추출하게 할 수 있다. 불행히도, 작동 중의 부피 변화로부터 야기되는 문제는 실리콘-기반 물질에 있어서 가장 큰 문제이다. 실리콘을 애노드로서 사용하기 위하여, 높은 쿨롱 효율(CE: Coulombic Efficiency)를 위하여 부피 팽창을 방지하고 SEI 형성을 제어하기 위하여, 실리콘 나노튜브, 실리콘-탄소 코어 쉘, 그래핀에 포접된 실리콘 클러스터와 같은 실리콘-탄소 복합체에 대한 나노재료 디자인이 제안되었다. 하지만, 이러한 실리콘 복합체는 복합체 내부의 불충분한 활성 물질 함량으로 어려움을 겪고 있어, 풀-셀에서 높은 에너지 밀도를 위한 비정전용량을 제한하고 최초 사이클 동안 초기 CE (ICE)의 85% 미만으로 리튬 이온을 소비한다. 또한, HF 에칭 공정, 고온에서 기상 합성 및 하드-템플레이트 공정과 같은 구조체를 정교하게 제조하기 위한 합성 과정은 비용, 안전성 및 확장성(scalability) 측면에서 비효율적이기 때문에 실용적인 적용과는 거리가 멀다. Among the possible anode material candidates, silicon (Si) with a high theoretical capacity of 3,500 mAh/g or more is considered the most promising candidate for graphite (372 mah/g). The specific capacitance of the silicon anode, which is almost ten times higher than that of graphite, reduces the weight on the anode side, allowing the maximum energy density to be extracted from the full-cell array of the LIB. Unfortunately, the problems arising from volume changes during operation are the biggest problems for silicon-based materials. In order to use silicon as an anode, to prevent volume expansion and control SEI formation for high Coulombic Efficiency (CE), silicon nanotubes, silicon-carbon core shells, silicon clusters enclosed in graphene, etc. A nanomaterial design for a silicon-carbon composite has been proposed. However, these silicon composites suffer from insufficient active material content inside the composite, limiting the specific capacitance for high energy density in the full-cell and reducing lithium ions to less than 85% of the initial CE (ICE) during the first cycle. Consume. In addition, the synthesis process for elaborately manufacturing structures such as HF etching process, gas phase synthesis at high temperature, and hard-template process is far from practical application because it is inefficient in terms of cost, safety and scalability.

[선행기술문헌][Prior technical literature]

- 대한민국 공개특허 제2013-0111697호;-Korean Patent Application Publication No. 2013-0111697;

- A. S. Arico, P. Bruce, B. Scrosati, J.-M. Tarascon and W. van Schalkwijk, Nat Mater, 2005, 4, 366-377.-AS Arico, P. Bruce, B. Scrosati, J.-M. Tarascon and W. van Schalkwijk, Nat Mater , 2005, 4 , 366-377.

본원은, 시트들에 의하여 형성된 유연성 포켓 내에 포접되는 다양한 입자들을 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 전극, 및 상기 전극을 포함하는 에너지 저장 디바이스 등을 제공하고자 한다.The present application is a flexible pocket composite structure including various particles enclosed in a flexible pocket formed by sheets, a method of manufacturing the flexible pocket composite structure, an electrode including the flexible pocket composite structure, and energy storage including the electrode We want to provide devices, etc.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 이 기술 분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present application is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 서로 대향하는 제 1 시트와 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 제공한다.A first aspect of the present disclosure provides a flexible pocket composite structure comprising a composite comprising particles enclosed by each of one or more first pockets formed by a first sheet and a second sheet opposed to each other.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면의 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 전극을 제공한다.A second aspect of the present application provides an electrode comprising the flexible pocket composite structure of the first aspect of the present application.

본원의 제 3 측면은, 본원의 제 2 측면의 전극을 포함하는 에너지 저장 디바이스를 제공한다.A third aspect of the present application provides an energy storage device comprising the electrode of the second aspect of the present application.

본원의 제 4 측면은, 하기를 포함하는, 본원의 제 1 측면의 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법을 제공한다:A fourth aspect of the present application provides a method of manufacturing the flexible pocket composite structure of the first aspect of the present application, comprising:

(a) 입자, 고분자 및 시트들을 포함하는 층상 복합체를 형성하는 것으로서, 상기 층상 복합체는 제 1 시트와 제 2 시트로서 표시되는 서로 대향하는 두 개의 상기 시트들 사이에 한 개 이상의 상기 입자가 배치되고 상기 입자는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각과 상기 고분자에 의하여 연결되어 있는 것이며;(a) forming a layered composite comprising particles, polymers, and sheets, wherein the layered composite comprises at least one of the particles disposed between two opposing sheets represented as a first sheet and a second sheet, and The particles are connected to each of the first sheet and the second sheet by the polymer;

(b) 상기 층상 복합체로부터 상기 고분자를 제거함으로써, 상기 서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 수득함(b) by removing the polymer from the layered composite, a flexible pocket including a composite comprising particles enclosed by each of the at least one first pocket formed by the first sheet and the second sheet facing each other To obtain a composite structure

본원의 구현예들에 따른 유연성 포켓 복합 구조체는 반도체성, 전도성 또는 절연성 입자 등 다양한 입자가 이탈되지 않도록 2차원 시트를 포함한 다양한 시트들에 의하여 상기 입자를 포접하며, 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 물, 알콜류, 유기 용매 등 다양한 유기 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 현저히 우수한 분산성을 가짐으로써 전극이나 다양한 디바이스 제조에 용이하게 적용할 수 있다.The flexible pocket composite structure according to the embodiments of the present disclosure is to contain the particles by various sheets including a two-dimensional sheet so that various particles such as semiconducting, conductive, or insulating particles do not escape, and have excellent dispersibility in a solvent. I can. For example, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in various organic solvents such as water, alcohols, and organic solvents, and the flexible pocket composite structure has remarkably excellent dispersibility, making it easy to manufacture electrodes or various devices. Can be applied.

본원의 구현예들에 의하여, 반도체성, 전도성 또는 절연성 입자 등 다양한 입자를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 제공할 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 다양한 에너지 저장 디바이스의 애노드 또는 캐소드로서 적용하여 에너지 저장 디바이스의 성능을 현저히 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 실리콘 및/또는 그 외에 다양한 입자 또는 전극 물질이 다양한 시트들에 의하여 포함되어 있는 유연성 포켓 복합 구조체를 제공할 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 다양한 에너지 저장 디바이스의 애노드 또는 캐소드로서 적용하여 에너지 저장 디바이스의 성능을 현저히 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 기존의 리튬 애노드에 활성 탄소만을 사용하는 경우와 비교하여, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 이용하여 전극을 제조하는 경우 상기 전극은 높은 전기화학적 환원전위를 가지기 때문에, 높은 에너지 밀도, 비정전 용량 (specific capacity) 및 중량 효율(Wh/kg)을 달성할 수 있다. 또한, 전극 물질의 안전성의 측면에서, 본원의 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 Si 입자를 함유하는 경우 리튬 애노드로서 적용되어 전기 전도도를 향상시키는 동시에 상기 유연성 포켓 복합 구조체 내의 동공들에 의하여 제공되는 보이드 공간 (void space)에 의하여 반복 충전/방전 사이클 동안 발생하는 실리콘의 부피 팽창을 수용할 수 있어서, 에너지 저장용 다수의 활성 물질의 팽창 및 분쇄(pulverization)를 방지할 수 있고, 우수한 충방전 속도(rate)의 특성을 달성할 수 있다.According to the embodiments of the present application, a flexible pocket composite structure including various particles such as semiconducting, conductive, or insulating particles may be provided, and energy storage by applying the flexible pocket composite structure as an anode or cathode of various energy storage devices Device performance can be significantly improved. For example, it is possible to provide a flexible pocket composite structure in which silicon and/or other various particles or electrode materials are included by various sheets, and the flexible pocket composite structure is applied as an anode or cathode of various energy storage devices. Thus, the performance of the energy storage device can be remarkably improved. Specifically, compared to the case where only activated carbon is used in the existing lithium anode, when the electrode is manufactured using the flexible pocket composite structure, the electrode has a high electrochemical reduction potential, so high energy density and specific capacitance ( specific capacity) and weight efficiency (Wh/kg). In addition, in terms of the safety of the electrode material, when the flexible pocket composite structure of the present application contains Si particles, it is applied as a lithium anode to improve electrical conductivity and at the same time, a void space provided by the pupils in the flexible pocket composite structure ( void space) to accommodate the volume expansion of silicon that occurs during repeated charging/discharging cycles, preventing expansion and pulverization of a number of active materials for energy storage, and excellent charging/discharging rate The characteristics of can be achieved.

본원의 구현예들에 의하여, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 초고속 대량 생산이 가능한 제조 방법을 제공할 수 있다. 본원의 구현예들에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은 실리콘 입자 등과 같은 다양한 입자 및 시트들이 고분자에 의하여 적층되도록 하고 또한 상기 볼-밀링 공정과 같은 분쇄 공정에서 실리콘 입자 및 시트의 층상 복합체 구조를 안전하게 유지할 수 있어, 리튬 애노드용 활물질을 실리콘의 손상 없이 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 초고속으로 대량 생산할 수 있다. According to the embodiments of the present application, it is possible to provide a manufacturing method capable of ultra-high-speed mass production of the flexible pocket composite structure. In the embodiments of the present application, the method of manufacturing the flexible pocket composite structure is such that various particles and sheets such as silicon particles are laminated by a polymer, and a layered composite of silicon particles and sheets in a pulverizing process such as the ball-milling process. Since the structure can be safely maintained, the flexible pocket composite structure can be mass-produced at an ultra-high speed without damaging silicon as an active material for a lithium anode.

도 1a는, 본원의 일 구현예에 있어서, 나노입자를 포접하는 유연성 포켓 복합 구조체를 위한 제조 공정의 개략도이고; 도 1b는 본원의 일 구현예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 단면도이고; 도 1c는 본원의 일 구현예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 사시도이고; 도 1d는 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 제조를 위한 50 mL 스케일 뱃치(batch)이며, 도 1e는 실리콘 나노입자 3.5 g, 그래핀 1.5 g 및 150 g의 ECA를 이용한 Si_GPP 제조를 위한 500 mL 스케일 뱃치이고, 도 1f 및 도 1g는 본원의 일 실시예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 TEM 사진이다.
도 2는, 본원의 일 실시예에 있어서, 실리콘 나노입자를 포접하는 그래핀 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 공정의 개략도로서, 도 2a는 그래핀 및 Si 나노입자 존재 하에서 ECA의 음이온 중합과정 모식도이며, 도2b는 중합 과정에서 그래핀+Si 나노입자 : ECA의 함량비 및 Si_ECA_G 시료의 조건에 따른 폴리 ECA의 MALDI-TOF 스펙트럼이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, Si 나노입자 및 그래핀 복합체의 구조 분석 결과로서, a) 및 b)는 Si_GPP의 SEM 이미지, c)는 Si_GPP의 단면, d)는 BSE 모드를 이용한 Si_GPP의 단면, e)는 Si_GPP의 TEM 이미지, f)는 Si_GPP의 STEM 이미지, g)는 Si_GPP의 원소 맵핑 이미지, h)는 Si_GPP의 Si 나노입자의 고해상도 STEM 이미지이다.
도 4는, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 하프-셀의 전기 화학적 성능 분석 결과로서, 도4a는 다양한 비율의 실리콘 함량 및 사전-리튬화 조건에 따른 Si_GPP 전극의 초기 충전-방전 프로파일이고, 도 4b는 다양한 제조 조건을 이용한 Si_GPP 전극의 비정전용량 및 초기 쿨롱 효율의 비교한 결과이다. 도 4c는 200 mA/g 내지 20 A/g의 다양한 전류 밀도의 함수로서 7 : 3 Si_GPP에 대한 전압 프로파일이고, 도 4d는 용량 유지 후 0.1A/g 내지 20A/g의 다양한 전류 밀도에서의 용량 유지율 및 5 A/g에서의 사이클 성능 분석 결과이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 및 대표적인 상업용 애노드를 사용한 풀-셀의 전기화학적 성능 분석 결과로서, 도 5a는 풀-셀 배열의 개략도이고, 도 5b는 하프-셀 배열에서 캐소드 및 애노드의 전압 프로파일이다. 도 5c는 Si_GPP 애노드 및 다양한 캐소드가 사용된 풀-셀 배열의 전압 프로파일이고, 도 5d는 LCO, LMO, 및 LFP와 Si_GPP를 사용한 풀-셀의 사이클 성능을 나타낸 결과이다. 도 5e는 캐소드 물질의 기능과 Si_GPP 및 그래파이트가 사용된 풀-셀의 에너지 밀도를 비교한 그래프이다.
도 6 은, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_ECA_G의 염기 에칭 전후의 개략도 및 BSE (Back Scattered Electron) SEM 이미지로서, a) 염기 에칭 전의 Si_ECA_G의 개략도, b) 염기 에칭 전 Si_ECA_G의 BSE 이미지, c) 염기 에칭 후의 Si_ECA_G의 개략도, d) 염기 에칭 이후의 Si_ECA_G의 BSE 이미지이다.
도 7은, 본원의 일 실시예에 있어서, 아르곤 대기 하에서 10℃/분 상승 속도에 의하여 수득된 Si_ECA_G의 열중량 분석 (TGA) 결과이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 있어서, 대량 생산된 Si_GPP의 SEM 이미지 (a) 및 (b) 와 STEM 이미지 (c)이다. (d) 및 (e)는 대량 생산된 Si_GPP의 STEM 원소 맵핑 이미지이다.
도 9는, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP, 실리콘 나노입자 및 그래핀의 XRD (X-선 회절 분석) 패턴이다.
도 10은, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP와 Si_ECA_G의 라만 스펙트럼이다.
도 11은, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 및 Si_ECA_G의 X-선 광전자 분광분석(XPS), ECA의 시아노겐으로부터의 N1s 스펙트럼(삽입도)이다.
도 12는, 본원의 일 실시예에 있어서, 실리콘 투입량에 따른 Si_GPP내 실리콘 나노입자의 TGA (Thermogravimetric Analysis) 측정 결과이다.
도 13은, 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 7 : 3 전극의 순환 전압 전류법에 의한 분석 결과이다.
도 14는, 본원의 일 실시예에 있어서, 사전-리튬화 공정을 위한 전기 회로의 모식도 및 사진이다.
도 15는, 본원의 일 실시예에 있어서, 실리콘 나노입자와 실리콘+그래핀 혼합물 (7 : 3 비율, GPP 구조를 갖지 않음)의 충-방전 프로파일이다.
도 16은, 본원의 일 실시예에 있어서, 흑연 기반 풀-셀의 충-방전 작동 프로파일이다.
도 17은, 본원의 일 실시예에 있어서, 흑연 기반 풀-셀의 사이클 성능을 분석한 결과이다.
도 18은, 본원의 일 실시예에 있어서, 사이클 수행 후 Si_GPP / LFP 및 G / LFP 풀-셀 배열의 충방전 속도 성능을 비교한 그래프이다.1A is a schematic diagram of a manufacturing process for a flexible pocket composite structure enclosing nanoparticles in one embodiment of the present application; 1B is a cross-sectional view of a flexible pocket composite structure in one embodiment of the present disclosure; 1C is a perspective view of a flexible pocket composite structure in one embodiment of the present application; 1D is a 50 mL scale batch for preparing Si_GPP in an embodiment of the present application, and FIG. 1E is 500 mL for preparing Si_GPP using ECA of 3.5 g of silicon nanoparticles, 1.5 g of graphene, and 150 g. It is a scale batch, and FIGS. 1F and 1G are TEM photographs of a flexible pocket composite structure according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a schematic diagram of a manufacturing process of a graphene flexible pocket composite structure in which silicon nanoparticles are enclosed in an embodiment of the present application, and FIG. 2A is a schematic diagram of an anion polymerization process of ECA in the presence of graphene and Si nanoparticles, 2B is a MALDI-TOF spectrum of poly ECA according to a content ratio of graphene + Si nanoparticles: ECA and conditions of a Si_ECA_G sample in a polymerization process.
3 is a structural analysis result of Si nanoparticles and graphene composites in an embodiment of the present application, wherein a) and b) are SEM images of Si_GPP, c) is a cross section of Si_GPP, and d) is a BSE mode. A cross section of Si_GPP, e) is a TEM image of Si_GPP, f) is a STEM image of Si_GPP, g) is an element mapping image of Si_GPP, and h) is a high-resolution STEM image of Si nanoparticles of Si_GPP.
4 is an electrochemical performance analysis result of a Si_GPP half-cell in an embodiment of the present application, FIG. 4A is an initial charge-discharge profile of a Si_GPP electrode according to various ratios of silicon content and pre-lithiation conditions, 4B is a comparison result of specific capacitance and initial coulomb efficiency of Si_GPP electrodes using various manufacturing conditions. Figure 4c is a voltage profile for 7: 3 Si_GPP as a function of various current densities of 200 mA/g to 20 A/g, and Figure 4d shows capacity at various current densities of 0.1 A/g to 20 A/g after capacity retention. It is the result of analysis of retention rate and cycle performance at 5 A/g.
5 is a result of an electrochemical performance analysis of a full-cell using Si_GPP and a representative commercial anode in an embodiment of the present application, FIG. 5A is a schematic diagram of a full-cell arrangement, and FIG. 5B is a cathode in a half-cell arrangement. And the voltage profile of the anode. 5C is a voltage profile of a full-cell array in which a Si_GPP anode and various cathodes are used, and FIG. 5D is a result showing the cycle performance of a full-cell using LCO, LMO, and LFP and Si_GPP. 5E is a graph comparing the function of a cathode material and the energy density of a full-cell using Si_GPP and graphite.
6 is a schematic diagram of Si_ECA_G before and after base etching and a BSE (Back Scattered Electron) SEM image in an embodiment of the present application, a) a schematic view of Si_ECA_G before base etching, b) a BSE image of Si_ECA_G before base etching, c ) Schematic diagram of Si_ECA_G after base etching, d) BSE image of Si_ECA_G after base etching.
7 is a thermogravimetric analysis (TGA) result of Si_ECA_G obtained by an increase rate of 10° C./min in an argon atmosphere in an example of the present disclosure.
8 is a SEM image (a) and (b) and STEM image (c) of mass-produced Si_GPP in an embodiment of the present application. (d) and (e) are STEM element mapping images of mass-produced Si_GPP.
9 is an XRD (X-ray diffraction analysis) pattern of Si_GPP, silicon nanoparticles, and graphene in an embodiment of the present application.
10 is a Raman spectrum of Si_GPP and Si_ECA_G in an embodiment of the present application.
11 is an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of Si_GPP and Si_ECA_G in an embodiment of the present application, and an N1s spectrum (inset) from cyanogen of ECA.
12 is a TGA (Thermogravimetric Analysis) measurement result of silicon nanoparticles in Si_GPP according to the amount of silicon input according to an embodiment of the present application.
13 is an analysis result of a Si_GPP 7: 3 electrode by a cyclic voltammetry method in an embodiment of the present application.
14 is a schematic diagram and a photograph of an electric circuit for a pre-lithiation process in an embodiment of the present application.
15 is a charge-discharge profile of a silicon nanoparticle and a silicon + graphene mixture (7:3 ratio, not having a GPP structure) in an embodiment of the present application.
16 is, in an embodiment of the present application, a graphite-based full-cell charge-discharge operation profile.
17 is a result of analyzing the cycle performance of the graphite-based full-cell according to an embodiment of the present application.
18 is a graph comparing charge/discharge speed performance of Si_GPP/LFP and G/LFP full-cell arrays after performing a cycle in an embodiment of the present application.

이하, 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 application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present application. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present application, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

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 said to be "connected" with another part, this includes not only the case that it is "directly connected", but also the case that it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. 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 said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with the other member, but also the case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the entire specification of the present application, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

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. The terms "about", "substantially", etc. to the extent used throughout the present specification are used at or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances specific to the stated meaning are presented, and the understanding of the present application To assist, accurate or absolute numerical values are used to prevent unreasonable use of the stated disclosure by unscrupulous infringers.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.As used throughout the specification of the present application, the term "step (to)" or "step of" 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 the present specification, the term "combination(s) thereof" included in the expression of the Makushi form refers to one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of components described in the expression of the Makushi form, It means to include at least one selected from the group consisting of the above constituent elements.

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

이하, 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원은 이러한 구현예 및 실시예에 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments and examples of the present application will be described in detail. However, the present application is not limited to these embodiments and examples.

본원의 제 1 측면은, 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 제공한다.A first aspect of the present disclosure provides a flexible pocket composite structure comprising a composite comprising particles enclosed by each of one or more first pockets formed by a first sheet and a second sheet opposed to each other.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각은 독립적으로, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 두께가 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 모서리 길이보다 작은 2차원 구조체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet are each independently, and the thickness of each of the first sheet and the second sheet is greater than the edge length of each of the first sheet and the second sheet. It may be a small two-dimensional structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로, In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet are each independently,

탄소질 시트를 포함하거나;Comprises a carbonaceous sheet;

셀룰로오스를 포함하거나;Contains cellulose;

하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:

[식 1][Equation 1]

MaAb M a A b

여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,

질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene, stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) may be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 식 1의 상기 M은 Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속 원소이고, 상기 A는 O, S, Se, 또는 Te인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the M of Formula 1 is Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe , Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au , Hg, Tl, Pb, Po, and a metal element selected from the group consisting of combinations thereof, and A may be O, S, Se, or Te, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 탄소를 10 중량% 이상 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheet may contain 10% by weight or more of carbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 제 1 시트와 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 독립적으로 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)을 함유하는 시트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the first carbonaceous sheet and the second carbonaceous sheet are each independently graphene, graphite, carbon nanotube, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or It may include a sheet containing reduced graphene oxide (rGO), but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 탄소 전구체를 이용하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheet may be formed using a carbon precursor, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소 전구체는 고분자, 셀룰로오스, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbon precursor is a polymer, cellulose, graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO). It may be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 제 1 시트 및 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 서로 독립적으로 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the exemplary embodiment of the present disclosure, the first carbonaceous sheet and the second carbonaceous sheet may each independently contain B, N, P, S, As, Sb, or Bi, but are limited thereto. It doesn't work.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1 시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet are not in contact with each other is each The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 한 개 이상 또는 두 개 이상의 제 1 포켓은 서로 이격되어 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the one or more or two or more first pockets may be formed to be spaced apart from each other, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는, 상기 포접된 입자와 접촉하지 않은 영역에서 상기 포접된 입자 크기의 약 80% 이하의 간격을 두고 서로 대향하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 간격은 상기 포접된 입자 크기의 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 20% 이하, 약 10% 이하일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are opposed to each other at an interval of about 80% or less of the size of the enclosed particles in a region not in contact with the enclosed particles. It may be characterized, but is not limited thereto. For example, the spacing may be about 80% or less, about 70% or less, about 60% or less, about 50% or less, about 40% or less, about 30% or less, about 20% or less, about 10 of the size of the enclosed particles. % Or less, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 포켓은 폐쇄형 (closed type), 또는 부분적으로 폐쇄형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 포켓은 그에 의해 포접된 입자의 표면을 모두 랩핑하거나 또는 부분적으로 랩핑할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first pocket may be a closed type or a partially closed type, but is not limited thereto. For example, the first pocket may wrap all or partially wrap the surface of the particles enclosed by it, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각은 주름(wrinkle)을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는 시트 등과 같이 그 자체가 유연성을 가지는 것일 수 있으며, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는 주름(wrinkle)을 가짐으로써 유연성이 더욱 증가하고 신축성도 가질 수 있어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트가 서로 접촉하는 한 개 이상의 영역에 상기 주름(들)이 형성되어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다.In one embodiment of the present application, each of the first sheet and the second sheet may have a wrinkle, but is not limited thereto. The first sheet and the second sheet may themselves have flexibility, such as a sheet, and the first sheet and the second sheet have wrinkles, thereby further increasing flexibility and elasticity. , The first pocket may have excellent flexibility, elasticity, and the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like. For example, in the flexible pocket composite structure, the wrinkle(s) are formed in at least one area in which the first and second sheets facing each other contact each other, so that the first pocket has excellent flexibility and elasticity. And the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1 시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet are not in contact with each other is each The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 포함된 상기 복합체가 두 개 이상인 경우, 상기 복합체 각각에 포함된 상기 제 1 포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 복합체들이 서로 접촉되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, when there are two or more composites included in the flexible pocket composite structure, the two or more composites are in contact with each other by mutual contact of the first pockets included in each of the composites. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는, 상기 구조체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the flexible pocket composite structure may further include a second pocket that encloses at least one of the structures, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓은 복수 개의 시트들을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the second pocket may include a plurality of sheets, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓은 상기 제 1 포켓에 대하여 기재된 시트를 포함하는 것으로서 상기 제 1 포켓에 대하여 기재된 내용은 모두 상기 제 2 포켓에 모두 적용되며 편의상 적어도 일부 내용의 중복 기재를 생략할 수 있다. In one embodiment of the present application, the second pocket includes a sheet described with respect to the first pocket, and all the contents described with respect to the first pocket are all applied to the second pocket, and at least some of the contents are duplicated for convenience. Can be omitted.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓에 포함되는 상기 시트는, 상기 시트의 두께가 상기 시트의 모서리 길이보다 작은 2차원 구조체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the sheet included in the second pocket may be a two-dimensional structure in which the thickness of the sheet is smaller than the length of the edge of the sheet, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓은,In one embodiment of the present application, the second pocket,

탄소질 시트를 포함하거나;Comprises a carbonaceous sheet;

셀룰로오스를 포함하거나;Contains cellulose;

하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:

[식 1][Equation 1]

MaAb M a A b

여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,

질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene, stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) may be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 식 1의 상기 M은 Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속 원소이고, 상기 A는 O, S, Se, 또는 Te인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in relation to the second pocket, the M of Equation 1 is Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, and a metal element selected from the group consisting of combinations thereof, and A may be O, S, Se, or Te, but is not limited thereto. Does not.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 탄소질 시트는 탄소를 10 중량% 이상 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the exemplary embodiment of the present disclosure, the carbonaceous sheet may contain 10% by weight or more of carbon in relation to the second pocket, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 탄소질 제 1 시트와 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 독립적으로 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)을 함유하는 시트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in relation to the second pocket, the carbonaceous first sheet and the carbonaceous second sheet are each independently graphene, graphite, carbon nanotube, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene It may include a sheet containing pin oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO), but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 탄소질 시트는 탄소 전구체를 이용하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the exemplary embodiment of the present disclosure, the carbonaceous sheet in relation to the second pocket may be formed using a carbon precursor, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 탄소 전구체는 고분자, 셀룰로오스, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in relation to the second pocket, the carbon precursor is a polymer, cellulose, graphene, graphite, carbon nanotube, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced It may include graphene oxide (rGO), but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓과 관련하여 상기 탄소질 제 1 시트 및 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 서로 독립적으로 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in relation to the second pocket, the first carbonaceous sheet and the second carbonaceous sheet each independently contain B, N, P, S, As, Sb, or Bi additionally It may be, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 다공성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have porosity, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 반도체성, 전도성 또는 절연성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the particles may be semiconducting, conductive, or insulating, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 전극 재료 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle may include an electrode material material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자 또는 상기 전극 재료 물질은 본 기술 분야에 공지된 물질을 특별히 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전극 재료 물질은 상기 하나 이상의 원소 또는 그의 화합물, 또는 상기 두 개 이상의 원소들의 합금 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle or the electrode material material may be a material known in the art without particular limitation, for example, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn , Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P and S may include one or more elements selected from the group consisting of, but limited thereto It does not become. For example, the electrode material material may include the one or more elements, a compound thereof, or an alloy of the two or more elements, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트들과 상기 입자의 중량비는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 1 : 0.001 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 탄소질 시트들과 상기 입자의 중량비는 약 1 : 0.001 이상, 약 1 : 0.001 내지 1,000, 약 1 : 0.001 내지 500, 약 1 : 0.001 내지 100, 약 1 : 0.001 내지 10, 약 1 : 0.01 내지 1,000, 약 1 : 0.01 내지 500, 약 1 : 0.01 내지 100, 약 1 : 0.01 내지 10, 약 1 : 0.1 내지 1,000, 약 1 : 0.1 내지 500, 약 1 : 0.1 내지 10, 또는 약 1 : 0.1 내지 10일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the exemplary embodiment of the present disclosure, the weight ratio of the carbonaceous sheets and the particles is not particularly limited, but may be, for example, about 1: 0.001 or more, but is not limited thereto. For example, the weight ratio of the carbonaceous sheets and the particles is about 1: 0.001 or more, about 1: 0.001 to 1,000, about 1: 0.001 to 500, about 1: 0.001 to 100, about 1: 0.001 to 10, about 1: 0.01 to 1,000, about 1: 0.01 to 500, about 1: 0.01 to 100, about 1: 0.01 to 10, about 1: 0.1 to 1,000, about 1: 0.1 to 500, about 1: 0.1 to 10, or about 1: It may be 0.1 to 10, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 나노입자이거나 약 1 μm 이하의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 또는 약 1 nm이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 5 nm 이하, 약 1 nm 이하, 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 약 1 nm 내지 약 950 nm, 약 1 nm 내지 약 900 nm, 약 1 nm 내지 약 850 nm, 약 1 nm 내지 약 800 nm, 약 1 nm 내지 약 750 nm, 약 1 nm 내지 약 700 nm, 약 1 nm 내지 약 650 nm, 약 1 nm 내지 약 600 nm, 약 1 nm 내지 약 550 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 1 nm 내지 약 450 nm, 약 1 nm 내지 약 400 nm, 약 1 nm 내지 약 350 nm, 약 1 nm 내지 약 300 nm, 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 약 200 nm, 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 100 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 30 nm, 약 1 nm 내지 약10 nm, 약 1 nm 내지 약5 nm, 약 10 nm 내지 약 1,000 nm, 약 10 nm 내지 약 950 nm, 약 10 nm 내지 약 900 nm, 약 10 nm 내지 약 850 nm, 약 10 nm 내지 약 800 nm, 약 10 nm 내지 약 750 nm, 약 10 nm 내지 약 700 nm, 약 10 nm 내지 약 650 nm, 약 10 nm 내지 약 600 nm, 약 10 nm 내지 약 550 nm, 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 450 nm, 약 10 nm 내지 약 400 nm, 약 10 nm 내지 약 350 nm, 약 10 nm 내지 약 300 nm, 약 10 nm 내지 약 250 nm, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 30 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the particles may be nanoparticles or may have a size of about 1 μm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles may be about 1,000 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, or about 1 nm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles is about 1,000 nm or less, about 500 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, about 5 nm or less, about 1 nm or less, about 1 nm to about 1,000 nm, about 1 nm To about 950 nm, about 1 nm to about 900 nm, about 1 nm to about 850 nm, about 1 nm to about 800 nm, about 1 nm to about 750 nm, about 1 nm to about 700 nm, about 1 nm to about 650 nm, about 1 nm to about 600 nm, about 1 nm to about 550 nm, about 1 nm to about 500 nm, about 1 nm to about 450 nm, about 1 nm to about 400 nm, about 1 nm to about 350 nm , About 1 nm to about 300 nm, about 1 nm to about 250 nm, about 1 nm to about 200 nm, about 1 nm to about 150 nm, about 1 nm to about 100 nm, about 1 nm to about 50 nm, about 1 nm to about 30 nm, about 1 nm to about 10 nm, about 1 nm to about 5 nm, about 10 nm to about 1,000 nm, about 10 nm to about 950 nm, about 10 nm to about 900 nm, about 10 nm To about 850 nm, about 10 nm to about 800 nm, about 10 nm to about 750 nm, about 10 nm to about 700 nm, about 10 nm to about 650 nm, about 10 nm to about 600 nm, about 10 nm to about 550 nm, about 10 nm to about 500 nm, about 10 nm to about 450 nm, about 10 nm to about 400 nm, about 10 nm to about 350 nm, about 10 nm to about 300 nm, about 10 nm to about 250 nm , About 10 nm to about 200 nm, about 10 nm to about 150 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 10 nm To about 50 nm, or about 10 nm to about 30 nm, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 마이크로미터 또는 그 이상의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 특별히 제한되지 않으며 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 형성하는 상기 시트의 크기와 상기 구조체들의 적층에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 약 100 μm 이하, 약 10 μm 이하, 약 1 μm 이하, 약 800 nm 이하, 약 600 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 400 nm 이하, 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 50 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 10 nm 내지 약 100μm, 약 10 nm 내지 약 50μm, 약 10 nm 내지 약 10μm, 약 10 nm 내지 약 1μm, 약 10 nm 내지 500 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 100μm, 약 100 nm 내지 약 50μm, 약 100 nm 내지 약 10μm, 또는 약 100 nm 내지 약 1μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have a size of micrometers or more, but is not limited thereto. For example, the size of the flexible pocket composite structure is not particularly limited and may be adjusted according to the size of the sheet forming the flexible pocket composite structure and the stacking of the structures. For example, the size of the flexible pocket composite structure is about 100 μm or less, about 10 μm or less, about 1 μm or less, about 800 nm or less, about 600 nm or less, about 500 nm or less, about 400 nm or less, about 300 nm Or less, about 200 nm or less, about 100 nm or less, about 50 nm or less, about 10 nm or less, about 10 nm to about 100 μm, about 10 nm to about 50 μm, about 10 nm to about 10 μm, about 10 nm to about 1 μm, It may be about 10 nm to 500 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 100 nm to about 100 μm, about 100 nm to about 50 μm, about 100 nm to about 10 μm, or about 100 nm to about 1 μm, but is not limited thereto. May not.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 물, 알콜류, 유기 용매 등 다양한 유기 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 그래핀과 같은 탄소계 물질들의 분산성에 비하여 현저히 우수한 분산성을 가짐으로써 전극이나 다양한 디바이스 제조에 용이하게 적용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in a solvent. For example, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in various organic solvents such as water, alcohols, and organic solvents, and the flexible pocket composite structure is significantly superior to the dispersibility of carbon-based materials such as graphene. By having acidity, it can be easily applied to manufacturing electrodes or various devices.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 본 기술 분야의 공지된 방법에 의하여 측정될 수 있으며, 용매의 종류에 따라 그 값이 상이할 수 있음을 통상의 기술자는 용이하게 이해할 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 약 +10 mV 이상 또는 약 -10 mV이하일 수 있어서 용매에서 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 우수한 분산성을 갖는다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 약 +10 mV 이상 또는 약 -10 mV이하, 약 +20 mV 이상 또는 약 -20 mV이하, 약 +30 mV 이상 또는 약 -30 mV이하, 약 +50 mV 이상 또는 약 -50 mV이하, 약 +60 mV 이상 또는 약 -60 mV이하, 약 +80 mV 이상 또는 약 -80 mV이하, 약 +100 mV 이상 또는 약 -100 mV이하, 약 ±10 mV 내지 약 ±100 mV, 약 ±10 mV 내지 약 ±80 mV, 약 ±10 mV 내지 약 ±60 mV, 또는 약 ±10 mV 내지 약 ±40 mV 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는, 전극을 제공한다. In one embodiment of the present application, the zeta potential of the flexible pocket composite structure can be measured by a method known in the art, and a person skilled in the art readily understands that the value may be different depending on the type of solvent. I can understand. For example, the zeta potential of the flexible pocket composite structure may be about +10 mV or more or about -10 mV or less, so that the flexible pocket composite structure has excellent dispersibility in a solvent. For example, the zeta potential of the flexible pocket composite structure is about +10 mV or more or about -10 mV or less, about +20 mV or more or about -20 mV or less, about +30 mV or more or about -30 mV or less, about +50 mV or more or about -50 mV or less, about +60 mV or more or about -60 mV or less, about +80 mV or more or about -80 mV or less, about +100 mV or more or about -100 mV or less, about ±10 mV to about ±100 mV, about ±10 mV to about ±80 mV, about ±10 mV to about ±60 mV, or about ±10 mV to about ±40 mV, but may not be limited thereto. A second aspect of the present application provides an electrode, comprising the flexible pocket composite structure according to the first aspect of the present application.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전극은 애노드 또는 캐소드로서 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the electrode may be used as an anode or a cathode, but is not limited thereto.

본원의 제 3 측면은, 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 본원의 제 2 측면에 따른 전극을 포함하는, 에너지 저장 디바이스를 제공한다. A third aspect of the present application provides an energy storage device comprising an electrode according to the second aspect of the present application comprising the flexible pocket composite structure.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전극은 상기 에너지 저장 디바이스의 애노드 또는 캐소드로서 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the electrode may be used as an anode or a cathode of the energy storage device, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 배터리 또는 캐패시터, 또는 배터리-캐패시터 하이브리드일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present disclosure, the energy storage device may be a battery or a capacitor, or a battery-capacitor hybrid, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 리튬 이온 배터리, 소듐 이온 배터리, 리튬 에어 배터리, 소듐 에어 배터리, 리튬 메탈 배터리, 소듐 메탈 배터리, 리튬 이온 하이브리드 캐패시터, 또는 소듐 이온 하이브리드 캐패시터인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the energy storage device may be a lithium ion battery, a sodium ion battery, a lithium air battery, a sodium air battery, a lithium metal battery, a sodium metal battery, a lithium ion hybrid capacitor, or a sodium ion hybrid capacitor. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자로서 Si, Fe, Ni, Co, Al, Ge, Sn, Mn, Ti, V, Cu, Zn, W, Ag, Pt, Ga, P, Au, Sb, Te, Pb, Bi 및 Cd로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 상기 전극 재료가 애노드로서 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자는 상기 원소, 상기 원소를 포함하는 화합물 또는 합금을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, as the particles Si, Fe, Ni, Co, Al, Ge, Sn, Mn, Ti, V, Cu, Zn, W, Ag, Pt, Ga, P, Au, Sb, Te The electrode material including one or more elements selected from the group consisting of Pb, Bi, and Cd may be used as the anode, but may not be limited thereto. For example, the particles may include the element, a compound or an alloy containing the element, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자로서 S를 포함하는 상기 전극 재료가 캐소드로서 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the electrode material including S as the particle may be used as a cathode, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 전극 재료로서 사용될 수 있는 다른 금속 성분과 합금화될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the particles may be alloyed with other metal components that may be used as an electrode material, but may not be limited thereto.

이하, 본원의 제 2 측면의 전극 및 본원의 제 3 측면의 에너지 저장 디바이스에 대하여 설명하며, 본원의 제 1 측면에 대하여 기재된 내용은 이하에서 그 기재가 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 대하여 기재된 내용 모두 본원의 제 2 측면 및 본원의 제 3 측면에 적용될 수 있다.Hereinafter, the electrode of the second aspect of the present application and the energy storage device of the third aspect of the present application will be described. Both can be applied to the second aspect of the present application and the third aspect of the present application.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may include a composite including particles enclosed by each of one or more first pockets formed by a first sheet and a second sheet facing each other.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1 시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet are not in contact with each other is each The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 한 개 이상 또는 두 개 이상의 제 1 포켓은 서로 이격되어 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the one or more or two or more first pockets may be formed to be spaced apart from each other, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 포켓은 폐쇄형 (closed type), 또는 부분적으로 폐쇄형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 포켓은 그에 의해 포접된 입자의 표면을 모두 랩핑하거나 또는 부분적으로 랩핑할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first pocket may be a closed type or a partially closed type, but is not limited thereto. For example, the first pocket may wrap all or partially wrap the surface of the particles enclosed by it, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각은 주름(wrinkle)을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는 그래핀 시트 등과 같이 그 자체가 유연성을 가지는 것일 수 있으며, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는 주름(wrinkle)을 가짐으로써 유연성이 더욱 증가하고 신축성도 가질 수 있어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트가 서로 접촉하는 한 개 이상의 영역에 상기 주름(들)이 형성되어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다.In one embodiment of the present application, each of the first sheet and the second sheet may have a wrinkle, but is not limited thereto. The first sheet and the second sheet may themselves have flexibility, such as a graphene sheet, and the first sheet and the second sheet have wrinkles, thereby further increasing flexibility and having elasticity. Thus, the first pocket may have excellent flexibility, elasticity, and the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like. For example, in the flexible pocket composite structure, the wrinkle(s) are formed in at least one area in which the first and second sheets facing each other contact each other, so that the first pocket has excellent flexibility and elasticity. And the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet do not contact each other, respectively The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 포함된 상기 복합체가 두 개 이상인 경우, 상기 복합체 각각에 포함된 상기 제 1포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 복합체들이 서로 접촉되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, when there are two or more composites included in the flexible pocket composite structure, the two or more composites are in contact with each other by mutual contact of the first pockets included in each of the composites. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는, 상기 복합체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may further include a second pocket enclosing one or more of the composite, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 다공성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have porosity, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓은 복수 개의 시트들을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the second pocket may include a plurality of sheets, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 반도체성, 전도성 또는 절연성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the particles may be semiconducting, conductive, or insulating, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 전극 재료 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle may include an electrode material material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자 또는 상기 전극 재료 물질은 본 기술 분야에 공지된 물질을 특별히 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전극 재료 물질은 상기 하나 이상의 원소 또는 그의 화합물, 또는 상기 두 개 이상의 원소들의 합금 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle or the electrode material material may be a material known in the art without particular limitation, for example, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn , Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P and S may include one or more elements selected from the group consisting of, but limited thereto It does not become. For example, the electrode material material may include the one or more elements, a compound thereof, or an alloy of the two or more elements, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 1 : 0.001 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 약 1 : 0.001 이상, 약 1 : 0.001 내지 1,000, 약 1 : 0.001 내지 500, 약 1 : 0.001 내지 100, 약 1 : 0.001 내지 10, 약 1 : 0.01 내지 1,000, 약 1 : 0.01 내지 500, 약 1 : 0.01 내지 100, 약 1 : 0.01 내지 10, 약 1 : 0.1 내지 1,000, 약 1 : 0.1 내지 500, 약 1 : 0.1 내지 10, 또는 약 1 : 0.1 내지 10일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the weight ratio of the sheets and the particles is not particularly limited, but may be, for example, about 1: 0.001 or more, but is not limited thereto. For example, the weight ratio of the sheets and the particles is about 1: 0.001 or more, about 1: 0.001 to 1,000, about 1: 0.001 to 500, about 1: 0.001 to 100, about 1: 0.001 to 10, about 1: 0.01 to 1,000, about 1: 0.01 to 500, about 1: 0.01 to 100, about 1: 0.01 to 10, about 1: 0.1 to 1,000, about 1: 0.1 to 500, about 1: 0.1 to 10, or about 1: It may be 0.1 to 10, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 나노입자이거나 약 1 μm 이하의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 또는 약 1 nm이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 5 nm 이하, 약 1 nm 이하, 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 약 1 nm 내지 약 950 nm, 약 1 nm 내지 약 900 nm, 약 1 nm 내지 약 850 nm, 약 1 nm 내지 약 800 nm, 약 1 nm 내지 약 750 nm, 약 1 nm 내지 약 700 nm, 약 1 nm 내지 약 650 nm, 약 1 nm 내지 약 600 nm, 약 1 nm 내지 약 550 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 1 nm 내지 약 450 nm, 약 1 nm 내지 약 400 nm, 약 1 nm 내지 약 350 nm, 약 1 nm 내지 약 300 nm, 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 약 200 nm, 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 100 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 30 nm, 약 1 nm 내지 약10 nm, 약 1 nm 내지 약5 nm, 약 10 nm 내지 약 1,000 nm, 약 10 nm 내지 약 950 nm, 약 10 nm 내지 약 900 nm, 약 10 nm 내지 약 850 nm, 약 10 nm 내지 약 800 nm, 약 10 nm 내지 약 750 nm, 약 10 nm 내지 약 700 nm, 약 10 nm 내지 약 650 nm, 약 10 nm 내지 약 600 nm, 약 10 nm 내지 약 550 nm, 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 450 nm, 약 10 nm 내지 약 400 nm, 약 10 nm 내지 약 350 nm, 약 10 nm 내지 약 300 nm, 약 10 nm 내지 약 250 nm, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 30 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the particles may be nanoparticles or may have a size of about 1 μm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles may be about 1,000 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, or about 1 nm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles is about 1,000 nm or less, about 500 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, about 5 nm or less, about 1 nm or less, about 1 nm to about 1,000 nm, about 1 nm To about 950 nm, about 1 nm to about 900 nm, about 1 nm to about 850 nm, about 1 nm to about 800 nm, about 1 nm to about 750 nm, about 1 nm to about 700 nm, about 1 nm to about 650 nm, about 1 nm to about 600 nm, about 1 nm to about 550 nm, about 1 nm to about 500 nm, about 1 nm to about 450 nm, about 1 nm to about 400 nm, about 1 nm to about 350 nm , About 1 nm to about 300 nm, about 1 nm to about 250 nm, about 1 nm to about 200 nm, about 1 nm to about 150 nm, about 1 nm to about 100 nm, about 1 nm to about 50 nm, about 1 nm to about 30 nm, about 1 nm to about 10 nm, about 1 nm to about 5 nm, about 10 nm to about 1,000 nm, about 10 nm to about 950 nm, about 10 nm to about 900 nm, about 10 nm To about 850 nm, about 10 nm to about 800 nm, about 10 nm to about 750 nm, about 10 nm to about 700 nm, about 10 nm to about 650 nm, about 10 nm to about 600 nm, about 10 nm to about 550 nm, about 10 nm to about 500 nm, about 10 nm to about 450 nm, about 10 nm to about 400 nm, about 10 nm to about 350 nm, about 10 nm to about 300 nm, about 10 nm to about 250 nm , About 10 nm to about 200 nm, about 10 nm to about 150 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 10 nm To about 50 nm, or about 10 nm to about 30 nm, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 상기 구조체에 의하여 포접되는 입자의 크기 또는 상기 제 1 포켓을 형성하는 시트의 크기에 의하여 결정될 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 상기 구조체에 의하여 포접되는 입자의 크기 이상일 수 있으며, 또는 상기 제 1 포켓을 형성하는 시트의 크기 또는 그 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예들 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 상기 제 2 포켓을 추가 포함하는 경우, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 상기 입자의 크기와 상기 제 2 포켓의 두께를 합한 것과 동일하거나 그 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 높이는 상기 입자의 크기 및/또는 상기 제 2 포켓의 두께 등을 고려하여 결정될 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 너비는 상기 제 1 포켓을 형성하는 시트의 너비 및/또는 상기 제 2 포켓의 두께 등을 고려하여 결정될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the size of the flexible pocket composite structure may be determined by the size of the particles enclosed by the structure or the size of the sheet forming the first pocket, but is not limited thereto. For example, the size of the flexible pocket composite structure may be greater than or equal to the size of the particles enclosed by the structure, or may be greater than or equal to the size of the sheet forming the first pocket, but is not limited thereto. For example, when the flexible pocket composite structure further includes the second pocket, the size of the flexible pocket composite structure may be equal to or greater than the sum of the size of the particles and the thickness of the second pocket, but is limited thereto. It is not that it becomes. For example, the height of the flexible pocket composite structure may be determined in consideration of the size of the particles and/or the thickness of the second pocket, and the width of the flexible pocket composite structure is the width of the sheet forming the first pocket. And/or may be determined in consideration of the thickness of the second pocket, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 나노미터 내지 마이크로미터 또는 그 이상의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 특별히 제한되지 않으며 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 형성하는 상기 시트의 크기와 상기 복합체들의 적층에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 약 100 μm 이하, 약 10 μm 이하, 약 1 μm 이하, 약 800 nm 이하, 약 600 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 400 nm 이하, 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 50 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 10 nm 내지 약 100μm, 약 10 nm 내지 약 50μm, 약 10 nm 내지 약 10μm, 약 10 nm 내지 약 1μm, 약 10 nm 내지 500 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 100μm, 약 100 nm 내지 약 50μm, 약 100 nm 내지 약 10μm, 또는 약 100 nm 내지 약 1μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. For example, the size of the flexible pocket composite structure may have a size of nanometers to micrometers or more, but is not limited thereto. For example, the size of the flexible pocket composite structure is not particularly limited and may be adjusted according to the size of the sheet forming the flexible pocket composite structure and the stacking of the composites. For example, the size of the flexible pocket composite structure is about 100 μm or less, about 10 μm or less, about 1 μm or less, about 800 nm or less, about 600 nm or less, about 500 nm or less, about 400 nm or less, about 300 nm Or less, about 200 nm or less, about 100 nm or less, about 50 nm or less, about 10 nm or less, about 10 nm to about 100 μm, about 10 nm to about 50 μm, about 10 nm to about 10 μm, about 10 nm to about 1 μm, It may be about 10 nm to 500 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 100 nm to about 100 μm, about 100 nm to about 50 μm, about 100 nm to about 10 μm, or about 100 nm to about 1 μm, but is not limited thereto. May not.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 물, 알콜류, 유기 용매 등 다양한 유기 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 그래핀과 같은 탄소계 물질들의 분산성에 비하여 현저히 우수한 분산성을 가짐으로써 전극이나 다양한 디바이스 제조에 용이하게 적용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in a solvent. For example, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in various organic solvents such as water, alcohols, and organic solvents, and the flexible pocket composite structure is significantly superior to the dispersibility of carbon-based materials such as graphene. By having acidity, it can be easily applied to manufacturing electrodes or various devices.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 본 기술 분야의 공지된 방법에 의하여 측정될 수 있으며, 용매의 종류에 따라 그 값이 상이할 수 있음을 통상의 기술자는 용이하게 이해할 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 약 +10 mV 이상 또는 약 -10 mV이하일 수 있어서 용매에서 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 우수한 분산성을 갖는다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제타 포텐셜은 약 +10 mV 이상 또는 약 -10 mV이하, 약 +20 mV 이상 또는 약 -20 mV이하, 약 +30 mV 이상 또는 약 -30 mV이하, 약 +50 mV 이상 또는 약 -50 mV이하, 약 +60 mV 이상 또는 약 -60 mV이하, 약 +80 mV 이상 또는 약 -80 mV이하, 약 +100 mV 이상 또는 약 -100 mV이하, 약 ±10 mV 내지 약 ±100 mV, 약 ±10 mV 내지 약 ±80 mV, 약 ±10 mV 내지 약 ±60 mV, 또는 약 ±10 mV 내지 약 ±40 mV일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the zeta potential of the flexible pocket composite structure can be measured by a method known in the art, and a person skilled in the art readily understands that the value may be different depending on the type of solvent. I can understand. For example, the zeta potential of the flexible pocket composite structure may be about +10 mV or more or about -10 mV or less, so that the flexible pocket composite structure has excellent dispersibility in a solvent. For example, the zeta potential of the flexible pocket composite structure is about +10 mV or more or about -10 mV or less, about +20 mV or more or about -20 mV or less, about +30 mV or more or about -30 mV or less, about +50 mV or more or about -50 mV or less, about +60 mV or more or about -60 mV or less, about +80 mV or more or about -80 mV or less, about +100 mV or more or about -100 mV or less, about ±10 mV to about ±100 mV, about ±10 mV to about ±80 mV, about ±10 mV to about ±60 mV, or about ±10 mV to about ±40 mV, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 배터리 또는 캐패시터, 또는 배터리-캐패시터 하이브리드인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the energy storage device may be a battery or a capacitor, or a battery-capacitor hybrid, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에너지 저장 디바이스는 리튬 이온 배터리, 소듐 이온 배터리, 리튬 에어 배터리, 소듐 에어 배터리, 리튬 메탈 배터리, 소듐 메탈 배터리, 리튬 이온 하이브리드 캐패시터, 또는 소듐 이온 하이브리드 캐패시터인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the energy storage device may be a lithium ion battery, a sodium ion battery, a lithium air battery, a sodium air battery, a lithium metal battery, a sodium metal battery, a lithium ion hybrid capacitor, or a sodium ion hybrid capacitor. However, it may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 따른 에너지 저장 디바이스는, 상기 전극 재료를 애노드 및/또는 캐소드로서 포함하고, 전해질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The energy storage device according to the exemplary embodiment of the present disclosure may include the electrode material as an anode and/or a cathode, and may include an electrolyte, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 따른 에너지 저장 디바이스에 있어서, 상기 전극을 애노드 및/또는 캐소드로서 포함하는 경우, 상기 애노드 및/또는 캐소드는 상기 구조체를 Cu 호일과 같인 금소의 호일 상에 도포하거나 페이스트하는 등 본 기술 분야에 공지된 방법에 의하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In the energy storage device according to the exemplary embodiment of the present disclosure, when the electrode is included as an anode and/or cathode, the anode and/or cathode apply or paste the structure onto a metal foil such as Cu foil. It may be formed by a method known in the art, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 따른 에너지 저장 디바이스는, 상기 전극을 애노드 및/또는 캐소드로서 포함하고 전해질 및 분리막을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 전해질 및 상기 분리막은 본 기술 분야에서 공지된 것들을 통상의 기술자가 적절히 선택하여 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.The energy storage device according to the exemplary embodiment of the present disclosure may include the electrode as an anode and/or a cathode and include an electrolyte and a separator, but may not be limited thereto. The electrolyte and the separator may be appropriately selected by a person skilled in the art and used without particular limitation, known in the art.

예를 들어, 상기 분리막(separator)은 리튬 이온 배터리, 리튬 이온 하이브리드 캐패시터 등에서 통상 사용되는 것으로서 캐소드와 애노드를 분리하여 전극간의 전기 접촉을 막아주는 구성 요소로서, 전지의 안전성을 위하여 박막화, 고강도, 이온투과성 및 전류차단 특성이 요구된다. 상기 분리막은 상기 애노드와 상기 캐소드는 사이에 정위되어 단락을 방지하는 것으로서, 본 기술 분야에서 통상 사용되는 것을 특별히 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 분리막의 주요 소재로는, 예를 들어, PE, PP, PE/PP 적층구조 또는 PE/PP 상분리 구조 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 분리막은 다공성 폴리머 멤브레인일 수 있으며, 이는 전극들 사이에서 왕복하는 리튬 이온을 위한 도관으로서 제공된다. 캐소드, 애노드, 및 분리막은 함께 "배터리 스택"을 형성할 수 있다. 상기 배터리 스택 및 전해질은 금속성 전지 케이싱 내에 기밀 밀봉되는데, 이는 또한 외부 회로에 대한 접촉을 제공한다. For example, the separator is commonly used in lithium ion batteries and lithium ion hybrid capacitors, and is a component that separates the cathode and the anode to prevent electrical contact between electrodes. Permeability and current blocking characteristics are required. The separator is positioned between the anode and the cathode to prevent a short circuit, and those commonly used in the present technical field may be used without particular limitation. The main material of the separator includes, for example, a PE, PP, PE/PP laminated structure or a PE/PP phase separation structure, but is not limited thereto. For example, the separator may be a porous polymer membrane, which serves as a conduit for lithium ions to reciprocate between electrodes. The cathode, anode, and separator together can form a “battery stack”. The battery stack and electrolyte are hermetically sealed within a metallic cell casing, which also provides contact to external circuitry.

예를 들어, 상기 전극 재료는 캐소드 활물질과 애노드 활물질로서 본 기술 분야에 공지된 조합 및 선택된 전해질과의 이의 혼화성을 기초로 하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리, 리튬 이온 하이브리드 캐패시터 등의 상기 에너지 저장 디바이스에 대한 적합한 캐소드 활물질은 LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, Li1-xFexPO4　(0≤x≤1), Li[Mn2-xMx]O4　(M=Co, Ni, Cr, Al, Mg, 0≤x≤0.1), LiaCoMxO2, Li1-bCoM'yO2 (M 및 M'은 W, Mo Zr, Ti, Mg, Ta, Al, Fe, V, Cr, 및/또는 Nb; 1≤a≤1.2, 0<b≤0.05, 0≤x≤0.02 및 0≤y≤0.02), LiNiO2, LiNiMnCoO2, Li2FePO4F, LiCo0.33Ni0.33Mn0.33O2, Li(LiaNixMnyCoz)O2 (또한 NMC로서 알려짐), LiNiCoAlO2, Li4Ti5O12, Li3V2(PO4)3 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 활물질은 약 10 nm 내지 약 1000 nm 범위의 평균 입자 크기(예를 들어, 직경)를 갖는 나노입자의 현탁액 형태로 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 일부 물질들은 적절한 크기 범위로 상업적으로 입수 가능하다.For example, the electrode material may be selected based on a combination known in the art as a cathode active material and an anode active material and miscibility thereof with a selected electrolyte. For example, suitable cathode active materials for the energy storage devices such as lithium ion batteries and lithium ion hybrid capacitors are LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , Li 1-x Fe x PO 4 (0≦x≦1) , Li[Mn 2-x M x ]O 4 (M=Co, Ni, Cr, Al, Mg, 0≤x≤0.1), Li a CoM x O 2 , Li 1-b CoM' y O 2 (M and M'are W, Mo Zr, Ti, Mg, Ta, Al, Fe, V, Cr, and/or Nb; 1≤a≤1.2, 0<b≤0.05 , 0≤x≤0.02 and 0≤y≤0.02), LiNiO 2 , LiNiMnCoO 2 , Li 2 FePO 4 F, LiCo 0.33 Ni 0.33 Mn 0.33 O 2 , Li(Li a Ni x Mn y Co z )O 2 (also known as NMC), LiNiCoAlO 2 , Li 4 Ti 5 O 12 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 And it may include those selected from the group consisting of combinations thereof, but is not limited thereto. For example, the active material may be applied in the form of a suspension of nanoparticles having an average particle size (eg, diameter) in the range of about 10 nm to about 1000 nm, but is not limited thereto, and some materials have an appropriate size range. It is commercially available.

예를 들어, 상기 전해질 (electrolyte)은 애노드 및 캐소드의 이온 교환을 원활하게 해주는 구성 요소로서, 최근에는 휘발성 및 인화성이 낮은 이온성 액체 전해질이나 겔 고분자 전해질 등을 주로 사용하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 전해질은, 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다. 상기 유기 용매로는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 유기 용매로는, 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부티로락톤(butyrolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등의 에스테르계 용매; 디부틸 에테르(dibutyl ether) 또는 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 등의 에테르계 용매; 시클로헥사논(cyclohexanone) 등의 케톤계 용매; 벤젠(benzene), 플루오로벤젠(fluorobenzene) 등의 방향족 탄화수소계 용매; 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate, DMC), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate, DEC), 메틸에틸카보네이트(methylethylcarbonate, MEC), 에틸메틸카보네이트(ethylmethylcarbonate, EMC), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate, PC) 등의 카보네이트계 용매; 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등의 알코올계 용매; R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류; 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류; 또는 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. 이중에서도 카보네이트계 용매가 바람직하고, 전지의 충방전 성능을 높일 수 있는 높은 이온전도도 및 고유전율을 갖는 환형 카보네이트(예를 들면, 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트 등)와, 저점도의 선형 카보네이트계 화합물(예를 들면, 에틸메틸카보네이트, 디메틸카보네이트 또는 디에틸카보네이트 등)의 혼합물이 보다 바람직하다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다.For example, the electrolyte is a component that facilitates ion exchange between the anode and the cathode, and recently, an ionic liquid electrolyte or a gel polymer electrolyte having low volatility and flammability is mainly used, but is not limited thereto. . Specifically, the electrolyte may include an organic solvent and a lithium salt. The organic solvent may be used without particular limitation as long as it can serve as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of a battery can move. Specifically, examples of the organic solvent include ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyrolactone, and caprolactone; Ether solvents such as dibutyl ether or tetrahydrofuran; Ketone solvents such as cyclohexanone; Aromatic hydrocarbon-based solvents such as benzene and fluorobenzene; Dimethylcarbonate (DMC), diethylcarbonate (DEC), methylethylcarbonate (MEC), ethylmethylcarbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, Carbonate-based solvents such as PC); Alcohol solvents such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol; Nitriles such as R-CN (R is a C2 to C20 linear, branched or cyclic hydrocarbon group, and may contain a double bonded aromatic ring or an ether bond); Amides such as dimethylformamide; Dioxolanes such as 1,3-dioxolane; Alternatively, sulfolanes or the like may be used. Among them, carbonate-based solvents are preferable, and cyclic carbonates having high ionic conductivity and high dielectric constant (e.g., ethylene carbonate or propylene carbonate, etc.), which can increase the charging/discharging performance of the battery, and low-viscosity linear carbonate-based compounds ( For example, a mixture of ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate or diethyl carbonate) is more preferable. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of about 1:1 to about 1:9, the electrolyte may exhibit excellent performance.

상기 리튬염은 리튬　이차전지에서 사용되는 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬염은, LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiCl, LiI, 또는 LiB(C2O4)2　등이 사용될 수 있다. The lithium salt may be used without particular limitation as long as it is a compound capable of providing lithium ions used in a lithium secondary battery. Specifically, the lithium salt is, LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN(C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 . LiCl, LiI, or LiB(C 2 O 4 ) 2 or the like may be used.

예를 들어, 액체 전해질로는 LiPF6-EC/DEC, 고체 고분자 전해질로는 LiBF4 + PEO, 겔 고분자 전해질로는 LiPF6-EC/DMC + PVdF-HFP, 이온성 액체 전해질로는 LiTFSI-EMITFSI 가 있으나, 이로 제한되지 않는다. For example, LiPF 6 -EC/DEC as a liquid electrolyte, LiBF 4 + PEO as a solid polymer electrolyte, LiPF 6 -EC/DMC + PVdF-HFP as a gel polymer electrolyte, LiTFSI-EMITFSI as an ionic liquid electrolyte There is, but is not limited to this.

본원의 일 구현예에 따른 상기 구조체는 높은 비표면적과 높은 다공성을 가짐으로써 이를 상기 에너지 저장 디바이스의 전극재료로 사용시 이온들의 이동 및 저장이 용이하며 많은 활성 사이트를 가지게 되어 높은 에너지 밀도, 높은 전력 밀도, 및 우수한 충방전 용량비를 실현할 수 있는 효과를 가진다. The structure according to the exemplary embodiment of the present disclosure has a high specific surface area and high porosity, so when it is used as an electrode material for the energy storage device, it is easy to move and store ions, and has many active sites, resulting in high energy density and high power density. , And has an effect of realizing an excellent charge/discharge capacity ratio.

본원의 일 구현예에 있어서, 본원의 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는 전극이 상기 애노드로서 사용되는 경우, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 포함되는 상기 입자는 Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga 및 P 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함함으로써, 종래 리튬 애노드에 활성 탄소만을 포함하는 경우와 비교하여 높은 전기화학적 환원전위를 가지기 때문에, 높은 에너지 밀도, 비정전 용량 (specific capacity) 및 중량 효율(Wh/kg)을 가질 수 있고, 안정성의 측면에서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 포함되는 상기 제 1 포켓, 또는 상기 제 1 포켓 및 상기 제 2 포켓의 유연성, 신축성 등으로 인하여 반복 충전/방전 사이클 동안 발생하는 실리콘 등의 상기 입자의 부피 팽창을 수용할 수 있어서, 에너지 저장용 다수의 활성 물질의 팽창 및 분쇄(pulverization)를 방지할 수 있다.In one embodiment of the present application, when the electrode including the flexible pocket composite structure of the present application is used as the anode, the particles included in the flexible pocket composite structure are Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, and by including one or more elements selected from the group consisting of P, compared to the case of including only activated carbon in the conventional lithium anode Therefore, since it has a high electrochemical reduction potential, it can have high energy density, specific capacity and weight efficiency (Wh/kg), and in terms of stability, the first pocket included in the flexible pocket composite structure Or, due to the flexibility and elasticity of the first pocket and the second pocket, it is possible to accommodate the volume expansion of the particles such as silicon, which occurs during repeated charge/discharge cycles, so that the expansion of a plurality of active materials for energy storage and Pulverization can be prevented.

상기 전해질 (electrolyte)은 애노드 및 캐소드의 이온 교환을 원활하게 해주는 구성 요소로서, 최근에는 휘발성 및 인화성이 낮은 이온성 액체 전해질이나 겔 고분자 전해질 등을 주로 사용하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 액체 전해질로는 LiPF6-EC/DEC, 고체 고분자 전해질로는 LiBF4 + PEO, 겔 고분자 전해질로는 LiPF6-EC/DMC + PVdF-HFP 및 이온성 액체 전해질로는 LiTFSI-EMITFSI 가 있으나, 이로 제한되지 않는다.The electrolyte is a component that facilitates ion exchange between an anode and a cathode, and recently, an ionic liquid electrolyte or a gel polymer electrolyte having low volatility and flammability is mainly used, but is not limited thereto. For example, LiPF 6 -EC/DEC as a liquid electrolyte, LiBF 4 + PEO as a solid polymer electrolyte, LiPF 6 -EC/DMC + PVdF-HFP as a gel polymer electrolyte, and LiTFSI-EMITFSI as an ionic liquid electrolyte There is, but is not limited to this.

본원의 제 4 측면은, 하기를 포함하는, 본원의 제 1 측면의 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법을 제공한다:A fourth aspect of the present application provides a method of manufacturing the flexible pocket composite structure of the first aspect of the present application, comprising:

(a) 입자, 고분자 및 시트들을 포함하는 층상 복합체를 형성하는 것으로서, 상기 층상 복합체는 제 1 시트와 제 2 시트로서 표시되는 서로 대향하는 두 개의 상기 시트들 사이에 한 개 이상의 상기 입자가 배치되고 상기 입자는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각과 상기 고분자에 의하여 연결되어 있는 것이며;(a) forming a layered composite comprising particles, polymers, and sheets, wherein the layered composite comprises at least one of the particles disposed between two opposing sheets represented as a first sheet and a second sheet, and The particles are connected to each of the first sheet and the second sheet by the polymer;

(b) 상기 층상 복합체로부터 상기 고분자를 제거함으로써, 상기 서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 수득함.(b) by removing the polymer from the layered composite, a flexible pocket including a composite comprising particles enclosed by each of the at least one first pocket formed by the first sheet and the second sheet facing each other Obtaining a composite structure.

본원의 제 1 측면에 대하여 기재된 모든 내용은 본원의 제 4 측면에 모두 적용되며 중복되는 일부 내용의 기재를 생략할 수 있다.All contents described with respect to the first aspect of the present application are applied to all of the fourth aspect of the present application, and description of some overlapping contents may be omitted.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은, 상기 (b)에 있어서, 상기 층상 복합체를 열처리 하기 전에, 상기 층상 복합체를 분쇄하여 상기 층상 복합체의 입자체를 형성한 후 상기 층상 복합체의 입자체로부터 상기 고분자를 제거함으로써, 상기 복합체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 형성하는 것을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 고분자는 상기 고분자를 분해하거나 증발시켜 제거할 수 있는 온도에서 가열하는 것을 포함하는 열 처리에 의하여 제거될 수 있거나, 상기 고분자를 용해할 수 있는 적절한 용매를 사용하여 제거될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고분자의 제거를 위한 상기 가열 온도 및 상기 용매는 사용되는 고분자의 구체적인 종류에 따라 본 기술 분야의 통상의 기술자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. In one embodiment of the present application, the method of manufacturing the flexible pocket composite structure is, in (b), before heat treatment of the layered composite, the layered composite is pulverized to form particles of the layered composite, and then the By removing the polymer from the particle body of the layered composite, it may further include forming a second pocket that encloses one or more of the composite, but is not limited thereto. For example, the polymer may be removed by heat treatment including heating at a temperature capable of decomposing or evaporating the polymer to be removed, or may be removed using an appropriate solvent capable of dissolving the polymer. , But is not limited thereto. The heating temperature and the solvent for removing the polymer may be appropriately selected and used by a person skilled in the art according to the specific type of the polymer to be used.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 층상 복합체의 분쇄는 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 대량생산하기 위하여 사용되는 것으로서, 볼-밀링, 그라인딩, 믹서기 또는 체 (sieve)를 이용하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분쇄는 약 1시간 이내의 단시간에 수행되어 상기 층상 복합체를 분쇄하고, 입자화하여 복수의 상기 입자들이 응집된 상기 층상 복합체의 입자체를 형성할 수 있으며, 이에 따라, 단시간에 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 대량생산할 수 있다.In one embodiment of the present application, the pulverization of the layered composite is used to mass-produce the flexible pocket composite structure, and may be performed using a ball-milling, grinding, blender or sieve, but this It is not limited. The pulverization is performed in a short time within about 1 hour to crush and granulate the layered composite to form a particle body of the layered composite in which a plurality of the particles are agglomerated, and thus, the flexible pocket composite in a short time. The structure can be mass-produced.

본원의 일 구현예에 의하여, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 초고속 대량 생산이 가능한 제조 방법을 제공할 수 있다. 종래 기술에 있어서, 전극 재료 제조 시 볼-밀링 공정 (ball-milling process)을 이용하는 경우, 그래핀과 같은 물질이 쉽게 손상되고 실리콘이 노출되어 부피 팽창, SEI 층 성장 및 파괴와 같은 LIB에서의 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본원의 구현예들에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은 실리콘 입자 등과 같은 다양한 입자 및 그래핀 등과 같은 시트들이 고분자에 의하여 적층되도록 하고 또한 상기 볼-밀링 공정과 같은 분쇄 공정에서 실리콘 입자 및 시트의 층상 복합체 구조를 안전하게 유지할 수 있어, 리튬 애노드용 활물질을 실리콘 및 그래핀의 손상 없이 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 초고속으로 대량 생산할 수 있다. According to one embodiment of the present application, it is possible to provide a manufacturing method capable of ultra-high-speed mass production of the flexible pocket composite structure. In the prior art, when a ball-milling process is used when manufacturing an electrode material, a material such as graphene is easily damaged and silicon is exposed, resulting in problems in LIB such as volume expansion, growth and destruction of the SEI layer. Can occur. However, in the embodiments of the present application, in the method of manufacturing the flexible pocket composite structure, various particles such as silicon particles and sheets such as graphene are stacked by a polymer, and silicon in a grinding process such as the ball-milling process. Since the layered composite structure of particles and sheets can be safely maintained, the flexible pocket composite structure can be mass-produced at an ultra-high speed without damaging silicon and graphene as an active material for a lithium anode.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 두께가 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 모서리 길이보다 작은 2차원 구조체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet are each independently, and the thickness of each of the first sheet and the second sheet is smaller than the edge length of each of the first sheet and the second sheet. It may be a two-dimensional structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자는 플라스틱, 합성고무, 또는 합성섬유로 이용되는 고분자를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the polymer may include a polymer used as plastic, synthetic rubber, or synthetic fiber, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자는 폴리아미드 (PA), 폴리카보네이트 (PC), 폴리에스테르 (PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리올레핀(PO), 폴리스타이렌(PS), 폴리우레탄 (PU), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 (ABS), 에폭시(Epoxy), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 페놀포름알데히드 (PF), 멜라민포름알데히드 (MF), 우레아포름알데히드 (UF), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드(PI), 플라스타치(Plastarch), 폴리락트산 (PLA), 퓨란(Furan), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 폴리아이소프렌, 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 나일론, 올레핀, 아크릴, 레이온, 스테렌부타디엔(SBR), 또는 폴리비닐알코올 (PVA)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the polymer is polyamide (PA), polycarbonate (PC), polyester (PES), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyolefin (PO), polystyrene (PS), Polyurethane (PU), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), epoxy, polymethyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), phenol formaldehyde (PF), melamine formaldehyde (MF) ), urea formaldehyde (UF), polyvinyl chloride (PVC), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyimide (PI), Plasarch, polylactic acid (PLA), furan (Furan), polyvinylidene chloride (PVDC), polyethylene terephthalate (PETE), polyisoprene, polyvinyl acetate (PVAc), nylon, olefin, acrylic, rayon, styrene butadiene (SBR), or polyvinyl alcohol (PVA) ) May be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서, 상기 층상 복합체는, 용매 중 상기 시트들(sheets)과 상기 입자를 포함하는 용액에 상기 고분자를 첨가하는 것에 의하여 상기 입자와 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각을 상기 고분자에 의하여 연결하는 것을 포함하는 공정에 의하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in (a), the layered composite is formed with the particles and the first sheet by adding the polymer to a solution containing the sheets and the particles in a solvent. It may be formed by a process including connecting each of the second sheets by the polymer, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서 상기 고분자는, 용매 중 상기 시트들(sheets)과 상기 입자를 포함하는 용액에 상기 고분자를 첨가하는 것에 의하여 또는 상기 고분자 형성용 모노머를 첨가하여 중합시키는 것에 의하여 상기 입자와 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각을 상기 고분자에 의하여 연결하는 것을 포함하는 공정에 의하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the polymer in (a) is polymerized by adding the polymer to a solution containing the sheets and the particles in a solvent or by adding the polymer forming monomer. The particles may be formed by a process including connecting each of the particles, the first sheet and the second sheet by the polymer, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은, 상기 (a)에서, 상기 고분자가 상기 시트들 각각의 표면 및 상기 입자(들) 각각의 표면에서 중합되어, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트와 상기 한 개 이상의 상기 입자가 상기 고분자에 의하여 연결되도록 하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the exemplary embodiment of the present application, in the method of manufacturing the flexible pocket composite structure, in (a), the polymer is polymerized on the surfaces of each of the sheets and on the surfaces of each of the particle(s), and the first sheet And the second sheet and the one or more particles may be connected by the polymer, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서 상기 고분자는 음이온 중합성인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the polymer in (a) may be anionic polymerizable, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서 상기 고분자 형성용 모노머는 음이온 중합성 모노머를 중합시켜 형성될 수 있으며, 필요한 경우 중합 개시제를 추가로 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 중합 개시제는 본 기술 분야에 공지된 것들을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the polymer-forming monomer in (a) may be formed by polymerizing an anionic polymerizable monomer, and if necessary, a polymerization initiator may be additionally used, but the present invention is not limited thereto. As the polymerization initiator, those known in the art may be used without particular limitation.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 형성용 모노머는 C1- 10알킬 시아노아크릴레이트; 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산, 술포프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 이들의 다른 수용성 형태 또는 다른 중합가능 카르복실산 또는 술폰산, 술포메틸화 아크릴아미드, 알릴 술포네이트, 스티렌 술폰산, 소듐 비닐 술포네이트 등의 염기 부가 염을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 C1-10알킬 시아노아크릴레이트에 포함된 상기 C1- 10알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 이들의 선형 또는 분지형의 모든 가능한 이성질체를 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, monomers for forming the polymer is a C 1- 10 alkyl cyanoacrylate; Acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, sulfopropyl acrylate or methacrylate or other water-soluble forms thereof or other polymerizable carboxylic acids or sulfonic acids, sulfomethylated It may include a base addition salt such as acrylamide, allyl sulfonate, styrene sulfonic acid, sodium vinyl sulfonate, but is not limited thereto. In one embodiment of the invention, the C 1-10 alkyl wherein the C 1- 10 alkyl cyano contained in the furnace acrylate is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and their All possible isomers, either linear or branched, may be included.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은, 상기 (a)에서, 상기 고분자의 모노머가 상기 시트들 각각의 표면 및 상기 입자들 각각의 표면에 존재하는 수분에 의하여 중합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, in the method of manufacturing the flexible pocket composite structure, in (a), the monomer of the polymer is polymerized by moisture present on the surfaces of each of the sheets and each of the particles. It may be, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서, 상기 용매는 상기 고분자의 모노머의 중합 시 발생되는 반응열에 의하여 증발되어 제거되거나 또는 상기 중합 후에 제거되어 상기 유연성 포켓 복합 구조체 내에 동공(pore)을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서, 상기 용매는 상기 고분자를 용해할 수 있는 것으로서 100°C 이하의 비점을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매는 예를 들어 메탄올, 이소프로필알콜, 또는 100°C 이하의 비점을 갖는 다른 알코올류 또는 유기 용매를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present application, in (a), the solvent is evaporated and removed by the reaction heat generated during polymerization of the polymer monomer, or is removed after the polymerization to create a pore in the flexible pocket composite structure. It may be formed, but is not limited thereto. For example, in the exemplary embodiment of the present application, in (a), the solvent is capable of dissolving the polymer and may have a boiling point of 100 °C or less, but is not limited thereto. As the solvent, for example, methanol, isopropyl alcohol, or other alcohols or organic solvents having a boiling point of 100 °C or less may be used.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (b)에서, 상기 분쇄에 의하여 수득된 상기 층상 복합체의 입자체는 마이크로미터 이상의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, in (b), the particle body of the layered composite obtained by the pulverization may have a size of micrometer or more, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은, 상기 층상 복합체의 상기 분쇄에 의하여 수득된 상기 입자체로부터 상기 고분자를 제거하기 전에 상기 입자체의 외부 표면에 존재하는 포접되지 않은 상기 입자들을 제거하는 것을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 입자체의 외부 표면에 존재하는 포접되지 않은 상기 입자들을 제거하는 것은 상기 입자를 용해할 수 있는 용매를 사용하여 상기 입자를 용해 제거하는 것에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 입자가 Si 을 포함하는 경우, 포접되지 않은 입자의 제거는 염기성 용액을 사용하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 염기성 용액은 수산화 칼륨, 수산화 칼슘 등을 포함하는 강염기성 수용액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 구현예들에 의하여, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 초고속 대량 생산이 가능한 제조 방법을 제공할 수 있다. 종래 기술에 있어서, 전극 재료 제조 시 볼-밀링 공정 (ball-milling process)을 이용하는 경우, 그래핀과 같은 탄소질 물질이 쉽게 손상되고 실리콘이 노출되어 부피 팽창, SEI 층 성장 및 파괴와 같은 LIB에서의 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본원의 구현예들에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법은, 실리콘 입자 등과 같은 다양한 입자 및 그래핀 등과 같은 탄소질 시트들이 고분자에 의하여 적층되도록 하고 또한 상기 볼-밀링 공정과 같은 분쇄 공정에서 실리콘 입자 및 그래핀 시트의 층상 복합체 구조를 안전하게 유지할 수 있어, 리튬 애노드용 활물질을 실리콘 및 그래핀의 손상 없이 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 초고속으로 대량 생산할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present application, the method of manufacturing the flexible pocket composite structure includes non-inclusion existing on the outer surface of the particle body before removing the polymer from the particle body obtained by the pulverization of the layered composite. It may be to further include removing the particles, but is not limited thereto. Removing the non-contaminated particles present on the outer surface of the particle body may be performed by dissolving and removing the particles using a solvent capable of dissolving the particles. For example, when the particles contain Si, the removal of non-contaminated particles may be performed using a basic solution, but is not limited thereto. For example, the basic solution may include a strong basic aqueous solution containing potassium hydroxide, calcium hydroxide, or the like, but is not limited thereto. According to the embodiments of the present application, it is possible to provide a manufacturing method capable of ultra-high-speed mass production of the flexible pocket composite structure. In the prior art, in the case of using a ball-milling process when manufacturing an electrode material, carbonaceous materials such as graphene are easily damaged and silicon is exposed, resulting in volume expansion, growth and destruction of the SEI layer. Can cause problems. However, in the embodiments of the present application, the method of manufacturing the flexible pocket composite structure is such that various particles such as silicon particles and carbonaceous sheets such as graphene are laminated by a polymer, and pulverization such as the ball-milling process In the process, the layered composite structure of the silicon particles and the graphene sheet can be safely maintained, so that the active material for a lithium anode can be mass-produced at an ultra-high speed without damaging the silicon and graphene.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 시트, 상기 제 2 시트, 및 상기 제 2 포켓은 각각 독립적으로, In one embodiment of the present application, the first sheet, the second sheet, and the second pocket are each independently,

탄소질 시트를 포함하거나;Comprises a carbonaceous sheet;

셀룰로오스를 포함하거나;Contains cellulose;

하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:

[식 1][Equation 1]

MaAb M a A b

여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,

질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene, stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) may be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 식 1의 상기 M은 Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속 원소이고, 상기 A는 O, S, Se, 또는 Te인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the M of Formula 1 is Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe , Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au , Hg, Tl, Pb, Po, and a metal element selected from the group consisting of combinations thereof, and A may be O, S, Se, or Te, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 탄소를 10 중량% 이상 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheet may contain 10% by weight or more of carbon, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)을 함유하는 시트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheet is a sheet containing graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO) It may include, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 탄소 전구체를 이용하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheet may be formed using a carbon precursor, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소 전구체는 고분자, 셀룰로오스, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbon precursor is a polymer, cellulose, graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO). It may be included, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소질 시트는 각각 서로 독립적으로 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the carbonaceous sheets may each independently contain B, N, P, S, As, Sb, or Bi, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet do not contact each other, respectively The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 한 개 이상 또는 두 개 이상의 제 1 포켓은 서로 이격되어 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the one or more or two or more first pockets may be formed to be spaced apart from each other, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 서로 대향하는 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는, 상기 포접된 입자와 접촉하지 않은 영역에서 상기 포접된 입자 크기의 약 80% 이하의 간격을 두고 서로 대향하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 간격은 상기 포접된 입자 크기의 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 20% 이하, 약 10% 이하일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are opposed to each other at an interval of about 80% or less of the size of the enclosed particle in a region not in contact with the enclosed particle. It may be characterized, but is not limited thereto. For example, the spacing may be about 80% or less, about 70% or less, about 60% or less, about 50% or less, about 40% or less, about 30% or less, about 20% or less, about 10 of the size of the enclosed particles. % Or less, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 포켓은 폐쇄형 (closed type), 또는 부분적으로 폐쇄형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 포켓은 그에 의해 포접된 입자의 표면을 모두 랩핑하거나 또는 부분적으로 랩핑할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first pocket may be a closed type or a partially closed type, but is not limited thereto. For example, the first pocket may wrap all or partially wrap the surface of the particles enclosed by it, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트 각각은 주름(wrinkle)을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는 시트 등과 같이 그 자체가 유연성을 가지는 것일 수 있으며, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는 주름(wrinkle)을 가짐으로써 유연성이 더욱 증가하고 신축성도 가질 수 있어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트가 서로 접촉하는 한 개 이상의 영역에 상기 주름(들)이 형성되어, 상기 제 1 포켓이 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있고, 상기 유연성 포켓 복합 구조체가 우수한 유연성, 신축성 등을 가질 수 있다.In one embodiment of the present application, each of the first sheet and the second sheet may have a wrinkle, but is not limited thereto. The first sheet and the second sheet may themselves have flexibility, such as a sheet, and the first sheet and the second sheet may have a wrinkle, thereby further increasing flexibility and having elasticity. , The first pocket may have excellent flexibility, elasticity, and the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like. For example, in the flexible pocket composite structure, the wrinkle(s) are formed in at least one area in which the first and second sheets facing each other contact each other, so that the first pocket has excellent flexibility and elasticity. And the like, and the flexible pocket composite structure may have excellent flexibility, elasticity, and the like.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 서로 대향하는 제 1시트와 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in one or more regions, and at least one region in which the first sheet and the second sheet do not contact each other, respectively The first pocket may be formed, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 포함된 상기 복합체가 두 개 이상인 경우, 상기 복합체 각각에 포함된 상기 제 1포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 복합체들이 서로 접촉되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, when there are two or more composites included in the flexible pocket composite structure, the two or more composites are in contact with each other by mutual contact of the first pockets included in each of the composites. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는, 상기 구조체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the flexible pocket composite structure may further include a second pocket that encloses at least one of the structures, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 포켓은 복수 개의 시트들을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the second pocket may include a plurality of sheets, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 반도체성, 전도성 또는 절연성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the exemplary embodiment of the present disclosure, the particles may be semiconducting, conductive, or insulating, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 전극 재료 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle may include an electrode material material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자 또는 상기 전극 재료 물질은 본 기술 분야에 공지된 물질을 특별히 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전극 재료 물질은 상기 하나 이상의 원소 또는 그의 화합물, 또는 상기 두 개 이상의 원소들의 합금 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the particle or the electrode material material may be a material known in the art without particular limitation, for example, Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn , Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P and S may include one or more elements selected from the group consisting of, but limited thereto It does not become. For example, the electrode material material may include the one or more elements, a compound thereof, or an alloy of the two or more elements, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 1 : 0.001 이상 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 약 1 : 0.001 이상, 약 1 : 0.001 내지 1,000, 약 1 : 0.001 내지 500, 약 1 : 0.001 내지 100, 약 1 : 0.001 내지 10, 약 1 : 0.01 내지 1,000, 약 1 : 0.01 내지 500, 약 1 : 0.01 내지 100, 약 1 : 0.01 내지 10, 약 1 : 0.1 내지 1,000, 약 1 : 0.1 내지 500, 약 1 : 0.1 내지 10, 또는 약 1 : 0.1 내지 10일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the weight ratio of the sheets and the particles is not particularly limited, but may be, for example, about 1: 0.001 or more, but is not limited thereto. For example, the weight ratio of the sheets and the particles is about 1: 0.001 or more, about 1: 0.001 to 1,000, about 1: 0.001 to 500, about 1: 0.001 to 100, about 1: 0.001 to 10, about 1: 0.01 to 1,000, about 1: 0.01 to 500, about 1: 0.01 to 100, about 1: 0.01 to 10, about 1: 0.1 to 1,000, about 1: 0.1 to 500, about 1: 0.1 to 10, or about 1: It may be 0.1 to 10, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자는 나노입자이거나 약 1 μm 이하의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 또는 약 1 nm이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 크기는 약 1,000 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 5 nm 이하, 약 1 nm 이하, 약 1 nm 내지 약 1,000 nm, 약 1 nm 내지 약 950 nm, 약 1 nm 내지 약 900 nm, 약 1 nm 내지 약 850 nm, 약 1 nm 내지 약 800 nm, 약 1 nm 내지 약 750 nm, 약 1 nm 내지 약 700 nm, 약 1 nm 내지 약 650 nm, 약 1 nm 내지 약 600 nm, 약 1 nm 내지 약 550 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 1 nm 내지 약 450 nm, 약 1 nm 내지 약 400 nm, 약 1 nm 내지 약 350 nm, 약 1 nm 내지 약 300 nm, 약 1 nm 내지 약 250 nm, 약 1 nm 내지 약 200 nm, 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 100 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 30 nm, 약 1 nm 내지 약10 nm, 약 1 nm 내지 약5 nm, 약 10 nm 내지 약 1,000 nm, 약 10 nm 내지 약 950 nm, 약 10 nm 내지 약 900 nm, 약 10 nm 내지 약 850 nm, 약 10 nm 내지 약 800 nm, 약 10 nm 내지 약 750 nm, 약 10 nm 내지 약 700 nm, 약 10 nm 내지 약 650 nm, 약 10 nm 내지 약 600 nm, 약 10 nm 내지 약 550 nm, 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 450 nm, 약 10 nm 내지 약 400 nm, 약 10 nm 내지 약 350 nm, 약 10 nm 내지 약 300 nm, 약 10 nm 내지 약 250 nm, 약 10 nm 내지 약 200 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 30 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the particles may be nanoparticles or may have a size of about 1 μm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles may be about 1,000 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, or about 1 nm or less, but may not be limited thereto. For example, the size of the particles is about 1,000 nm or less, about 500 nm or less, about 100 nm or less, about 10 nm or less, about 5 nm or less, about 1 nm or less, about 1 nm to about 1,000 nm, about 1 nm To about 950 nm, about 1 nm to about 900 nm, about 1 nm to about 850 nm, about 1 nm to about 800 nm, about 1 nm to about 750 nm, about 1 nm to about 700 nm, about 1 nm to about 650 nm, about 1 nm to about 600 nm, about 1 nm to about 550 nm, about 1 nm to about 500 nm, about 1 nm to about 450 nm, about 1 nm to about 400 nm, about 1 nm to about 350 nm , About 1 nm to about 300 nm, about 1 nm to about 250 nm, about 1 nm to about 200 nm, about 1 nm to about 150 nm, about 1 nm to about 100 nm, about 1 nm to about 50 nm, about 1 nm to about 30 nm, about 1 nm to about 10 nm, about 1 nm to about 5 nm, about 10 nm to about 1,000 nm, about 10 nm to about 950 nm, about 10 nm to about 900 nm, about 10 nm To about 850 nm, about 10 nm to about 800 nm, about 10 nm to about 750 nm, about 10 nm to about 700 nm, about 10 nm to about 650 nm, about 10 nm to about 600 nm, about 10 nm to about 550 nm, about 10 nm to about 500 nm, about 10 nm to about 450 nm, about 10 nm to about 400 nm, about 10 nm to about 350 nm, about 10 nm to about 300 nm, about 10 nm to about 250 nm , About 10 nm to about 200 nm, about 10 nm to about 150 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 10 nm To about 50 nm, or about 10 nm to about 30 nm, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 마이크로미터 또는 그 이상의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 특별히 제한되지 않으며 상기 유연성 포켓 복합 구조체를 형성하는 상기 시트의 크기와 상기 복합체들의 적층에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 크기는 약 100 μm 이하, 약 10 μm 이하, 약 1 μm 이하, 약 800 nm 이하, 약 600 nm 이하, 약 500 nm 이하, 약 400 nm 이하, 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 50 nm 이하, 약 10 nm 이하, 약 10 nm 내지 약 100μm, 약 10 nm 내지 약 50μm, 약 10 nm 내지 약 10μm, 약 10 nm 내지 약 1μm, 약 10 nm 내지 500 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 100μm, 약 100 nm 내지 약 50μm, 약 100 nm 내지 약 10μm, 또는 약 100 nm 내지 약 1μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have a size of micrometers or more, but is not limited thereto. For example, the size of the flexible pocket composite structure is not particularly limited and may be adjusted according to the size of the sheet forming the flexible pocket composite structure and the stacking of the composites. For example, the size of the flexible pocket composite structure is about 100 μm or less, about 10 μm or less, about 1 μm or less, about 800 nm or less, about 600 nm or less, about 500 nm or less, about 400 nm or less, about 300 nm Or less, about 200 nm or less, about 100 nm or less, about 50 nm or less, about 10 nm or less, about 10 nm to about 100 μm, about 10 nm to about 50 μm, about 10 nm to about 10 μm, about 10 nm to about 1 μm, It may be about 10 nm to 500 nm, about 10 nm to about 100 nm, about 100 nm to about 100 μm, about 100 nm to about 50 μm, about 100 nm to about 10 μm, or about 100 nm to about 1 μm, but is not limited thereto. May not.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 물, 알콜류, 유기 용매 등 다양한 유기 용매에서 우수한 분산성을 갖는 것일 수 있으며, 상기 유연성 포켓 복합 구조체는 그래핀과 같은 탄소계 물질들의 분산성에 비하여 현저히 우수한 분산성을 가짐으로써 전극이나 다양한 디바이스 제조에 용이하게 적용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in a solvent. For example, the flexible pocket composite structure may have excellent dispersibility in various organic solvents such as water, alcohols, and organic solvents, and the flexible pocket composite structure is significantly superior to the dispersibility of carbon-based materials such as graphene. By having acidity, it can be easily applied to manufacturing electrodes or various devices.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 (a)에서, 상기 용매는 상기 고분자의 중합 시 발생되는 반응열에 의하여 증발되어 제거되거나 또는 상기 중합 후에 제거되어 상기 유연성 포켓 복합 구조체 내에 동공(pore)을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, in (a), the solvent is evaporated and removed by the reaction heat generated during polymerization of the polymer, or is removed after the polymerization to form a pore in the flexible pocket composite structure. It may be, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 용매는 100°C 이하의 비점을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present application, the solvent may have a boiling point of 100 °C or less, but is not limited thereto.

본원의 제 5 측면은 본원의 제 4 측면의 방법에 의하여 제조되는 유연성 포켓 복합 구조체를 제공한다. 본원의 제 1 측면 및 제 4 측면에 대하여 기재된 모든 내용은 본원의 제 5측면에 모두 적용되며 편의상 중복기재를 생략한다.A fifth aspect of the present application provides a flexible pocket composite structure manufactured by the method of the fourth aspect of the present application. All contents described with respect to the first and fourth aspects of the present application are applied to all of the fifth aspect of the present application, and duplicate descriptions are omitted for convenience.

이하, 본원에 대하여 실시예 및 도면을 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예 및 도면은 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail using examples and drawings, but the following examples and drawings are merely illustrative to aid understanding of the present application, and the contents of the present application are not limited thereto.

이하, 본원에 대하여 실시예 및 도면을 이용하여 좀더 구체적으로 설명하며, 다만, 본원이 이러한 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail using examples and drawings, but the present application is not limited by these examples and drawings.

[[ 실시예Example ]]

< 사용 물질들><Materials used>

명시되지 않은 경우 모든 시약은 상업적 출처 (Junsei, Henkel, Graphene 슈퍼마켓, US Research Nanomaterials, Inc., Angstron Materials 및 덕산)에서 수득되었으며 정제없이 사용되었다. 특히, 실리콘 나노입자 (입자 크기: 30 nm 내지 50 nm, 98+%)는Nanostructured & Amorphous Materials, Inc. 에서 구입되었다. 수산화칼륨 (KOH)은 Junsei로부터 구입되었다. 시아노 아크릴레이트(Cyanoacrylate) 글루는 Henkel에서 구입되었다. 그래핀 분말은 Graphene Supermarket, US Research Nanomaterials, Inc. 및 Angstron Materials에서 구입되었다. 아세톤과 증류수는 덕산에서 구입되었다. 모든 화학 물질은 대기 중에서 사용되었다.If not specified, all reagents were obtained from commercial sources (Junsei, Henkel, Graphene supermarket, US Research Nanomaterials, Inc., Angstron Materials and Deoksan) and used without purification. In particular, silicon nanoparticles (particle size: 30 nm to 50 nm, 98+%) are manufactured by Nanostructured & Amorphous Materials, Inc. Was purchased from. Potassium hydroxide (KOH) was purchased from Junsei. Cyanoacrylate glue was purchased from Henkel. Graphene powder was obtained from Graphene Supermarket, US Research Nanomaterials, Inc. And from Angstron Materials. Acetone and distilled water were purchased from Deoksan. All chemicals were used in the atmosphere.

<나노-실리콘을 포함하는 <Nano-silicon containing 그래핀Graphene 유연성 포켓의 합성> Synthesis of flexible pockets>

그래핀 분말과 실리콘 나노입자는 초음파 처리를 사용하여 아세톤 중에서 중량비 (1 : 9, 2 : 8, 3 : 7 및 4 : 6)로 혼합되었다. 그런 다음 상기 혼합 용액에 시아노아크릴레이트 글루 모노머를 첨가하고 몇 시간 동안 즉시 손으로 흔들어 주었다. 이때, 사용되는 그래핀 및 아세톤의 양에 따라 시아노아크릴레이트 글루 모노머의 양이 조절되었다. 상기 글루 모노머는 상기 아세톤과 같은 중량을 사용했고 그것은 그래핀 중량의 수십 배에 해당하였다. 시아노아크릴레이트 글루 모노머는 몇 초 내에 중합 반응을 시작하였으며, 상기 반응은 1 분 이내에 종료되었다.Graphene powder and silicon nanoparticles were mixed at a weight ratio (1:9, 2:8, 3:7 and 4:6) in acetone using ultrasonic treatment. Then, cyanoacrylate glue monomer was added to the mixed solution and shaken by hand immediately for several hours. At this time, the amount of the cyanoacrylate glue monomer was adjusted according to the amount of graphene and acetone used. The glue monomer used the same weight as the acetone, and it corresponds to several tens of the weight of graphene. The cyanoacrylate glue monomer started the polymerization reaction within a few seconds, and the reaction was completed within 1 minute.

상기 반응 후, 중합된 시아노아크릴레이트, 그래핀 및 실리콘의 혼합물은 60℃ 진공 오븐에서 30 분 미만 동안 건조되었다. 완전히 경화된 혼합물은 해머를 이용하여 밀링을 위한 적합한 크기로 분쇄되었고 볼 밀링 머신 (8000M Mixer / Mill, SPEX SamplePrep)의 바이알 내로 전달되었다. 10 분간 볼 밀을 실행하였고 상기 혼합물의 분말이 수득되었다. 상기 수득된 분말은 1 M 수산화칼륨 (KOH) 용액에서 1 분 미만 동안 에칭되었다. 이 단계에서, 상기 에칭된 파우더는 Si_ECA_G 로 명명된다. 상기 에칭된 분말은 잘 밀봉된 튜브-퍼니스를 사용하여 673K에서 30 분 동안 H2 및 Ar 분위기에서 열처리되었다. 위의 과정에 따라 유연성 포켓 복합 구조체인Si_GPP가 수득되었다.After the reaction, a mixture of polymerized cyanoacrylate, graphene and silicone was dried in a vacuum oven at 60° C. for less than 30 minutes. The fully cured mixture was crushed with a hammer to a suitable size for milling and transferred into a vial of a ball milling machine (8000M Mixer / Mill, SPEX SamplePrep). A ball mill was run for 10 minutes and a powder of the mixture was obtained. The obtained powder was etched in a 1 M potassium hydroxide (KOH) solution for less than 1 minute. In this step, the etched powder is named Si_ECA_G. The etched powder was heat-treated in an atmosphere of H 2 and Ar for 30 minutes at 673 K using a well-sealed tube-furnace. According to the above procedure, a flexible pocket composite structure, Si_GPP, was obtained.

< 특성 분석><Characteristic analysis>

1. FE-TEM (전계 방출-투과 현미경)1.FE-TEM (field emission-transmission microscope)

TEM 관찰 (FEI 사 제조 Titan cubed G2)의 경우, Si_GPP가 아세톤 용매를 이용하여 분산되었고 Cu 메쉬 그리드 상에 위치되었다. 상기 TEM에 부착된 에너지 분산 분광기 (EDS: Energy Dispersive Spectrometry )를 사용하여 국소 원소 정보 및 원소매핑을 수득하였다.For TEM observation (Titan cubed G2 manufactured by FEI), Si_GPP was dispersed using an acetone solvent and placed on a Cu mesh grid. Local element information and round sleeves were obtained using an energy dispersive spectroscopy (EDS) attached to the TEM.

2. FE-SEM (전계 방출 주사 전자 현미경)2. FE-SEM (field emission scanning electron microscope)

SEM 관찰 (FEI 사의 Magellan 400, Hitachi 사의 SU8230)의 경우, Si_GPP 및 Si_ECA_G가 아세톤 용매 내에 분산되어 실리콘 웨이퍼의 작은 조각 상에 적가되었다. 또한, SEM에 부착된 후방 산란 전자 (BSE) 검출기가 구별되는 실리콘 입자의 이미지를 수득하기 위하여 사용되었다. Si_GPP 단면 관찰을 위한 시료 제조를 위하여, 5 mg의 Si_GPP가 Nafion 117 용액 내에 분산된 다음 실리콘 웨이퍼 상에도 또한 적가되었다. 이온빔 단면 폴리셔 (IB09010CP, JEOL)가 이온빔을 사용하여 단면 샘플을 만드는 데 사용되었다.For SEM observation (FEI's Magellan 400, Hitachi's SU8230), Si_GPP and Si_ECA_G were dispersed in an acetone solvent and dropped onto small pieces of a silicon wafer. In addition, a backscattered electron (BSE) detector attached to the SEM was used to obtain images of distinct silicon particles. For sample preparation for Si_GPP cross-section observation, 5 mg of Si_GPP was dispersed in Nafion 117 solution and then added dropwise onto the silicon wafer as well. An ion beam cross section polisher (IB09010CP, JEOL) was used to make a cross section sample using an ion beam.

3. XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy: X-선 광전자 분광분석법)3. XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy: X-ray photoelectron spectroscopy)

Si_GPP 및 Si_ECA_G의 XPS 스펙트럼은 다중-애노드, 펄스 계수 및 반구형 분석기를 구비한 350W Al 애노드 X-선 광원이 장착된 Thermo VG Scientific의 Sigma Probe를 사용하여 수득되었다. 상기 스펙트럼은 1486.6 eV의 입사 광자 에너지를 사용하여 수집되었으며 검출기의 일함수에 대해서 교정되었다.The XPS spectra of Si_GPP and Si_ECA_G were obtained using a Thermo VG Scientific Sigma Probe equipped with a 350W Al anode X-ray light source equipped with a multi-anode, pulse counting and hemispherical analyzer. The spectra were collected using an incident photon energy of 1486.6 eV and corrected for the detector's work function.

4. XRD (X-ray diffraction spectroscopy: X-선 회절 분광분석법)4. XRD (X-ray diffraction spectroscopy)

분말 X-선 데이터는 1200 W (40 KV, 30 mA) 전력에서 Johansson 형 Ge (111) 단색광 필터 Cu Kα1 방사선을 사용하여 반사 Bragg-Brentano 기하(geometry)에서 고속 1D 검출기 (D/teX Ultra)가 구비된 SmartLab θ-2θ 회절기를 이용하여 수집되었다. Si_GPP, 실리콘 나노입자 및 순수 그래핀의 분말을 홀더 스테이지에 장착하고 연속 모드에서 2°/분의 스캔 속도로 스캔하였다.Powder X-ray data were obtained by a high-speed 1D detector (D/teX Ultra) in reflective Bragg-Brentano geometry using a Johansson type Ge (111) monochromatic filter Cu Kα1 radiation at 1200 W (40 KV, 30 mA) power. It was collected using the equipped SmartLab θ-2θ diffractometer. Powders of Si_GPP, silicon nanoparticles and pure graphene were mounted on a holder stage and scanned at a scan speed of 2°/min in continuous mode.

5. TGA (열 중량 분석법)5. TGA (thermal gravimetric method)

Si_GPP 샘플에서 순수 실리콘의 중량 비율은 TGA (TG209 F1 Libra, NETZSCH)를 사용하여 결정되었다. 열처리에 의하여 Si_GPP가 Si_ECA_G로서 생성될 때 열분해(pyrolysis)를 측정하였다.The weight ratio of pure silicon in the Si_GPP sample was determined using TGA (TG209 F1 Libra, NETZSCH). Pyrolysis was measured when Si_GPP was produced as Si_ECA_G by heat treatment.

6. 라만 분광법6. Raman spectroscopy

Si_GPP와 Si_ECA_G에서 탄소 매트릭스의 결함 또는 변형은 Ar 이온 CW 레이저 (514.5 nm)를 구비한 고분해 분산 라만 현미경 (ARAMIS, HORIBA)을 사용하여 수득한 라만 스펙트럼에 의해 관찰되었다.Defects or deformations of the carbon matrix in Si_GPP and Si_ECA_G were observed by Raman spectra obtained using a high resolution dispersion Raman microscope (ARAMIS, HORIBA) equipped with an Ar ion CW laser (514.5 nm).

7. MALDI (Matrix-Assisted Laser Deposition/Ionization) -TOF (time-of-flight) Mass Spectrometry : 말디토프-중량 분석법) 7. MALDI (Matrix-Assisted Laser Deposition/Ionization) -TOF (time-of-flight) Mass Spectrometry: Malditope-gravimetric analysis)

MALDI-TOF 데이터는 Bruker autoflex Ⅲ (Bruker Daltonics)를 사용하여 수집하였다. 상기 분석에 의하여 중합된 ECA의 분자량이 측정되었다. 상기 측정을 위하여, CHCl3에 Si_GPP를 용해시켰고 HCCA (α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid) 매트릭스를 사용하였다.MALDI-TOF data was collected using Bruker autoflex III (Bruker Daltonics). The molecular weight of the polymerized ECA was measured by the above analysis. For the above measurement , Si_GPP was dissolved in CHCl 3 and an HCCA (α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid) matrix was used.

8. 전기화학적 특성의 분석8. Analysis of electrochemical properties

하프-셀의 전기 화학적 특성:Half-cell electrochemical properties:

애노드용 작동 전극은 N- methyl -2- pyrrolidone (NMP) 에서 Si_GPP (80 중량%), 카본 블랙 (Super-P, 10 중량%) 및 폴리 (비닐 리덴 플루오 라이드) 결합제 (PAA, 10 중량%) 를 혼합시켜 슬러리를 형성함으로써 제조되었다. 상기 슬러리는 닥터 블레이드 (doctor blade)를 사용하여 순수한 구리 호일에 페이스트되었고, 진공 오븐에서 70℃에서 밤새 건조시켰다. 상기 제조된 시료의 전기화학적 성능은 카운터/레퍼런스 전극으로서 순수한 리튬 금속 (Honjo Chemical Co.)을 사용하여 아르곤-충진 글러브 박스내에서 조립된 CR2032 타입 배터리를 사용하여 조사되었다. 에틸렌 카보네이트 (EC)와 디에틸 카보네이트 (DEC) / 비닐렌 카보네이트 (EC / DEC / VC = 1 : 1 : 0.02, v / v / v)의 조용매에 용해된 1M 헥사플루오로포스페이트 (LiPF6)가 전해질로서 사용되었다. Celgard 2400 폴리프로필렌이 분리막으로서 사용되었다.The working electrode for the anode is Si_GPP (80% by weight), carbon black (Super-P, 10% by weight) and poly(vinylidene fluoride) binder (PAA, 10% by weight) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) It was prepared by mixing to form a slurry. The slurry was pasted onto pure copper foil using a doctor blade and dried overnight at 70° C. in a vacuum oven. The electrochemical performance of the prepared sample was investigated using a CR2032 type battery assembled in an argon-filled glove box using pure lithium metal (Honjo Chemical Co.) as a counter/reference electrode. 1M hexafluorophosphate (LiPF 6 ) dissolved in a co-solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) / vinylene carbonate (EC / DEC / VC = 1: 1: 0.02, v / v / v) Was used as an electrolyte. Celgard 2400 polypropylene was used as the separator.

상기 전극들은 배터리 사이클러 (Wonatech, WBCS-3000)를 사용하여 실온에서 실리콘 나노입자 또는 Si_GPP 전극에 대해 0.01 V 내지 1.5 V (vs. Li/Li+)의 포텐셜 범위에서 사이클링 되었다. 또한, 대표적인 캐소드를 위한 전극들은 NMP 중에서 리튬 코발트 산화물 (LiCoO2, LCO), 리튬 망간 산화물 (LiMnO2, LMO), 인산 철 리튬 (LiFePO4, LFP)과 같은 캐소드 물질 (94 wt%), Super-P (3 중량 %) 및 바인더 (PVDF, 3 중량 %) 를 혼합하여 슬러리를 형성함으로써 제조되었다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드 (doctor blade)를 사용하여 순수 Al 호일에 페이스트시켜 진공 오븐에서 70℃에서 밤새 건조시켰다. The electrodes were cycled in a potential range of 0.01 V to 1.5 V (vs. Li/Li + ) for silicon nanoparticles or Si_GPP electrodes at room temperature using a battery cycler (Wonatech, WBCS-3000). In addition, electrodes for typical cathodes are cathode materials (94 wt%) such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 , LCO), lithium manganese oxide (LiMnO 2 , LMO), lithium iron phosphate (LiFePO 4, LFP), and Super It was prepared by mixing -P (3% by weight) and a binder (PVDF, 3% by weight) to form a slurry. The slurry was pasted onto pure Al foil using a doctor blade and dried in a vacuum oven at 70° C. overnight.

상기 대표적인 캐소드 물질들의 전기화학적 성능은 카운터/레퍼런스 전극으로서 리튬 금속을 이용하여 아르곤-충진 글러브 박스내에서 조립된 CR2032 유형 전지를 사용하여 조사되었다. 사용된 전해질은 1 : 1 (v / v) 에틸렌 카보네이트 / 디에틸 카보네이트 (EC / DEC) 층 1 M LiPF6전해질이었다. Celgard 2400 폴리프로필렌이 분리막으로서 사용되었다. 충-방전 측정은 3 V 내지 4.5 V (vs. Li/Li+)의 포텐셜 범위에서 상이한 전류 밀도하에서 수행되었다.The electrochemical performance of the representative cathode materials was investigated using a CR2032 type cell assembled in an argon-filled glove box using lithium metal as a counter/reference electrode. The electrolyte used was a 1:1 (v/v) ethylene carbonate/diethyl carbonate (EC/DEC) layer 1 M LiPF 6 electrolyte. Celgard 2400 polypropylene was used as the separator. Charge-discharge measurements were performed under different current densities in a potential range of 3 V to 4.5 V (vs. Li/Li + ).

SiSi __ GPPGPP 전극에 대한 사전- Pre-for electrode 리튬화Lithiation 공정: fair:

Si_GPP 전극은 카운터 금속/레퍼런스 전극으로 Li 금속 및 분리막을 이용하여 하프-셀로 조립되었다. 상기 셀은 가변 저항기를 구비한 리튬화용 회로에 설치된 후 30 분 동안 리튬화되었다. 본 발명자들은 100 옴의 저항을 사용하여 리튬화 속도를 제어하였고 사전-리튬화 동안 SEI 형성을 제어하였다. 사전-리튬화 후, 상기 셀을 해체한 후 하프-셀 및 풀-셀 배열로 제조하였다.The Si_GPP electrode was assembled into a half-cell using Li metal and a separator as a counter metal/reference electrode. The cell was lithiated for 30 minutes after being installed in a lithiation circuit equipped with a variable resistor. We used a resistance of 100 ohms to control the rate of lithiation and control SEI formation during pre-lithiation. After pre-lithiation, the cells were disassembled and then prepared in half-cell and full-cell arrangements.

풀-셀 제작 및 평가:Full-cell fabrication and evaluation:

풀-셀 배열에서 Si_GPP/캐소드 및 흑연/캐소드 디바이스의 전기화학적 성능을 평가하기 위해, Si_GPP를 애노드로서 사용하고 대표적인 캐소드 물질 (LCO, LMO 및 LFP)을 사용하는 Si_GPP 기반 풀-셀 및 애노드로서 흑연을 사용하였고, 상기 대표적인 캐소드 물질을 캐소드로서 사용하는 흑연 기반 풀-셀을 동전-타입 셀을 사용하여 제조하였다. 상기 제작 전에, 상기 Si_GPP 전극은 작동 중 Li 이온 손실을 방지하기 위해 최대 초기 쿨롱 효율을 수득하도록 사전-리튬화되었다. To evaluate the electrochemical performance of Si_GPP/cathode and graphite/cathode devices in a full-cell arrangement, Si_GPP based full-cell and graphite as anode using Si_GPP as the anode and representative cathode materials (LCO, LMO and LFP). Was used, and a graphite-based full-cell using the representative cathode material as a cathode was prepared using a coin-type cell. Prior to the fabrication, the Si_GPP electrode was pre-lithiated to obtain maximum initial coulomb efficiency to prevent Li ions loss during operation.

애노드의 사전-리튬화 후에, 상기 애노드 및 캐소드는 풀-셀로 배열되었다. 5 wt%의 FEC를 다 함께 갖는 에틸렌 카보네이트 (EC) 및 디에틸카보네이트 (DEC) (v : v = 1 : 1)의 조용매에 용해된 1M LiPF6를 전해질로서 사용하였고, Celgard 2400 폴리프로필렌을 분리막으로 사용하였다. 전극 간의 전하 균형에 따라, 두 전극의 질량은 전체 전하를 균등하게 조정해야하며, 본 실시예에서 애노드 물질의 초과 10% 질량을 또한 고려해야 한다. 예를 들어, LFP 대 Si_GPP의 질량비는 9.72로 결정되었다. 애노드의 활성 물질의 총 질량은 1.4 mg cm-2이었고 LFP는 13 mg cm-2이었다. 다양한 스캔 속도에서 CV 및 중량 충/방전 데이터가 다중 채널 전위차계 (Biologic, VSP)를 사용하여 측정되었다. 또한, E.D = (CA × CC) / (CA + CC) × Vn의 관계식을 이용하여 풀-셀 (E.D, Wh- 1)의 에너지 밀도가 계산되었으며,After pre-lithiation of the anode, the anode and cathode were arranged full-cell. 1M LiPF 6 dissolved in a co-solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) (v: v = 1: 1) having 5 wt% of FEC together was used as an electrolyte, and Celgard 2400 polypropylene was used. It was used as a separator. Depending on the charge balance between the electrodes, the mass of the two electrodes should equally adjust the total charge, and in this example the excess 10% mass of the anode material should also be taken into account. For example, the mass ratio of LFP to Si_GPP was determined to be 9.72. The total mass of the active material of the anode was 1.4 mg cm -2 and the LFP was 13 mg cm -2 . CV and weight charge/discharge data at various scan rates were measured using a multi-channel potentiometer (Biologic, VSP). In addition, the energy density of the full-cell (ED, Wh- 1 ) was calculated using the relationship of ED = (CA × CC) / (CA + CC) × Vn,

여기서 CA는 애노드 전극의 비정전용량이고, CC는 캐소드 전극의 비정전용량이며, Vn은 풀-셀의 노미널 포텐셜(nominal potential)이다.Here, C A is the specific capacitance of the anode electrode, C C is the specific capacitance of the cathode electrode, and V n is the nominal potential of the full-cell.

표 1. Table 1. 애노드Anode , , 캐소드Cathode 및 그 풀-셀의 전기화학적 특성 And the electrochemical properties of the full-cell 애노드Anode 용량 (mAh/g)Capacity (mAh/g) 캐소드Cathode 용량 (mAh/g)Capacity (mAh/g) 질량비Mass ratio 노미널No terminal 전압 (V) Voltage (V) 에너지 밀도 (Energy density ( WhWh /kg)/kg) SiSi __ GPPGPP 17651765 LCOLCO 128.1128.1 12.612.6 3.73.7 448.1448.1 LMOLMO 107.2107.2 14.314.3 3.73.7 373.9373.9 LFPLFP 162.1162.1 9.79.7 3.33.3 489.9489.9 흑연 (Graphite ( 비교예Comparative example )) 343.9343.9 LCOLCO 128.1128.1 2.82.8 3.73.7 335.7335.7 LMOLMO 107.2107.2 3.23.2 3.73.7 291.6291.6 LFPLFP 162.1162.1 2.22.2 3.33.3 363.6363.6

본 실시예에서, 본 발명자들은 고성능의 애노드 물질을 위한 실리콘이 포접된 복합체 및 고에너지 밀도를 갖는 풀-셀 배열을 구축하기 위한 신규 방법론을 개발하였다. 상기 복합체의 주요 제조 공정은 상업용 '수퍼 글루(Super glue)'에 포함된 에틸 시아노아크릴레이트(ECA: Ethyl Cianoacrylate))의 역동적 중합인 '수퍼 글루' 공정에 의하여 수 초 내에 완료된다. 상기 방법을 이용하여, 상업적으로 이용가능한 실리콘 입자들이 전도도를 부여하는 내부의 얇은 층 그래핀과 SEI 층을 안정화시키는 외부의 두꺼운 포켓을 갖는 유연성 그래핀 포켓 (GPP: Graphene Pliable Pocket) 내부에 포접되어, 강력한 사이클 성능과 다양한 전류 밀도 하에서 현저한 용량 유지 효과를 유도한다. 실리콘이 포접된 GPP의 고성능 애노드는 또한 대표적인 캐소드와 짝(pairing)을 이루어 강력한 풀-셀을 구현한다. 또한, 역동적이고, 확장성, 용이성 및 비용-효율성을 갖는 본원의 수퍼 글루 공정의 다양한 장점은 물질의 정밀 제어 및 상용화를 위한 대량 생산을 동시에 실현할 수 있다. In this example, the present inventors have developed a novel methodology for constructing a silicon-impregnated composite for a high-performance anode material and a full-cell array having a high energy density. The main manufacturing process of the composite is completed within a few seconds by a dynamic polymerization of ethyl cyanoacrylate (ECA) contained in a commercial'super glue'. Using the above method, commercially available silicon particles are enclosed inside a flexible graphene pocket (GPP: Graphene Pliable Pocket) having an inner thin layer graphene that imparts conductivity and an outer thick pocket to stabilize the SEI layer. , It induces strong cycle performance and remarkable capacity retention effect under various current densities The silicon-impregnated GPP's high-performance anode is also paired with a representative cathode to create a powerful full-cell. In addition, various advantages of the present super glue process, which are dynamic, scalable, easy and cost-effective, can simultaneously realize mass production for precise control and commercialization of materials.

도 1a는, 본원의 일 구현예에 있어서, 나노입자를 포접하는 유연성 포켓 복합 구조체를 위한 제조 공정의 개략도이고; 도 1b는 본원의 일 구현예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 단면도이고; 도 1c는 본원의 일 구현예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 사시도이고;도 1d는 본원의 일 실시예에 있어서, Si_GPP 제조를 위한 50 mL 스케일 뱃치(batch)이며, 도 1e는 실리콘 나노입자 3.5 g, 그래핀 1.5 g 및 150 g의 ECA를 이용한 Si_GPP 제조를 위한 500 mL 스케일 뱃치이고, 도 1f 및 도 1g는 본원의 일 실시예에 있어서 유연성 포켓 복합 구조체의 TEM 사진이다. 1A is a schematic diagram of a manufacturing process for a flexible pocket composite structure enclosing nanoparticles in one embodiment of the present application; 1B is a cross-sectional view of a flexible pocket composite structure in one embodiment of the present disclosure; 1C is a perspective view of a flexible pocket composite structure in an embodiment of the present application; FIG. 1D is a 50 mL scale batch for manufacturing Si_GPP in an embodiment of the present application, and FIG. 1E is 3.5 g of silicon nanoparticles , Graphene 1.5 g and 150 g is a 500 mL scale batch for the production of Si_GPP using ECA, Figures 1f and 1g are TEM photographs of the flexible pocket composite structure in an embodiment of the present application.

도 1a는, 나노입자를 포접하는 유연성 포켓의 초고속 대량 생산의 설계 전체 공정 및 이러한 대량 생산 공정의 유효성을 나타내는 것으로서, a) 고분자를 이용한 나노입자를 포접하는 2차원 시트를 이용한 유연성 포켓을 위한 제조 공정의 개략도: i) 2차원 시트 및 나노입자를 이용한 수퍼 글루(삽입도)의 중합, ii) 중합, 볼-밀링, 및 에칭 공정 후의 중간 생성물을 나타냄 (삽입도: 고분자는 2차원 시트의 표면 및 층간에 나노입자를 고정시켜, 나노입자의 응집을 방지함: 삽입도), iii) 열처리 후의 나노입자_2차원 시트 구조체 (삽입도: 나노입자_2차원 시트 구조체의 내부 상(phase) 다이어그램을 나타냄)의 개략도이다.1A shows the overall design process of ultra-high-speed mass production of flexible pockets enclosing nanoparticles and the effectiveness of this mass production process.A) Fabrication for flexible pockets using a two-dimensional sheet enclosing nanoparticles using polymers Schematic diagram of the process: i) Polymerization of superglue (insertion diagram) using two-dimensional sheet and nanoparticles, ii) polymerization, ball-milling, and showing intermediate products after etching process (insertion diagram: polymer is the surface of the two-dimensional sheet) And the nanoparticles are fixed between the layers to prevent agglomeration of the nanoparticles: insertion diagram), iii) the nanoparticles_2 dimensional sheet structure after heat treatment (insertion diagram: the internal phase diagram of the nanoparticles_2 dimensional sheet structure) It is a schematic diagram of).

도 1d는, Si_GPP 제조를 위한 50 mL 스케일 뱃치(batch) i) 466 mg 의 실리콘 나노입자, 200 mg의 그래핀 및 20 g의 ECA를 이용한 중합 단계 (삽입도: 그래핀 및 실리콘 나노입자를 포함하는 중합된 ECA의 단면도), ii) ECA, Si 및 그래핀 복합체를 수 마이크로-사이즈로 제조할 수 있는 고에너지 볼-밀을 이용한 그라인딩 단계 (삽입도: 미국의 50 센트 동전과 비교한 복합체 분말의 양을 나타냄), iii) Si_GPP 제조의 최종 단계로서, 합성된 Si_GPP에 포함된 실리콘 및 그래핀의 양은 첫 단계에서 사용된 실리콘 및 그래핀의 사용량과 완전히 동일함 (삽입도: 50센트 동전과 비교한 Si_GPP 분말의 양을 나타냄); c) 실리콘 나노입자 3.5 g, 그래핀 1.5 g 및 150 g의 ECA를 이용한 Si_GPP 제조를 위한 500 mL 스케일 뱃치를 나타낸다. 1D is a 50 mL scale batch for Si_GPP preparation i) polymerization step using 466 mg of silicon nanoparticles, 200 mg of graphene and 20 g of ECA (Inset: including graphene and silicon nanoparticles Cross-sectional view of the polymerized ECA), ii) grinding step using a high-energy ball-mill capable of manufacturing ECA, Si, and graphene complexes in several micro-sizes (insertion diagram: composite powder compared to US 50 cent coins) Indicate the amount of), iii) As the final step of Si_GPP production, the amount of silicon and graphene contained in the synthesized Si_GPP is exactly the same as the amount of silicon and graphene used in the first step (insertion degree: 50 cents coin and Indicating the amount of Si_GPP powder compared); c) A 500 mL scale batch for the preparation of Si_GPP using 3.5 g of silicon nanoparticles, 1.5 g of graphene and 150 g of ECA.

도 1f 및 도 1g의 상기 유연성 포켓 복합 구조체의 TEM 사진에서 확인되는 바와 같이, 상기 유연성 포켓 복합 구조체에 있어서, 상기 실리콘 나노입자가 각각 그래핀 제 1 포켓(내부 포켓)에 의하여 포접되어 있음을 확인할 수 있고, 또한 상기 제 포켓 외부에 그래핀 제 2 포켓이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from the TEM photographs of the flexible pocket composite structure of FIGS. 1F and 1G, in the flexible pocket composite structure, it was confirmed that the silicon nanoparticles were each enclosed by the graphene first pocket (inner pocket). In addition, it can be seen that a second pocket of graphene is formed outside the pocket.

도 2a는, 본 실시예에 있어서, 그래핀 및 Si 나노입자 존재 하에서 ECA의 음이온 중합과정 모식도이며, 도2b는 중합 과정에서 그래핀+Si 나노입자 : ECA의 함량비 및 Si_ECA_G 시료의 조건에 따른 폴리 ECA의 MALDI-TOF 스펙트럼이다.Figure 2a is a schematic diagram of an anion polymerization process of ECA in the presence of graphene and Si nanoparticles in the present embodiment, and Figure 2b is a graphene + Si nanoparticles in the polymerization process according to the content ratio of ECA and the conditions of the Si_ECA_G sample Poly ECA is the MALDI-TOF spectrum.

도 3은, 본 실시예에 있어서, Si 및 그래핀 복합체의 구조 분석 결과로서, a) 및 b)는 Si_GPP의 SEM 이미지, c)는 Si_GPP의 단면, d)는 BSE 모드를 이용한 Si_GPP의 단면, e)는 Si_GPP의 TEM 이미지, f)는 Si_GPP의 STEM 이미지, g)는 Si_GPP의 원소 맵핑 이미지, h)는 Si_GPP의 실리콘 나노입자의 고해상도 STEM 이미지이다.3 is a structural analysis result of the Si and graphene composite in this embodiment, wherein a) and b) are SEM images of Si_GPP, c) is a cross section of Si_GPP, d) is a cross section of Si_GPP using BSE mode, e) is a TEM image of Si_GPP, f) is a STEM image of Si_GPP, g) is an element mapping image of Si_GPP, and h) is a high-resolution STEM image of silicon nanoparticles of Si_GPP.

도 4는, 본 실시예에 있어서, Si_GPP 하프-셀의 전기 화학적 성능 분석 결과로서, 도4a는 다양한 비율의 실리콘 함량 및 사전-리튬화 조건을 이용한 Si_GPP 전극의 초기 충전-방전 프로파일이고, 도 4b는 다양한 제조 조건을 이용한 Si_GPP 전극의 비정전용량 및 초기 쿨롱 효율을 비교한 결과이다. 도 4c는 200 mA/g 내지 20 A/g의 다양한 전류 밀도의 함수로서의 7 : 3 Si_GPP에 대한 전압 프로파일이고, 도 4d는 용량 유지 후 0.1A/g 내지 20A/g의 다양한 전류 밀도에서의 용량 유지율 및 5 A/g에서의 사이클 성능 분석 결과이다.4 is a result of the electrochemical performance analysis of the Si_GPP half-cell in the present embodiment. FIG. 4A is an initial charge-discharge profile of a Si_GPP electrode using various ratios of silicon content and pre-lithiation conditions, and FIG. 4B Is the result of comparing the specific capacitance and initial coulomb efficiency of the Si_GPP electrode using various manufacturing conditions. Figure 4c is a voltage profile for 7: 3 Si_GPP as a function of various current densities of 200 mA/g to 20 A/g, and Figure 4d shows capacity at various current densities of 0.1 A/g to 20 A/g after capacity retention. It is the result of analysis of retention rate and cycle performance at 5 A/g.

도 5는, 본 실시예에 있어서, Si_GPP 및 비교예로서 대표적인 상업용 애노드를 사용한 풀-셀의 전기화학적 성능 분석 결과로서, 도 5a는 풀-셀 배열의 개략도이고, 도 5b는 하프-셀 배열에서 캐소드 및 애노드의 전압 프로파일이다. 도 5c는 Si_GPP 애노드와 다양한 캐소드가 사용된 풀-셀 배열의 전압 프로파일이고, 도 5d는 LCO, LMO, 및 LFP와 Si_GPP를 사용한 풀-셀의 사이클 성능을 나타낸 결과이다. 도 5e는 캐소드 물질의 함수로서의 Si_GPP 및 그래파이트가 사용된 풀-셀의 에너지 밀도를 비교한 그래프이다.5 is an electrochemical performance analysis result of a full-cell using Si_GPP and a typical commercial anode as a comparative example in this Example, FIG. 5A is a schematic diagram of a full-cell arrangement, and FIG. 5B is a half-cell arrangement. It is the voltage profile of the cathode and anode. 5C is a voltage profile of a full-cell array in which a Si_GPP anode and various cathodes are used, and FIG. 5D is a result showing the cycle performance of a full-cell using LCO, LMO, and LFP and Si_GPP. 5E is a graph comparing the energy density of a full-cell using Si_GPP and graphite as a function of a cathode material.

도 6은 Si_ECA_G의 염기 에칭 전후의 개략도 및 BSE (Back Scattered Electron) SEM 이미지이다: a) 염기 에칭 전의 Si_ECA_G의 개략도, b) 염기 에칭 전 Si_ECA_G의 BSE 이미지, c) 염기 에칭 후의 Si_ECA_G의 개략도. d) 염기 에칭 이후의 Si_ECA_G의 BSE 이미지를 나타낸다.6 is a schematic diagram of Si_ECA_G before and after base etching and a BSE (Back Scattered Electron) SEM image: a) a schematic diagram of Si_ECA_G before base etching, b) a BSE image of Si_ECA_G before base etching, c) a schematic diagram of Si_ECA_G after base etching. d) The BSE image of Si_ECA_G after base etching is shown.

도 7은 아르곤 대기 하에서 10℃/분 상승 속도에 의하여 수득된 Si_ECA_G의 열중량 분석 (TGA) 결과를 나타낸다.7 shows the results of thermogravimetric analysis (TGA) of Si_ECA_G obtained by a 10° C./min rising rate in an argon atmosphere.

도 8은 대량 생산된 Si_GPP의 SEM 이미지 (a) 및 (b) 와 STEM 이미지 (c); 대량 생산된 Si_GPP의 STEM 원소 맵핑 이미지 (d) 및 (e) (청색 : 탄소, 적색 : 실리콘)를 나타낸다.8 shows SEM images (a) and (b) and STEM images (c) of mass-produced Si_GPP; STEM element mapping images of mass-produced Si_GPP (d) and (e) (blue: carbon, red: silicon) are shown.

본 실시예에 있어서, 내구성을 갖는 외부 포켓 내의 내부 탄소 재료로서 그래핀을 이용하여 모든 실리콘 입자를 포접하기 위하여, 상기 역동적 중합을 즉시 발생시키기 위하여 "수퍼 글루"로 불리우는 에틸 시아노아클리레이트 (ECA)가 선택되었다. 상업적으로 이용가능한 실리콘 나노입자와 비율이 제어된 그래핀은 용매에 잘 분산되어 ECA와 혼합되었다 (도 1a i). 용매에서 ECA의 역동적 중합 과정 동안, 실리콘 나노입자는 ECA와 그래핀 시트(도 1a ii) 로 형성된 고분자 매트릭스에 포획되어 그래핀의 표면 또는 층간에 개별적으로 고정(clasped)되었다. 실험에 따르면, 그래핀은 몇 초 안에 적어도 100배의 무게로 ECA를 경화시킬 수 있다. 또한, ECA의 중합 반응은 발열 반응이기 때문에, 그래핀과 실리콘 나노입자를 담지한 용매는 상기 경화 과정에서 거의 증발될 수 있다. 이러한 ECA의 빠른 경화 반응 때문에, ECA 고분자 매트릭스 내에서 그래핀 시트와 실리콘 나노입자의 재응집이 방지될 수 있다.In this embodiment, in order to contain all the silicon particles using graphene as the inner carbon material in the outer pocket having durability, ethyl cyanoacrylate (ECA) called "super glue" in order to immediately generate the dynamic polymerization. ) Has been selected. Commercially available silicon nanoparticles and graphene with a controlled ratio were well dispersed in a solvent and mixed with ECA (Fig. 1a i). During the dynamic polymerization process of ECA in a solvent, silicon nanoparticles were trapped in a polymer matrix formed of ECA and graphene sheets (FIG. 1a ii) and individually clasped between the surfaces or layers of graphene. According to experiments, graphene can cure ECA at least 100 times the weight in seconds. In addition, since the polymerization reaction of ECA is an exothermic reaction, a solvent carrying graphene and silicon nanoparticles may be almost evaporated during the curing process. Due to the rapid curing reaction of ECA, re-aggregation of graphene sheets and silicon nanoparticles in the ECA polymer matrix can be prevented.

결과적으로, 중합된 ECA는 그래핀 시트를 포획(capture)하고 있었으며, 실리콘 나노입자는 상기 ECA 고분자의 매트릭스에 포획되어 있었고, 이들의 분리된 구조는 추후 공정 동안 보존될 수 있었다. 마이크로-사이즈 구조체를 얻기 위한 기계적 볼-밀링 공정과 진한 염기성 용액에 의하여 외부 실리콘을 제거하기 위한 세척 공정과 같은 후속 공정들 후에도, ECA 고분자는 그래핀 시트/실리콘 나노입자 혼합물의 균질성을 보존할 수 있었다. 상기 공정 후에, 중간 생성물 (Si_ECA_G)은, 도 6의 Si_ECA_Gs의 SEM (Scanning Electron Microscopy) 이미지에서 볼 수 있듯이, 그래핀 시트와 ECA 고분자의 혼합물을 갖는 포켓 형태의 구조를 가지고 있다. 상기 볼-밀링 된 복합체는 구형이며 평균 크기는 20 μm 미만이었다. As a result, the polymerized ECA was capturing the graphene sheet, and the silicon nanoparticles were trapped in the matrix of the ECA polymer, and their separated structure could be preserved during a later process. Even after subsequent processes such as a mechanical ball-milling process to obtain a micro-sized structure and a washing process to remove external silicon by a concentrated basic solution, the ECA polymer can preserve the homogeneity of the graphene sheet/silicon nanoparticle mixture. there was. After the above process, the intermediate product (Si_ECA_G) has a pocket-shaped structure having a mixture of a graphene sheet and an ECA polymer, as can be seen in the SEM (Scanning Electron Microscopy) image of Si_ECA_Gs of FIG. 6. The ball-milled composite was spherical and had an average size of less than 20 μm.

도 6b의 SEM의 후방 산란 전자 (BSE) 모드 이미지에 의해 확인된 바와 같이, Si_ECA_Gs 내의 실리콘 나노입자는 건포도 빵과 같은 ECA/그래핀 매트릭스 내에 균일하게 붙어 있었다. 상기 실리콘 나노입자를 나타내는 더 밝은 부분은 ECA_G 매트릭스 내에 균일하게 분포되었다. Si_ECA_G 외부의 잔류 실리콘 나노입자를 제거하기 위한 에칭 공정 후에, Si_ECA_G 표면에서 실리콘 나노입자가 검출되지 않았고, 상기 표면으로부터 실리콘 나노입자가 제거되어 형성된 작은 구멍(hole)이 검출되었다 (도 6d). As confirmed by the SEM image of the back-scattered electron (BSE) mode of FIG. 6B, the silicon nanoparticles in Si_ECA_Gs were uniformly attached within the ECA/graphene matrix such as raisin bread. The brighter portions representing the silicon nanoparticles were evenly distributed within the ECA_G matrix. After the etching process for removing residual silicon nanoparticles outside Si_ECA_G, silicon nanoparticles were not detected on the Si_ECA_G surface, and small holes formed by removing the silicon nanoparticles from the surface were detected (FIG. 6D).

상기 Si_ECA_G를 어닐링하여 ECA를 제거한 후, 상기 공정의 최종 생성물인 Si_GPP를 얻을 수 있었다. Si_ECA_Gs의 ECA 매트릭스는 어닐링 조건 (200℃에서 90% 증발되며, 아르곤 하에서 350℃에서 10% 증발됨) 에서 증발시켜 쉽게 제거될 수 있었다. ECA가 증발하는 동안, 그래핀 시트는 실리콘 나노입자 클러스터상에서 수축되었으며 (도 1a ii 삽입도), 잔여 그래핀 시트는 상기 내부 그래핀 시트에 의해 포획된 실리콘 나노입자 클러스터를 포함하는 두꺼운 포켓을 형성하였다 (도 1a iii). 애노드 물질을 위한 내부 쉘 (Si_GPP)을 갖는 그래핀 유연성 포켓 내에 포획된 실리콘 나노입자가 상기 제조 공정 후에 수득되었다.After removing the ECA by annealing the Si_ECA_G, Si_GPP, the final product of the process, was obtained. The ECA matrix of Si_ECA_Gs could be easily removed by evaporation under annealing conditions (90% evaporated at 200°C, 10% evaporated at 350°C under argon). During the evaporation of the ECA, the graphene sheet contracted on the silicon nanoparticle cluster (Fig. 1a ii inset), and the remaining graphene sheet formed thick pockets containing the silicon nanoparticle clusters captured by the inner graphene sheet. (Fig. 1a iii) Silicon nanoparticles trapped in graphene flexible pockets with an inner shell (Si_GPP) for the anode material were obtained after the above manufacturing process.

ECA의 즉시 중합(instant polymerization)으로 인하여 Si_GPP 제조를 위한 전체 제조 공정이 약 1 시간 소요되었으며, 이것은 뱃치(batch)의 규모를 확장하여 확장 가능한 대량 생산을 도입할 수 있다. 상기 방법의 대량 생산 공정으로의 확장을 입증하기 위해, 10 배 더 큰 뱃치가 제조되었고 표준 크기의 샘플 뱃치 (50 mL)와 비교되었다. 도 1d와 도 1e를 비교하면, Si_GPP 합성 공정은 원료의 양에 의하여 영향을 받지 않는다. 특히, 상기 즉시 중합 공정은 50 mL의 뱃치와 비교할 때, 10 배 큰 대량 생산에서도 완벽하게 완성되었다(도 1d 및 도 1e 삽입도). 또한, Si_GPP 생성물의 수율은 상기 대량 생산된 Si_GPPs의 SEM 및 TEM 이미지 (도 8)에서 볼 수 있듯이 대규모 공정에서도 보존되었다.Due to the instant polymerization of ECA, the entire manufacturing process for Si_GPP production took about 1 hour, which can expand the scale of the batch and introduce scalable mass production. To demonstrate the extension of the method to the mass production process, a 10-fold larger batch was prepared and compared to a standard sized sample batch (50 mL). Comparing Fig. 1D and Fig. 1E, the Si_GPP synthesis process is not affected by the amount of raw materials. In particular, the instant polymerization process was perfectly completed even in mass production, which is 10 times larger than in a 50 mL batch (Fig. 1D and Fig. 1E inset). In addition, the yield of the Si_GPP product was preserved even in a large-scale process as can be seen from the SEM and TEM images (FIG. 8) of the mass-produced Si_GPPs.

ECA 글루가 그래핀과 실리콘 입자가 잘 분산되어 있는 용매에 첨가되었을 때, 전체 ECA 모노머가 ECA 고분자로 즉시 중합되었다 (단 몇 초 안에). ECA 모노머는 습한(humid) 환경에 노출될 때 매우 폭발적으로 중합되었으며, 극소량의 수분이 ECA의 즉각적인 음이온 중합을 유발한다. 상기 반응에 의하여, 그래핀과 실리콘 나노입자의 표면에 상대적으로 많은 양의 수분이 남아 있게 되었고, 이를 통해서 ECA가 몇 초 내에 중합될 수 있었다 (도 2a). 상기 중합 과정 동안, ECA의 모노머가 그래핀과 실리콘 나노입자의 풍부한 음이온들과 매우 빠르게 반응할 수 있기 때문에 ECA가 매우 빠르게 경화되었으며, 상기 중합은 풍부한 산성 양성자를 만날 때 신속히 종료되었다. 이러한 이유로, Si_ECA_G의 폴리 ECA는 서서히 경화된 고분자보다 상대적으로 더 작은 분자량을 갖게 된다. When ECA glue was added to a solvent in which graphene and silicon particles were well dispersed, the entire ECA monomer was immediately polymerized into the ECA polymer (in just a few seconds). The ECA monomer polymerized very explosively when exposed to a humid environment, and a very small amount of moisture triggers the immediate anionic polymerization of the ECA. By the above reaction, a relatively large amount of moisture remained on the surfaces of graphene and silicon nanoparticles, through which ECA could be polymerized within a few seconds (FIG. 2A). During the polymerization process, since the ECA monomer can react very quickly with the rich anions of graphene and silicon nanoparticles, the ECA cured very quickly, and the polymerization was quickly terminated when encountering abundant acidic protons. For this reason, the poly ECA of Si_ECA_G has a relatively smaller molecular weight than the slowly cured polymer.

도 2b에서, 본 발명자들은 중합에서 그래핀과 실리콘 나노입자의 양이 ECA 중합의 정도에 영향을 미치는 것을 인식할 수 있었다. 더욱 소량의 그래핀과 실리콘 나노입자를 같은 크기의 뱃치에 넣으면, 경화 시간이 길어지고 중합이 더욱 진행되었다. 중합도는 중합된 ECA의 유리 전이 및 액화에 큰 영향을 미쳤으며, 더 낮은 분자량 고분자는 더 낮은 온도에서 고무화되고 용융될 수 있었다. Si_ECA_G를 함유하는 ECA의 분자량은 1500 m/z 미만이다. ECA의 단위 몰 질량 (125.13 g/mol)을 고려할 때, 상기 중합체는 12 개 이하의 사슬로 형성되어 있음을 알 수 있었다. 그러한 몰 질량을 갖는 중합체가 유리 전이 및 액화로 쉽게 변형될 수 있다는 것은 주목할 만하다. In FIG. 2B, the present inventors were able to recognize that the amount of graphene and silicon nanoparticles in the polymerization influences the degree of ECA polymerization. If a smaller amount of graphene and silicon nanoparticles were put in a batch of the same size, the curing time was lengthened and the polymerization proceeded further. The degree of polymerization had a great influence on the glass transition and liquefaction of the polymerized ECA, and the lower molecular weight polymer could rubberize and melt at a lower temperature. The molecular weight of the ECA containing Si_ECA_G is less than 1500 m/z. Considering the unit molar mass (125.13 g/mol) of the ECA, it was found that the polymer was formed of 12 or less chains. It is noteworthy that polymers with such molar mass can be readily transformed into glass transitions and liquefactions.

Si_ECA_G (도 2c i)에서 그래핀과 실리콘 나노입자 사이의 공간에 위치된 ECA 고분자는 약 150℃에서 글루처럼 점탄성 상태로 변형되었다 (도 2c ii). 150℃ 이상에서, ECA 고분자는 증발하기 시작하고 그래핀이 실리콘 나노입자를 직접 접촉하여 포접하였다 (도 2c iii). ECA 고분자 제거를 완료하면, 그래핀 시트가 실리콘 나노입자 (도 2c iv) 를 포획하는 내부 쉘을 형성하였고 잔여 그래핀 시트는 리튬 충/방전 작동 동안 실리콘 나노입자 클러스터의 부피 팽창을 방지하는 외부 포켓을 형성하였다 (도 1a iii). 본 발명자들은 '수퍼 글루' 공정에 의하여 제어되는 ECA 고분자 사슬의 갯수가 매우 빠른 ECA 중합 공정 동안 그래핀 시트에 의해 균일한 실리콘 포접을 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있다는 것에 주목하였다.In Si_ECA_G (FIG. 2c i), the ECA polymer located in the space between graphene and silicon nanoparticles was transformed into a viscoelastic state like a glue at about 150°C (FIG. 2c ii). Above 150° C., the ECA polymer began to evaporate, and graphene directly contacted and enclosed the silicon nanoparticles (FIG. 2c iii). Upon completion of the removal of the ECA polymer, the graphene sheet formed an inner shell to capture the silicon nanoparticles (Fig. 2c iv), and the remaining graphene sheet was an outer pocket preventing the volume expansion of the silicon nanoparticle cluster during lithium charging/discharging operation. Was formed (Fig. 1a iii). The present inventors noted that the number of ECA polymer chains controlled by the'super glue' process can play an important role in achieving uniform silicon inclusion by the graphene sheet during the very fast ECA polymerization process.

본원에서 제안된 '수퍼 글루' 공정으로서, 내부 및 외부 포켓을 이용하여 실리콘 나노입자를 커버링 하기 위한 즉시 중합 반응을 이용한 Si_GPP 제조는 LIB에 대한 상업적으로 이용가능한 실리콘-기반 애노드 재료에 대한 유망한 방법론이다. 다양한 제조 조건에서 Si_GPP를 특성분석하기 위해, Si_GPP의 형태가 SEM 및 투과 전자 현미경 (TEM)에 의해 측정되었다. As the'super glue' process proposed herein, Si_GPP fabrication using an immediate polymerization reaction to cover silicon nanoparticles using inner and outer pockets is a promising methodology for commercially available silicon-based anode materials for LIB. . To characterize Si_GPP under various manufacturing conditions, the morphology of Si_GPP was measured by SEM and transmission electron microscopy (TEM).

도 3a의 SEM 이미지에서 볼 수 있듯이, 10 ㎛ 미만의 구형 Si_GPP가 균일한 크기 및 형상 분포로 관찰되었다. 개별 Si_GPP는 표면에 탄소 와핑(warping)을 갖는 구형을 나타내었다 (도 3b). 실리콘 나노입자는 Si_GPP 표면에서 검출되지 않았다. 포켓 내의 실리콘 나노입자를 확인하기 위하여, Si_GPP의 단면을 SEM에 의해 분석하여 Si_GPP의 내부가 관찰되었다 (도 3c 및 도 3d). Si_GPP의 절단면으로서, 그래핀 시트들의 얇은 층이 그래핀 시트들로 형성된 두꺼운 외부 포켓 쉘 내에 위치되었다 (도 3c). BSE 모드 관찰은 전체 실리콘 나노입자가 얇은 층의 그래핀 시트들에 의해 덮여 있고 두꺼운 외부 포켓에 의해 포접되었음을 나타내었다 (도 3d). 도 3e는 Si_GPP 단일 입자의 TEM 사진을 나타내었다. 실리콘 나노입자를 나타내는 어두운 부분이 외부 쉘에서 검출되었다. Si_GPP의 마이크로 크기 때문에, TEM 분석에 의해 표면하부(subsurface) 실리콘 입자만이 검출되었다. GPP에서 실리콘 나노입자의 분포는 STEM (scanning transmission electron microscopy) 분석에 의하여 구별되었고 (도 3f), Si_GPP (도 3g)의 원소 매핑은 탄소 원소 GPP (청색) 내의 실리콘 원소 분포 (적색)를 나타내었다. 도 3h는 GPP의 깊은 내부에 위치된 실리콘 나노입자의 고해상도 STEM 이미지를 나타내었다.As can be seen in the SEM image of FIG. 3A, spherical Si_GPP of less than 10 μm was observed with a uniform size and shape distribution. Individual Si_GPP showed a spherical shape with carbon warping on the surface (Fig. 3b). Silicon nanoparticles were not detected on the Si_GPP surface. In order to confirm the silicon nanoparticles in the pocket, the inside of Si_GPP was observed by analyzing the cross section of Si_GPP by SEM (FIGS. 3C and 3D). As the cut surface of Si_GPP, a thin layer of graphene sheets was placed in a thick outer pocket shell formed of graphene sheets (Fig. 3c). BSE mode observation indicated that the entire silicon nanoparticles were covered by thin layers of graphene sheets and enclosed by thick outer pockets (Fig. 3d). 3E shows a TEM image of a single Si_GPP particle. Dark areas representing silicon nanoparticles were detected in the outer shell. Because of the micro size of Si_GPP, only subsurface silicon particles were detected by TEM analysis. The distribution of silicon nanoparticles in GPP was distinguished by STEM (scanning transmission electron microscopy) analysis (Fig. 3f), and the elemental mapping of Si_GPP (Fig. 3g) showed the distribution of silicon elements in the carbon element GPP (blue) (red). . 3H shows a high-resolution STEM image of silicon nanoparticles located deep inside the GPP.

STEM 및 원소 매핑 분석 결과는 X-선 회절 분석 (XRD), 라만 분광분석법 및 X-선 광전자 분광분석법 (XPS)과도 일치하였다. 실리콘과 비정질 탄소 회절 패턴의 스펙트럼은 XRD 분석에서 관찰되었다 (도 9). STEM and elemental mapping analysis results were also consistent with X-ray diffraction analysis (XRD), Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Spectra of the silicon and amorphous carbon diffraction patterns were observed in XRD analysis (Fig. 9).

Si_GPP의 라만 스펙트럼은 Si 결정성 나노입자를 나타내는 약 512 cm-1에서 주 피크를 나타내고, 그래핀의 D 및 G 밴드를 각각 나타내는 1350 cm-1 및 1598 cm-1 주위에서 또 다른 두 개의 피크를 나타내었다 (도 10). The Raman spectrum of Si_GPP shows the main peak at about 512 cm -1 representing Si crystalline nanoparticles, and another two peaks around 1350 cm -1 and 1598 cm -1 representing the D and G bands of graphene, respectively. Shown (Fig. 10).

상기 결과는 실리콘 및 그래핀 시트가 Si_GPP 복합체로서 결합하였고, 상기 제조 공정 동안 그래핀 시트가 손상되지 않았음을 나타낸다. Si_GPP의 약간 이동된 2D 피크 (2700 cm- 1)는 ECA의 증발로 인해 발생된 명확한 그래핀 수축이다. 또한, ECA 증발은 X-선 광전자 분광분석법 (XPS)에 의해 확인될 수 있는데, 이는 ECA의 시아노겐으로부터의 N1s 스펙트럼이 ECA 증발 후에 사라진다는 것을 보여준다 (도 11). Si_GPP에서 실리콘의 함량은 열중량 분석 (TGA) 측정에 의해 확인되는데 (도 7), 이것은 Si_GPP 내 실리콘 나노입자의 비율이 Si 사용량(input)으로서 60% 내지 90%까지 다양함을 나타낸다. 본 실시예의 Si_GPP의 제타포텐셜을 물(water)를 희석제로서 사용하여 측정하였으며, 상기 Si_GPP의 제타포텐셜은 -36.36 mV로 측정되었고(표 2), 비교예로서 그래핀의 제타포텐셜은 7.39 mV로 측정되었다(표 3). 상기 Si_GPP의 제타포텐셜의 증가는 상기 Si_GPP이 통상의 그래핀에 비하여 물과 같은 용매에서 분산성이 현저히 우수하면 분산된 상대를 장기간 유지할 수 있음을 나타낸다.The results indicate that the silicon and graphene sheets were bonded as a Si_GPP composite, and the graphene sheets were not damaged during the manufacturing process. The slightly shifted 2D peak of Si_GPP (2700 cm - 1 ) is a clear graphene shrinkage caused by evaporation of the ECA. In addition, ECA evaporation can be confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), which shows that the N1s spectrum of ECA from cyanogen disappears after ECA evaporation (Fig. 11). The content of silicon in Si_GPP is confirmed by thermogravimetric analysis (TGA) measurement (FIG. 7), which indicates that the proportion of silicon nanoparticles in Si_GPP varies from 60% to 90% as Si input. The zeta potential of Si_GPP of this example was measured using water as a diluent, and the zeta potential of Si_GPP was measured to be -36.36 mV (Table 2), and as a comparative example, the zeta potential of graphene was measured to be 7.39 mV. Became (Table 3). The increase in the zeta potential of Si_GPP indicates that if the Si_GPP is remarkably superior in dispersibility in a solvent such as water compared to conventional graphene, the dispersed counterpart can be maintained for a long time.

[표 2][Table 2]

Figure 112018083934314-pat00001
Figure 112018083934314-pat00001

[표 3][Table 3]

Figure 112018083934314-pat00002
Figure 112018083934314-pat00002

상기 복합체 구조의 LIB 애노드로서의 효과를 조사하기 위하여 Si_GPP의 전기 화학적 성능이 시험되었다. Si_GPP 전극이 Li 금속을 카운터 및 레퍼런스 전극으로서 사용되어 하프-셀 배열로 조립되었다. Si_GPP에서 Si 비율을 최적화하기 위해, 60% 내지 90% 의 상이한 Si 함량을 갖는 다양한 Si_GPP가 제조되었고, 100 mA/g의 전류 밀도를 이용하여 0.01 내지 1.5 V (vs. Li / Li+) 하에서 이들의 최초 충전 및 방전 작동을 시험하였다. 도 4a는 상이한 실리콘 비율을 이용한 Si_GPP의 초기 충전 및 방전 프로파일을 도시한다. 모든 Si_GPP 전극은 0.1 V (vs Li/Li+)하에서 대표적인 실리콘 합금화 평탄(plateau) 및 0.4 V 부근에서 탈합금을 나타낸다. 순환전압 전류법 (cyclic voltammetric) 측정에서 상기 Si_GPP의 합금/탈합금 피크들은 대표적인 실리콘-기반 전극을 나타내고 (도 13), 이는 도 4a의 Si_GPP 전극의 전압 프로파일과 일치한다. SEI 층의 형성에 의한 최초 방전에서의 비가역적 반응 때문에, 초기 쿨롱 효율 (ICE)은 80%에 이르지 않았지만, 최초 방전 시의 상기 비가역 반응은 사전-리튬화(pre-lithiation) 후에 명백히 사라졌다. In order to investigate the effect of the composite structure as a LIB anode, the electrochemical performance of Si_GPP was tested. Si_GPP electrodes were assembled in a half-cell arrangement using Li metal as counter and reference electrodes. In order to optimize the Si ratio in Si_GPP, various Si_GPPs with different Si content of 60% to 90% were prepared, and these under 0.01 to 1.5 V (vs. Li / Li +) using a current density of 100 mA/g. The initial charge and discharge operation of the was tested. 4A shows the initial charge and discharge profiles of Si_GPP using different silicon ratios. All Si_GPP electrodes exhibited representative silicon alloyed plateaus under 0.1 V (vs Li/Li + ) and dealloyed around 0.4 V. In the cyclic voltammetric measurement, the alloy/dealloy peaks of Si_GPP represent a representative silicon-based electrode (FIG. 13), which is consistent with the voltage profile of the Si_GPP electrode of FIG. 4A. Due to the irreversible reaction in the initial discharge due to the formation of the SEI layer, the initial Coulomb efficiency (ICE) did not reach 80%, but the irreversible reaction in the initial discharge apparently disappeared after pre-lithiation.

초기 충전/방전 용량을 요약하면, 실리콘 함량에 따라 비가역 충/방전 용량이 최적화되고, 7 (Si) : 3 (탄소) 중량비 (7 : 3)는 70 %의 가장 높은 ICE를 나타냈다 (도 4b) . 90% 중량비 (9 : 1)와 같은 Si_GPP 구조의 고 함량 Si에서도, 상업용 실리콘 나노입자 상의 SiO2 표면의 비가역 반응으로 인해 ICE가 열화된다. 상기 7 : 3 샘플은 하프-셀 및 풀-셀 배열에서 애노드 전극으로서 전기 화학적 성능을 평가하기 위한 추가 연구로서 선택되었다. Summarizing the initial charge/discharge capacity, the irreversible charge/discharge capacity was optimized according to the silicon content, and the 7 (Si): 3 (carbon) weight ratio (7: 3) showed the highest ICE of 70% (Fig. 4b). . Even with a high content of Si of Si_GPP structure such as 90% weight ratio (9:1), ICE deteriorates due to irreversible reaction of the SiO 2 surface on commercial silicon nanoparticles. The 7:3 samples were selected as further studies to evaluate the electrochemical performance as anode electrodes in half-cell and full-cell arrangements.

본원에서 풀-셀 배열에 대한 높은 ICE 값을 얻기 위해, 100 옴 저항을 이용하여 사전-리튬화 달성을 위한 회로를 설계하여 리튬화 속도를 제어하였고 (도 14), 30 분의 사전-리튬화 기간을 적용하였다. 최초 방전에서 SEI 층 형성과 SiOx 리튬화에 의한 비가역적 반응은 사전-리튬화 이후에 완료되어 (도 4a), 99.3%의 ICE를 유도하였다 (도 4b). 7 : 3 Si_GPP 전극의 충/방전 용량이 다양한 전류 밀도 하에서 평가되었다. 도 4c는 0.2 내지 20 A/g의 전류 밀도에서 Si_GPP 전극의 전압 프로파일을 도시한다. 0.2A/g의 전류 밀도에서 1700 mAh/g의 비정전용량은 0.1 A/g에서의 용량에 대응된다. 전체 전류 밀도에서 전압 프로파일은 안정적으로 작동하고 Si_GPP 전극의 용량은 Si_GPP의 CV에 상응하는 Si-Li 합금 평탄에서 기인한다 (도 13).In order to obtain a high ICE value for the full-cell array herein, a circuit for achieving pre-lithiation was designed using a 100 ohm resistor to control the lithiation rate (Fig. 14), and 30 minutes of pre-lithiation. The period was applied. In the initial discharge, the formation of the SEI layer and the irreversible reaction due to SiO x lithiation were completed after pre-lithiation (FIG. 4A), resulting in 99.3% of ICE (FIG. 4B). The charge/discharge capacity of the 7:3 Si_GPP electrode was evaluated under various current densities. 4C shows the voltage profile of the Si_GPP electrode at a current density of 0.2 to 20 A/g. At a current density of 0.2 A/g, a specific capacitance of 1700 mAh/g corresponds to a capacity at 0.1 A/g. At the total current density, the voltage profile works stably and the capacity of the Si_GPP electrode is due to the Si-Li alloy flatness corresponding to the CV of Si_GPP (Fig. 13).

특히, 20 A/g의 높은 전류 밀도에서도 500 mAh/g 이상의 용량이 여전히 유지되었다. Si_GPPs 전극의 특성은 각각 상이한 전류 밀도에서 10회 사이클링된 충방전 용량의 평가하에서 높고 안정한 비정전 용량을 나타내었다 (도 4d). 상기 충방전 용량 평가 후, Si_GPP 전극은 저속 작동 (0.2 A/g)에서 초기 용량 1700 mAh/g을 회복하였고 5A/g에서 추가 200 사이클 동안 82.9% 이상의 용량 유지율을 나타내었다 (도 4d). 전기 화학적 성능을 비교하기 위해, 실리콘 나노입자와 GPP 구조를 갖지 않는 7 : 3 (Si : 그래핀) 혼합물이 특성 평가를 위해 제조되었다. GPP 구조를 갖지 않는 이들 전극의 용량 유지율은 단지 5회 사이클 작동 후에 매우 저하되었다 (도 15). 도 15는 실리콘 나노입자와 실리콘+그래핀 혼합물 (7 : 3 비율, GPP 구조를 갖지 않음)의 충-방전 프로파일을 나타내며, 최초 사이클은 100 mA g-1의 전류 밀도에서 작동된 다음 200 mA g-1의 전류 밀도가 전극에 인가되었다. 실리콘 나노입자는 불안정한 사이클 특성을 나타내었지만 실리콘_그래핀 혼합물은 반복 충-방전시 낮은 비정전용량을 나타내었다.In particular, a capacity of 500 mAh/g or more was still maintained even at a high current density of 20 A/g. The properties of the Si_GPPs electrodes each exhibited high and stable specific capacitance under evaluation of the charge/discharge capacity cycled 10 times at different current densities (FIG. 4D). After the charge/discharge capacity evaluation, the Si_GPP electrode recovered an initial capacity of 1700 mAh/g at low speed operation (0.2 A/g) and exhibited a capacity retention rate of 82.9% or more for an additional 200 cycles at 5A/g (FIG. 4D). To compare the electrochemical performance, a 7: 3 (Si: graphene) mixture having no GPP structure with silicon nanoparticles was prepared for characterization. The capacity retention of these electrodes without GPP structure was very low after only 5 cycles of operation (FIG. 15). Figure 15 shows the charge-discharge profile of a silicon nanoparticle and a silicon + graphene mixture (7: 3 ratio, not having a GPP structure), the first cycle was operated at a current density of 100 mA g -1 and then 200 mA g A current density of -1 was applied to the electrode. Silicon nanoparticles exhibited unstable cycle characteristics, but the silicon-graphene mixture exhibited low specific capacitance during repeated charge-discharge.

GPP 구조에서 그래핀 내부 시트들을 이용하여 전기적으로 상호 연결된 실리콘 나노입자들이 전체 전류 밀도에서 높은 성능을 자극하고, GPP 외부의 두꺼운 포켓 구조는 장시간의 반복 충/방전 동안 불안정한 SEI으로부터 실리콘 나노입자를 보호함으로써 안정적인 사이클 작동을 달성하는데 중요한 역할을 한다는 것이 주목된다.In the GPP structure, the silicon nanoparticles electrically interconnected using graphene inner sheets stimulate high performance at the total current density, and the thick pocket structure outside the GPP protects the silicon nanoparticles from unstable SEI during long-term repeated charging/discharging. It is noted that this plays an important role in achieving stable cycle operation.

Si_GPP 전극의 타당성을 평가하기 위해, LiCoO2 (LCO), LiMnO2 (LMO) 및 LiFePO4 (LFP)와 같은 대표적 캐소드 물질을 이용한 풀-셀 배열을 시험하였고, 상용 흑연 전극이 캐소드와 함께 배열되었다 (도 5a). 풀-셀로 통합하기 전에, 각각의 애노드 및 캐소드가 0.1 C 속도(rate)에서 전기 화학적 특성을 확인하기 위해 하프-셀에서 시험되었다 (도 5b). 풀-셀 통합을 위한 애노드 및 캐소드의 질량비는 0.1 C 속도에서 애노드 (사전-리튬화된 Si_GPP 및 흑연) 및 캐소드 (LCO, LMO 및 LFP 각각)의 정전용량에 의해 확인되었다. LCO, LMO 및 LFP 각각으로 형성된 풀-셀을 10 mA/g의 전류 밀도에서 작동시켰다 (도 5c). To evaluate the feasibility of the Si_GPP electrode , a full-cell arrangement using representative cathode materials such as LiCoO 2 (LCO), LiMnO 2 (LMO) and LiFePO 4 (LFP) was tested, and a commercial graphite electrode was arranged with the cathode. (Fig. 5a). Prior to integration into the full-cell, each anode and cathode were tested in a half-cell to confirm their electrochemical properties at a 0.1 C rate (FIG. 5B ). The mass ratio of anode and cathode for full-cell integration was confirmed by the capacitance of the anode (pre-lithiated Si_GPP and graphite) and cathode (LCO, LMO and LFP respectively) at 0.1 C rate. Full-cells formed from each of LCO, LMO and LFP were run at a current density of 10 mA/g (FIG. 5C ).

최초 사이클에서 134.0, 100.2 및 162.1 mAh/gcathode의 방전 용량은 상업용 흑연을 사용한 풀-셀의 용량과 비교할 수 있었으며 (도 16), 이것은 캐소드의 Li 이온이 작동 중에 비가역 반응에 의해 소비되지 않음을 나타내었다. 0.1 C 속도에서의 풀-셀의 최초 CE는 86.86% (LCO 사용), 93.07% (LMO 사용) 및 94.55% (LFP 사용)이었으며 1 C 속도에서 상기 주기 유지 동안 99.75%에 도달하였다 (도 5d). 1 C 속도에서 100 사이클이 넘는 동안, Si_GPP 기반 풀-셀의 용량은 1 C 속도에서 주기 유지 용량의 86.99% (LCO 사용), 78.46% (LMO 사용) 및 95.52% (LFP 사용)로서 보존되었지만, 흑연(G/LFP)을 이용한 풀-셀은 100 사이클 후에 용량 유지율이 약 56.67% 이었다 (도 17). 상기 결과는 Si_GPP 전극의 안정된 사이클 특성이 대표적 캐소드를 이용한 풀-셀의 양호한 사이클 유지에 기여한다는 것을 나타낸다. LFP를 이용한 배열이 상기 샘플들 중에서 가장 큰 용량을 나타내었으므로, Si_GPP / LFP 및 G / LFP의 충방전 속도 성능은 0.1 C 내지 3 C 속도의 다양한 C 속도에서 평가되었다 (도 18). Si_GPP / LFP는 3 C 속도에서 0.1 C 속도에서 용량과 비교하여 24%의 용량 저하만을 나타내었다. G/LFP와 비교하여, Si_GPP/LFP는 G/LFP보다 높은 속도 성능을 나타내었으며, 이것은 고전류 밀도에서 Si_GPP의 높은 성능이 풀-셀 배열의 전체적 특성을 향상시킨다는 것을 나타낸다 (도 18).In the first cycle, the discharge capacity of 134.0, 100.2 and 162.1 mAh/g cathode could be compared with that of full-cell using commercial graphite (Figure 16), indicating that the Li ions of the cathode were not consumed by irreversible reaction during operation. Indicated. The initial CEs of the full-cell at 0.1 C rate were 86.86% (using LCO), 93.07% (using LMO) and 94.55% (using LFP) and reached 99.75% during this cycle hold at 1 C rate (FIG. 5D) . For over 100 cycles at 1 C rate, the capacity of the Si_GPP based full-cell was preserved as 86.99% (using LCO), 78.46% (using LMO) and 95.52% (using LFP) of the cycle holding capacity at 1 C rate, but The full-cell using graphite (G/LFP) had a capacity retention of about 56.67% after 100 cycles (FIG. 17). The above results indicate that the stable cycle characteristics of the Si_GPP electrode contribute to maintaining a good full-cell cycle using a representative cathode. Since the arrangement using LFP showed the largest capacity among the samples, the charge/discharge rate performance of Si_GPP/LFP and G/LFP was evaluated at various C speeds of 0.1 C to 3 C speed (Fig. 18). Si_GPP/LFP showed only 24% capacity drop compared to capacity at 0.1 C rate at 3 C rate. Compared with G/LFP, Si_GPP/LFP showed higher speed performance than G/LFP, indicating that the high performance of Si_GPP at high current density improves the overall characteristics of the full-cell array (Fig. 18).

애노드 물질의 높은 성능은 애노드의 현저히 증가된 중량 용량에서 유래된 상기 풀-셀 통합의 중량을 감소시킴으로써 상기 풀-셀의 에너지 밀도를 향상시키는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 상기 풀-셀의 에너지 밀도는, 에너지 밀도 = (Capacityanode × Capacitycathode) / (Capacityanode + CapacityCathode) × 정격 포텐셜 (Nominal potential) 으로부터 계산되었다. 서로 상이한 배터리 시스템간의 에너지 밀도의 비교시 혼란을 피하기 위하여, 본원에서는 상기 중량에 대하여 활성 물질의 중량만을 고려하였다. 상기 풀-셀 성능에 기초하여, 종래의 흑연/캐소드 시스템의 실험적 에너지 밀도는, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 각각 293.6 (LCO 사용), 283.2 (LMO 사용) 및 348.8 (LFP 사용) Wh/kg이었다. 애노드의 용량의 장점에 의하여, Si_GPP 애노드를 사용한 풀-셀의 에너지 밀도는 각각 448.1 (LCO 사용), 351.5 (LMO 사용) 및 489.3 Wh/kg (LFP 사용) (도 5e)로 증명되었다. 캐소드의 전체적인 후보들을 통해, Si_GPP 애노드와의 풀-셀 통합은 상용 흑연과의 풀-셀보다 최대 68% 더 높은 향상된 에너지 밀도를 나타내었다. 상기 Si_GPP 전극의 높은 성능은 다양한 캐소드를 이용하여 높은 에너지 밀도를 갖는 풀-셀 디바이스를 위한 현재의 애노드 전극을 대체할 유망한 후보가 될 수 있다는 것이 주목된다. 또한, Li-[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2 (NMC)와 Li [Ni0 . 8Co0 . 15Al0 . 05]O2 (NCA) 와 같은 다른 고용량의 캐소드를 결합함으로써 Si_GPP 기반 풀-셀의 에너지 밀도를 개선할 수 있다.The high performance of the anode material can play an important role in improving the energy density of the full-cell by reducing the weight of the full-cell integration resulting from the significantly increased weight capacity of the anode. The energy density of the full-cell was calculated from the energy density = (Capacity anode × Capacity cathode ) / (Capacity anode + Capacity Cathode ) × nominal potential (Nominal potential). In order to avoid confusion when comparing energy densities between different battery systems, only the weight of the active material is considered in relation to the weight herein. Based on the full-cell performance, the experimental energy density of the conventional graphite/cathode system was 293.6 (using LCO), 283.2 (using LMO) and 348.8 (using LFP) Wh/kg, respectively, as shown in FIG. 5E. . By the advantage of the capacity of the anode, the energy density of the full-cell using the Si_GPP anode was proved to be 448.1 (using LCO), 351.5 (using LMO) and 489.3 Wh/kg (using LFP) (Figure 5e), respectively. Throughout the cathode's overall candidates, full-cell integration with Si_GPP anodes showed improved energy density up to 68% higher than full-cell with commercial graphite. It is noted that the high performance of the Si_GPP electrode can be a promising candidate to replace the current anode electrode for full-cell devices with high energy density using various cathodes. In addition, Li-[Co 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 ]O 2 (NMC) and Li [Ni 0 . 8 Co 0 . 15 Al 0 . By incorporating other high-capacity cathodes such as 05 ]O 2 (NCA), the energy density of Si_GPP-based full-cells can be improved.

본 실시예에 의하여, Si_GPP가 상용 '수퍼 글루'인 ECA의 즉시 중합을 이용하여 대량 생산 가능 공정에 의하여 제조될 수 있음을 입증하였다. ECA의 역동적 (수초 내에) 반응은 잘 제어된 마이크로-크기 구조뿐만 아니라 대량 생산을 만족시키는 새로운 방법론을 제공하였다. 실리콘 나노입자들이 전도성을 제공하는 내부의 얇은 층 그래핀 및 외부의 두꺼운 포켓은 작동 동안 SEI 층을 안정화시키는 외부의 두꺼운 포켓을 갖는 상기 GPP 구조체 내에 균일하게 포접되어, 고용량, 충방전 속도 성능 및 양호한 사이클 유지력에서 현저히 우수한 성능을 보여주었다. 대표적 상용 캐소드를 이용하여 배열된 강력한 풀-셀 성능은 상용 흑연 기반 풀-셀과 비교하여 최대 68%의 향상된 에너지 밀도를 갖는 것으로 관찰되었다. By this example, it was demonstrated that Si_GPP can be manufactured by a mass production process capable of using the immediate polymerization of ECA, which is a commercial'super glue'. The dynamic (within seconds) response of ECA provided a new methodology that satisfies mass production as well as well-controlled micro-sized structures. The inner thin layer of graphene and the outer thick pockets that the silicon nanoparticles provide conductivity are uniformly enclosed within the GPP structure with the outer thick pockets to stabilize the SEI layer during operation, resulting in high capacity, charge/discharge speed performance and good It showed remarkably excellent performance in cycle holding power. The robust full-cell performance arranged using a representative commercial cathode was observed to have an improved energy density of up to 68% compared to a commercial graphite based full-cell.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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 수도 있다.The foregoing description of the present application is for illustrative purposes only, and the present application is Those of ordinary skill in the art to which it belongs will be able to understand that it is possible to easily transform into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, 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 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims, and their equivalent concepts are included in the scope of the present application. Should be interpreted as.

100 : 유연성 포켓 복합 구조체
110 : 제 1 시트
120 : 제 2 시트
130 : 입자
200 : 제 1 포켓100: flexible pocket composite structure
110: first sheet
120: second sheet
130: particle
200: first pocket

Claims (69)

서로 대향하는 제 1 시트와 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체
를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체로서,
서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것이고,
상기 한 개 이상의 제 1 포켓은 서로 이격되어 형성되어 있는 것인,
유연성 포켓 복합 구조체.A composite comprising particles enclosed by each of one or more first pockets formed by a first sheet and a second sheet facing each other
As a flexible pocket composite structure comprising a,
The first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in at least one area, and at least one area in which the first sheet and the second sheet do not contact each other forms the first pocket. Will,
The one or more first pockets are formed to be spaced apart from each other,
Flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트 각각은 독립적으로, 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 두께가 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 모서리 길이보다 작은 2차원 구조체인 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Each of the first sheet and the second sheet is independently a two-dimensional structure in which the thickness of each of the first sheet and the second sheet is smaller than the length of the edge of each of the first sheet and the second sheet, flexibility Pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로,
셀룰로오스를 포함하거나;
하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:
[식 1]
MaAb
여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,
질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The first sheet and the second sheet are each independently,
Contains cellulose;
Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:
[Equation 1]
M a A b
Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,
Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene (Phosphorene), stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) that containing, flexible pocket complex structure. 제 3 항에 있어서,
상기 M은 Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속 원소이고,
상기 A는 O, S, Se, 또는 Te인 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 3,
M is Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge , Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, and their It is a metal element selected from the group consisting of combinations,
Wherein A is O, S, Se, or Te, the flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로 탄소질 시트를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The first sheet and the second sheet will each independently include a carbonaceous sheet, the flexible pocket composite structure. 제 5 항에 있어서,
상기 탄소질 시트는 탄소를 10 중량% 이상 함유하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 5,
The carbonaceous sheet will contain 10% by weight or more of carbon, flexible pocket composite structure. 제 5 항에 있어서,
상기 탄소질 제 1 시트와 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 독립적으로 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)을 함유하는 시트를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 5,
The carbonaceous first sheet and the carbonaceous second sheet are each independently graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO) The flexible pocket composite structure comprising a sheet containing a. 제 5 항에 있어서,
상기 탄소질 시트는 탄소 전구체를 이용하여 형성되는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 5,
The carbonaceous sheet is formed using a carbon precursor, the flexible pocket composite structure. 제 8 항에 있어서,
상기 탄소 전구체는 고분자, 셀룰로오스, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 8,
The carbon precursor is a polymer, cellulose, graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or a reduced graphene oxide (rGO) containing a flexible pocket composite Structure. 제 5 항에 있어서,
상기 탄소질 제 1 시트 및 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 서로 독립적으로 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 5,
Each of the first carbonaceous sheet and the second carbonaceous sheet independently of each other further contains B, N, P, S, As, Sb, or Bi, the flexible pocket composite structure. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트는, 상기 포접된 입자와 접촉하지 않은 영역에서 상기 포접된 입자 크기의 80% 이하의 간격을 두고 서로 대향하는 것을 특징으로 하는, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The first sheet and the second sheet facing each other, characterized in that facing each other with an interval of 80% or less of the size of the enclosed particle in a region not in contact with the enclosed particle. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 포켓은 폐쇄형 (closed type) 포켓을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Wherein the first pocket comprises a closed type pocket. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각은 주름(wrinkle)을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Each of the first sheet and the second sheet has a wrinkle (wrinkle), the flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 구조체 각각에 포함된 두 개 이상의 상기 제 1포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 구조체들이 서로 접촉되어 있는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Two or more of the structures are in contact with each other by mutual contact of two or more of the first pockets included in each of the structures, a flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 구조체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 추가 포함하는, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The flexible pocket composite structure further comprising a second pocket enclosing one or more of the structures. 제 17 항에 있어서,
상기 유연성 포켓 복합 구조체 각각에 포함된 상기 제 2포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 유연성 포켓 복합 구조체들이 서로 접촉되어 있는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 17,
Two or more of the flexible pocket composite structures are in contact with each other by mutual contact of the second pockets included in each of the flexible pocket composite structures. 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 포켓은 복수 개의 시트들을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 17,
Wherein the second pocket comprises a plurality of sheets. 제 19 항에 있어서,
상기 제 2 포켓은,
탄소질 시트를 포함하거나;
셀룰로오스를 포함하거나;
하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:
[식 1]
MaAb
여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,
질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 19,
The second pocket,
Comprises a carbonaceous sheet;
Contains cellulose;
Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:
[Equation 1]
M a A b
Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,
Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene (Phosphorene), stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) that containing, flexible pocket complex structure. 제 20 항에 있어서,
상기 탄소질 시트는 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 20,
The carbonaceous sheet will further contain B, N, P, S, As, Sb, or Bi, the flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
다공성을 갖는, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Porous, flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 입자는 반도체성, 전도성 또는 절연성을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The particles will have semiconducting, conductive or insulating properties, flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 입자는 전극 재료 물질을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
Wherein the particles comprise an electrode material material. 제 1 항에 있어서,
상기 입자는 Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P 및S로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The particles are Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P and S That containing one or more elements selected from the group consisting of, flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 입자는 나노미터 크기를 가지는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The particles will have a nanometer size, flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 1 : 0.001 또는 그 이상인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The weight ratio of the sheets and the particles is 1: 0.001 or more, the flexible pocket composite structure. 제 1 항에 있어서,
상기 유연성 포켓 복합 구조체는 용매에서 분산성을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체.The method of claim 1,
The flexible pocket composite structure will have dispersibility in a solvent, the flexible pocket composite structure. 제 1 항 내지 제 10 항 및 제 13 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 따른 유연성 포켓 복합 구조체를 포함하는, 전극.An electrode comprising a flexible pocket composite structure according to any of claims 1 to 10 and 13 to 28. 제 29 항에 있어서,
에너지 저장 디바이스의 애노드 또는 캐소드로서 사용되는 것인, 전극.The method of claim 29,
An electrode, which is used as an anode or cathode of an energy storage device. 제 29 항에 따른 전극을 포함하는, 에너지 저장 디바이스.An energy storage device comprising an electrode according to claim 29. 제 31 항에 있어서,
상기 전극은 애노드 또는 캐소드로서 사용되는 것인, 에너지 저장 디바이스.The method of claim 31,
The energy storage device, wherein the electrode is used as an anode or a cathode. 제 32 항에 있어서,
상기 전극이 애노드로서 사용되는 경우, 상기 입자는 Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga 및 P 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것인, 에너지 저장 디바이스.The method of claim 32,
When the electrode is used as an anode, the particles are Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, The energy storage device comprising at least one element selected from the group consisting of V, Cu, Ga, and P. 제 32 항에 있어서,
상기 전극이 캐소드로서 사용되는 경우, 상기 입자는 S 를 포함하는 것인, 에너지 저장 디바이스.The method of claim 32,
The energy storage device, wherein when the electrode is used as a cathode, the particle comprises S. 제 31 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스는 배터리 또는 캐패시터, 또는 배터리-캐패시터 하이브리드인 것인, 에너지 저장 디바이스.The method of claim 31,
Wherein the energy storage device is a battery or capacitor, or a battery-capacitor hybrid. 제 31 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스는 리튬 이온 배터리, 소듐 이온 배터리, 리튬 에어 배터리, 소듐 에어 배터리, 리튬 메탈 배터리, 소듐 메탈 배터리, 리튬 이온 하이브리드 캐패시터, 또는 소듐 이온 하이브리드 캐패시터인 것인, 에너지 저장 디바이스.The method of claim 31,
The energy storage device is a lithium ion battery, a sodium ion battery, a lithium air battery, a sodium air battery, a lithium metal battery, a sodium metal battery, a lithium ion hybrid capacitor, or a sodium ion hybrid capacitor. (a) 입자, 고분자 및 시트들(sheets)을 포함하는 층상 복합체를 형성하는 것으로서, 상기 층상 복합체는 제 1 시트와 제 2 시트로서 표시되는 서로 대향하는 두 개의 상기 시트들 사이에 한 개 이상의 상기 입자가 배치되고 상기 입자는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각과 상기 고분자에 의하여 연결되어 있는 것이며;
(b) 상기 층상 복합체로부터 상기 고분자를 제거함으로써, 상기 서로 대향하는 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트에 의하여 형성된 한 개 이상의 제 1 포켓 각각에 의하여 포접된 입자를 포함하는 복합체를 포함하는 유연성 포켓 복합 구조체를 수득하는 것
을 포함하는, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법으로서,
상기 (a)에서, 상기 층상 복합체는, 용매 중 상기 시트들(sheets)과 상기 입자를 포함하는 용액에 상기 고분자를 첨가하는 것에 의하여 또는 상기 고분자 형성용 모노머를 첨가하여 중합시키는 것에 의하여 상기 입자와 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각을 상기 고분자에 의하여 연결하는 것을 포함하는 공정에 의하여 형성되는 것인,
유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.(a) forming a layered composite comprising particles, polymers, and sheets, wherein the layered composite comprises at least one of the at least one sheet between the two opposing sheets represented as a first sheet and a second sheet. Particles are arranged and the particles are connected to each of the first sheet and the second sheet by the polymer;
(b) by removing the polymer from the layered composite, a flexible pocket including a composite comprising particles enclosed by each of the at least one first pocket formed by the first sheet and the second sheet facing each other Obtaining composite structures
As a method for manufacturing a flexible pocket composite structure comprising a,
In (a), the layered composite is polymerized by adding the polymer to a solution containing the sheets and the particles in a solvent or by adding the polymer forming monomer to the particles and It is formed by a process comprising connecting each of the first sheet and the second sheet by the polymer,
Manufacturing method of flexible pocket composite structure. ◈청구항 38은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 38 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 37 항에 있어서,
상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 두께가 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각의 모서리 길이보다 작은 2차원 구조체인 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The first sheet and the second sheet are each independently a two-dimensional structure in which the thickness of each of the first sheet and the second sheet is smaller than the length of the edge of each of the first sheet and the second sheet, the flexible pocket Method of manufacturing a composite structure. 제 37 항에 있어서,
상기 고분자는 플라스틱, 합성고무, 또는 합성섬유로 이용되는 고분자를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The polymer is plastic, synthetic rubber, or a method of manufacturing a flexible pocket composite structure containing a polymer used as a synthetic fiber. 제 39 항에 있어서,
상기 고분자는 폴리아미드 (PA), 폴리카보네이트 (PC), 폴리에스테르 (PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리올레핀(PO), 폴리스타이렌(PS), 폴리우레탄 (PU), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 (ABS), 에폭시(Epoxy), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 페놀포름알데히드 (PF), 멜라민포름알데히드 (MF), 우레아포름알데히드 (UF), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리이미드(PI), 플라스타치(Plastarch), 폴리락트산 (PLA), 퓨란(Furan), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 폴리아이소프렌, 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 나일론, 올레핀, 아크릴, 레이온, 스테렌부타디엔(SBR), 또는 폴리비닐알코올 (PVA)을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 39,
The polymer is polyamide (PA), polycarbonate (PC), polyester (PES), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyolefin (PO), polystyrene (PS), polyurethane (PU), and acrylic. Nitrile butadiene styrene (ABS), epoxy, polymethyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), phenol formaldehyde (PF), melamine formaldehyde (MF), urea formaldehyde (UF) , Polyvinyl chloride (PVC), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyimide (PI), Plasarch, polylactic acid (PLA), furan, polyvinylidene chloride (PVDC), polyethylene terephthalate (PETE), polyisoprene, polyvinyl acetate (PVAc), nylon, olefin, acrylic, rayon, sterene butadiene (SBR), or polyvinyl alcohol (PVA). A method of manufacturing a pocket composite structure. 삭제delete 제 37 항에 있어서,
상기 (b)에 있어서, 상기 층상 복합체로부터 상기 고분자를 제거하기 전에 상기 층상 복합체를 분쇄하여 상기 층상 복합체의 입자체를 형성한 후 상기 입자체로부터 상기 고분자를 제거함으로써, 상기 복합체의 한 개 이상을 포접하는 제 2 포켓을 형성하는 것을 추가 포함하는, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
In the above (b), before removing the polymer from the layered composite, the layered composite is pulverized to form particles of the layered composite, and then the polymer is removed from the particles, thereby forming at least one of the composites. The method of making a flexible pocket composite structure further comprising forming an enclosed second pocket. 제 37 항에 있어서,
상기 (a)에서 상기 고분자 형성용 모노머는 음이온 중합성 모노머를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
In (a), the polymer-forming monomer comprises an anionic polymerizable monomer, a method for producing a flexible pocket composite structure. 제 43 항에 있어서,
상기 고분자 형성용 모노머는 C1- 10알킬 시아노아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산, 술포프로필 아크릴레이트, 또는 메타크릴레이트를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 43,
Monomers for the polymer formed is a C 1- 10 alkyl cyanoacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, sulfopropyl acrylate or methacrylate, That comprising, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 37 항에 있어서,
상기 (a)에서, 상기 용매는 상기 고분자의 중합 시 발생되는 반응열에 의하여 증발되어 제거되거나 또는 상기 중합 후에 제거되어 상기 유연성 포켓 복합 구조체 내에 동공(pore)을 형성하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
In the above (a), the solvent is evaporated and removed by the reaction heat generated during polymerization of the polymer, or is removed after the polymerization to form a pore in the flexible pocket composite structure. Manufacturing method. 제 45 항에 있어서,
상기 용매는 100°C 이하의 비점을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 45,
The solvent will have a boiling point of 100 °C or less, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 42 항에 있어서,
상기 층상 복합체의 분쇄는 볼-밀링, 그라인딩, 믹서기 또는 체 (sieve)를 이용하여 수행되는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 42,
The pulverization of the layered composite is ball-milling, grinding, blender or sieve (sieve) is performed using a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 42 항에 있어서,
상기 (b)에서, 상기 분쇄에 의하여 수득된 상기 층상 복합체의 입자체는 마이크로미터 이상의 크기를 가지는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 42,
In the above (b), the particle body of the layered composite obtained by the pulverization has a size of micrometers or more, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 42 항에 있어서,
상기 층상 복합체의 상기 분쇄에 의하여 수득된 상기 입자체로부터 상기 고분자를 제거하기 전에 상기 입자체의 외부 표면에 존재하는 포접되지 않은 상기 입자들을 제거하는 것을 추가 포함하는, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 42,
Before removing the polymer from the particle body obtained by the pulverization of the layered composite, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure further comprising removing the unenclosed particles present on the outer surface of the particle body. 제 37 항에 있어서,
서로 대향하는 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는 한 개 이상의 영역에서 서로 접촉되어 있고, 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트가 서로 접촉하지 않은 한 개 이상의 영역은 각각 상기 제 1 포켓을 형성하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The first sheet and the second sheet facing each other are in contact with each other in at least one region, and at least one region in which the first sheet and the second sheet do not contact each other forms the first pocket. That, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 37 항에 있어서,
상기 한 개 이상의 제 1 포켓은 서로 이격되어 형성되어 있는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The one or more first pockets are formed to be spaced apart from each other, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 37항에 있어서,
서로 대향하는 상기 제 1시트와 상기 제 2 시트는, 상기 포접된 입자와 접촉하지 않은 영역에서 상기 포접된 입자 크기의 80% 이하의 간격을 두고 서로 대향하는 것을 특징으로 하는, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The first sheet and the second sheet facing each other are characterized in that they face each other with an interval of 80% or less of the size of the enclosed particles in a region not in contact with the enclosed particles. Manufacturing method. 제 37 항에 있어서,
상기 제 1 포켓은 폐쇄형 (closed type) 포켓을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
Wherein the first pocket comprises a closed type pocket. ◈청구항 54은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 54 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제 37 항에 있어서,
상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 각각은 주름(wrinkle)을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
Each of the first sheet and the second sheet has a wrinkle (wrinkle), the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. ◈청구항 55은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 55 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제 37 항에 있어서,
상기 구조체 각각에 포함된 두 개 이상의 상기 제 1포켓의 상호 접촉에 의하여 두 개 이상의 상기 구조체들이 서로 접촉되어 있는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
Two or more of the structures are in contact with each other by mutual contact of two or more of the first pockets included in each of the structures, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 37 항에 있어서,
상기 제 1 시트 및 상기 제 2 시트는 각각 독립적으로,
탄소질 시트를 포함하거나;
셀룰로오스를 포함하거나;
하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:
[식 1]
MaAb
여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,
질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The first sheet and the second sheet are each independently,
Comprises a carbonaceous sheet;
Contains cellulose;
Or a chalcogenide compound represented by the following formula 1:
[Equation 1]
M a A b
Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,
Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene (Phosphorene), stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) containing one, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 56 항에 있어서,
상기 M은 Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속 원소이고,
상기 A는 O, S, Se, 또는 Te인 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 56,
M is Mo, W, S, Se, Nb, Ta, Re, V, Bi, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge , Sr, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, La, Hf, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Po, and their It is a metal element selected from the group consisting of combinations,
Wherein A is O, S, Se, or Te, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 56 항에 있어서,
상기 탄소질 시트는 탄소를 10 중량% 이상 함유하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 56,
The carbonaceous sheet will contain 10% by weight or more of carbon, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 56 항에 있어서,
상기 탄소질 제 1 시트와 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 독립적으로 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)을 함유하는 시트를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 56,
The carbonaceous first sheet and the carbonaceous second sheet are each independently graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or reduced graphene oxide (rGO) The method of manufacturing a flexible pocket composite structure comprising a sheet containing. 제 56 항에 있어서,
상기 탄소질 시트는 탄소 전구체를 이용하여 형성되는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 56,
The carbonaceous sheet is formed using a carbon precursor, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 60 항에 있어서,
상기 탄소 전구체는 고분자, 셀룰로오스, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄, 그래핀 옥사이드 (GO), 또는 환원된 그래핀 옥사이드 (rGO)를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 60,
The carbon precursor is a polymer, cellulose, graphene, graphite, carbon nanotubes, carbon fiber, carbon black, activated carbon, graphene oxide (GO), or a reduced graphene oxide (rGO) containing a flexible pocket composite Method of manufacturing the structure. 제 56 항에 있어서,
상기 탄소질 제 1 시트 및 상기 탄소질 제 2 시트는 각각 서로 독립적으로 B, N, P, S, As, Sb, 또는 Bi를 추가 함유하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 56,
The carbonaceous first sheet and the carbonaceous second sheet are each independently of each other and further contain B, N, P, S, As, Sb, or Bi, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. ◈청구항 63은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 63 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제 42 항에 있어서,
상기 제 2 포켓은,
탄소질 시트를 포함하거나;
셀룰로오스를 포함하거나;
하기 식 1로서 표시되는 칼코게나이드 화합물을 포함하거나:
[식 1]
MaAb
여기에서, 상기 M은 금속 원소이고, 상기 A는 16족 칼코겐(Chalcogen) 원소이며, 상기 a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상의 수임; 또는,
질화 붕소(Boron Nitride), 보로카보나이트라이드(Borocarbonitrides), 그래핀(Graphene), 그라핀(Graphyne), 실리센(Silicene), 게르마닌(Germanene), 게르마넨(Germanane), 보로핀(Borophene), 포스포린(Phosphorene), 스테닌(Stanene), 비스무딘(Bismuthene), 또는 멕신(MXenes) 을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 42,
The second pocket,
Comprises a carbonaceous sheet;
Contains cellulose;
Or a chalcogenide compound represented by Formula 1 below:
[Equation 1]
M a A b
Here, M is a metal element, A is a group 16 chalcogen element, and a and b are each independently a number of 1 or more; or,
Boron Nitride, Borocarbonitrides, Graphene, Graphyne, Silicene, Germanine, Germanane, Borophene, Phosphorene (Phosphorene), stenin (Stanene), bismudine (Bismuthene), or mexine (MXenes) containing one, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. ◈청구항 64은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 64 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 37 항에 있어서,
상기 입자는 반도체성, 전도성 또는 절연성을 갖는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The particles are semiconducting, conductive, or insulating, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. ◈청구항 65은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 65 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제 37 항에 있어서,
상기 입자는 전극 재료 물질을 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The method of manufacturing a flexible pocket composite structure, wherein the particles comprise an electrode material material. ◈청구항 66은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 66 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 37 항에 있어서,
상기 입자는 Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P 및S로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The particles are Si, Ge, Sn, Cd, Sb, Pb, Bi, Zn, Al, Co, Ni, Ti, Te, Mn, Fe, W, Ag, Au, Pt, V, Cu, Ga, P and S The method of manufacturing a flexible pocket composite structure containing one or more elements selected from the group consisting of. ◈청구항 67은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 67 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제 37 항에 있어서,
상기 입자는 나노미터 크기를 가지는 것인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The particles will have a nanometer size, the method of manufacturing a flexible pocket composite structure. ◈청구항 68은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 68 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 37 항에 있어서,
상기 시트들과 상기 입자의 중량비는 1: 0.001 또는 그 이상인, 유연성 포켓 복합 구조체의 제조 방법.The method of claim 37,
The weight ratio of the sheets and the particles is 1: 0.001 or more, a method of manufacturing a flexible pocket composite structure. 제 37 항 내지 제 40 항 및 제 42 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조되는, 유연성 포켓 복합 구조체.A flexible pocket composite structure produced by the method according to any one of claims 37 to 40 and 42 to 68.
KR1020180098982A 2018-08-24 2018-08-24 Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode KR102246154B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180098982A KR102246154B1 (en) 2018-08-24 2018-08-24 Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode
PCT/KR2019/007589 WO2020040416A1 (en) 2018-08-24 2019-06-24 Flexible pocket composite structure, manufacturing method therefor, electrode including same, and energy storage device including electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180098982A KR102246154B1 (en) 2018-08-24 2018-08-24 Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200022847A KR20200022847A (en) 2020-03-04
KR102246154B1 true KR102246154B1 (en) 2021-04-29

Family

ID=69592545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180098982A KR102246154B1 (en) 2018-08-24 2018-08-24 Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102246154B1 (en)
WO (1) WO2020040416A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111952561A (en) * 2020-08-03 2020-11-17 扬州大学 Self-templated synthesis of CoIn2S4@ CPAN microsphere composite material and method thereof
CN112002884A (en) * 2020-08-27 2020-11-27 扬州大学 Flower ball shaped MoSe1.48S0.52@ C positive electrode composite material and aluminum ion battery
KR102480878B1 (en) * 2020-11-16 2022-12-23 광주과학기술원 Nanofiber composite material, manufacturing method thereof, and ion exchange membrane including the same
WO2023133216A1 (en) * 2022-01-06 2023-07-13 Pow-Stor Inc. Energy storage device and method of manufacturing thereof
CN115172058B (en) * 2022-08-01 2023-10-10 河南大学 MoP/MoNiP 2 Composite material, preparation method and application thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130344392A1 (en) * 2011-06-30 2013-12-26 Northwestern University Crumpled graphene-encapsulated nanostructures and lithium ion battery anodes made therefrom
US20170358795A1 (en) * 2009-11-06 2017-12-14 Northwestern University Electrode material comprising graphene-composite materials in a graphite network

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2761688B1 (en) * 2011-09-30 2018-11-28 The Regents of The University of California Graphene oxide as a sulfur immobilizer in high performance lithium/sulfur cells
KR101724196B1 (en) * 2014-05-09 2017-04-06 주식회사 엘지화학 Graphene-wrapped porous silicon-carbon composite and preparation method thereof
KR102255622B1 (en) * 2014-12-16 2021-05-25 한국과학기술원 Lithiation-Induced Rescaling of Metal Oxide Nanocrystals for Energy Storage and Supercapacitor Using Thereof
JP6800880B2 (en) * 2016-08-12 2020-12-16 コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー Carbonaceous structure and its manufacturing method, electrode material and catalyst containing carbonaceous structure, energy storage device including electrode material
KR102062550B1 (en) * 2017-02-28 2020-01-06 한국과학기술원 A pliable carbon pocket composite structure, a method of preparing the same, an electrode including the same, and an energy storage device including the electrode

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170358795A1 (en) * 2009-11-06 2017-12-14 Northwestern University Electrode material comprising graphene-composite materials in a graphite network
US20130344392A1 (en) * 2011-06-30 2013-12-26 Northwestern University Crumpled graphene-encapsulated nanostructures and lithium ion battery anodes made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200022847A (en) 2020-03-04
WO2020040416A1 (en) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102246154B1 (en) Pliable pocket composite structure, method of preparing the same, electrode including the same, and energy storage device including the electrode
US10622631B2 (en) Negative active material, lithium secondary battery including the material, and method of manufacturing the material
US10374223B2 (en) Positive electrode active material/graphene composite particles, positive electrode material for lithium ion cell, and method for manufacturing positive electrode active material/graphene composite particles
US10326136B2 (en) Porous carbonized composite material for high-performing silicon anodes
US10141602B2 (en) Lithium solid battery, lithium solid battery module, and producing method for lithium solid battery
US9147876B2 (en) Method for lithium predoping, method for producing electrodes, and electric energy storage device using these methods
CN108718535B (en) Negative electrode active material, method for producing negative electrode active material, material containing negative electrode active material, and lithium ion secondary battery
US11901578B2 (en) Separator comprising porous adhesive layer, and lithium secondary battery using same
KR20150000564A (en) Composite cathode active material, preparation method thereof, and cathode and lithium battery containing the material
US10164252B2 (en) Composite anode active material, method of preparing the same, and anode and lithium secondary battery including the composite anode active material
JP6726935B2 (en) Negative electrode for lithium battery, lithium battery, method of manufacturing lithium battery, and method of using lithium battery
KR102065256B1 (en) Silicone based negative active material, preparing method of the same and lithium ion secondary battery including the same
KR20210007273A (en) Composite anode active material, and Anode and Lithium secondary battery comprising the same
KR102307911B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising anode including the anode active material
KR20160144832A (en) Composite for anode active material, anode including the composite, lithium secondary battery including the anode, and method of preparing the composite
KR102519438B1 (en) Composite anode active material, lithium battery comprising the same, and method of preparing the composite anode active material
KR102062550B1 (en) A pliable carbon pocket composite structure, a method of preparing the same, an electrode including the same, and an energy storage device including the electrode
KR102246770B1 (en) Negative active material, lithium battery including the same, and method of preparing the negative active material
US10985364B2 (en) Pliable carbonaceous pocket composite structure, method for preparing the same, electrode, including the same, and energy storage device including the electrode
KR101213483B1 (en) Anode active material, anode and lithium battery containing the same, and preparation method thereof
US10879524B2 (en) Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
KR20140018717A (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
Saito et al. Synthesis and electrochemical properties of carbon-coated Li2FeP2O7 for Li-ion batteries
KR101702405B1 (en) Positive electrode active material for rechargable battery, method for manufacturing the same, and rechargable battery including the same
KR20220063631A (en) Hybrid composite and method for manufacturing thereof using surfactant

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right