| 초록 |
나노 구조의 실리콘은 많은 응용 분야에서 활용되어 지고 있다. 이런 실리콘은 일반적으로 콜로이드 기반의 수용액에서 생산하는 방식과 고온에서의 기상 반응울 통하여 생산으로 나누어진다. 그러나 이런 방법은 독성 전구체를 사용하는 문제점과 낮은 수율 및 비실용적 공정 조건 등으로 인한 문제를 동반한다. 이런 문제들을 가진 기존 공정을 대체하는 방법으로서 마그네슘을 이용한 열적 환원 공정이 연구되었다. 하지만, 마그네슘을 이용한 열적 환원 방식은 대량 생산을 위한 공정 설계시 반응기 내부에서 생기는 온도구배와 반응열의 확산경로가 불규칙하여 실리카가 완전 환원이 되지 않고 중간상을 형성하여 수율이 낮아지는 문제점이 발견되었다. 본 연구에서는 소규모의 플라네타리 볼밀과 대량 생산을 위한 어트리션 밀을 이용하여 마그네슘과 실리카의 혼합을 통한 자발적인 환원 반응을 유도하는 공정을 개발하였다. 이 마그네슘 - 밀링 공정은 반응 시 생성되는 반응열에 의한 계 내의 압력증가를 관찰 할 수 있어 반응을 제어 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마그네슘 – 밀링 공정을 이용하여 생성된 실리콘은 리튬 이온 전지의 음극 소재로 사용하여 실험 한 결과 200싸이클 후에 초기 용량의 82.8%를 유지하는 1466mAh/g의 우수한 성능을 보였다. |
