디아릴비벤조퓨라논이 도입된 가교 구조의 폴리아크릴산을 포함하는 수용성 실리콘 음극용 바인더, 이를 포함하는 실리콘 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

기술 요약리튬이차전지 실리콘 음극은 충방전 시 과도한 부피 팽창으로 인해 수명 및 용량 저하 문제가 발생합니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자 디아릴비벤조퓨라논(DABBF)이 도입된 자가 복원 폴리아크릴산(PAA) 기반의 수용성 가교 바인더(xPAA-DABBF)를 개발하였습니다. 이 바인더는 3차원 네트워크를 형성하여 실리콘 음극의 구조를 안정화하고, 높은 접착력 및 기계적 특성을 제공합니다. 특히, 상온에서 스스로 균열을 치유하는 자가 복원 특성을 통해 500 사이클 후에도 기존 바인더 대비 2배 이상 높은 용량 유지력을 보이며, 초기 쿨롱 효율과 고율 성능을 획기적으로 개선합니다. 친환경적인 수용성 공정을 가능하게 하며, 나노 및 마이크로 사이즈 실리콘에도 적용 가능하여 차세대 고용량 리튬이차전지 개발에 크게 기여할 것입니다.