두께 200nm의 순수 실리콘에 카본코팅만  수행하면, 오른쪽의 파란 그래프와 같이 수명이 수싸이클에 불과합니다.

왼쪽과 같은 신기술 코팅층 형성을 통해 빨간 그래프(ES-2000, 당사 2,000mAh/g 보증 실리콘 음극재 제품)와 같은 비약적인 수명의 향상을 가져올 수 있습니다.  본 테스트 그래프는 흑연을 섞지 않은 실리콘 음극재의 개발과정 테스트로 30cycle 이상 테스트를 진행하지 않습니다. 이 이상 싸이클에서는 바인더 파괴로 전극에서 대부분이 박리됩니다.

모든 상용화된 실리콘 음극재는 수명의 향상을 위해 실리콘 일부를 포기하고 합금층으로 변환합니다. 당사는 가장 얇지만 균일하고 견고한 코팅층 형성기술로 타사 대비 가장 높은 용량을 구현하면서도 수명을 획기적으로 개선하여 가격 대비 용량이 가장 우수한 제품입니다.

현 상용화된 실리콘 음극재는 모두 단독으로 사용되지 못하고, 흑연과 혼합하여 사용됩니다. 실리콘 단독 사용을 위해서는 바인더, 도전재 등을 추가 개발해야 하는 문제점이 남아있지만 흑연과  혼합 사용하면 기존 바인더와 도전재로도 충분한 수명을 확보할 수 있습니다.

아래 그래프는 흑연 95%와 당사의 실리콘 음극재(ES-2000, 2,000mAh/g 제품) 5%를 혼합한 복합형 음극재의 용량과 수명 그래프로써 430mAh/g을 나타냅니다.

300 cycle에서 잔류 용량은 91%(1C-rate)와 89%(3C-rate)를 나타냅니다. Half-cell test result

최외각의 카본막은 입자간 전기전도성 부여와 안정적인 SEI 형성에 기여하는 모든 실리콘 음극재의 필수 코팅층입니다.

당사는 박막 형태의 고결정성 코팅막을 개발하여 실리콘의 부피 팽창과 수축에도 안정적인 팽창과 복원을 가능하게 합니다.

이는 rGO로 만들어지는 그래핀 막과 동등한 효과를 내면서 저렴한 가격을 가능하게 해줍니다.

왼쪽은 TGA를 통한 카본막의 중량 변화를 측정한 것으로 15 ~ 20% 사이를 유지합니다. 이와 같은 높은 카본함량의 카본막 형성을 통해 2차 입자 형성을 유도하고 미세입자의 표면적을 감소시키는 기능을 수행하게 됩니다. 이는 핏치를 통한 뭉침과 유사한 결과를 만들어 냅니다.

오른쪽은 카본 코팅 제품의 분체저항 측정 결과로 100kg/cm2의 낮은 압력에서도 1,000S/cm (=0.001Ω＊cm) 의 높은 전기전도성을 가집니다.