AI요약

기존 리튬이온전지 음극재는 높은 에너지 밀도에도 불구하고, 충방전 시 발생하는 과도한 부피 팽창으로 인해 성능 저하 및 수명 단축의 문제가 있었습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 실리콘과 게르마늄으로 구성된 나노와이어의 표면과 내부에 각각 Si와 Ge 함량을 최적화한 새로운 음극재 및 제조 방법을 제안합니다. 특히, 수소 분위기에서 정밀한 열처리를 통해 나노와이어 표면에는 실리콘이, 내부에는 게르마늄이 풍부하게 분포되도록 원자를 재배치합니다. 이 독특한 구조는 충방전 시 부피 팽창을 효과적으로 완화하여 음극재의 구조적 안정성을 획기적으로 높였습니다. 결과적으로, 이 SiGe 나노와이어 음극재는 탁월한 용량 유지율과 우수한 율속 특성을 자랑하며, 장기간의 반복 사용에도 높은 안정성과 성능을 유지합니다. 이는 고용량, 장수명 리튬이온전지의 상용화를 가능하게 하여 전기차, 모바일 기기 등 다양한 분야의 배터리 성능 향상에 크게 기여할 것입니다.