이차전지 핵심 성분인 음극재 관련 질문드립니다.

Question

최근 저희 회사에서도 이차전지에 대한 관심이 높아지고 관련 비즈니스에 대해 검토중인데..(늦은감도 있지만)

현재까지의 개발된 기술과 관련 원재료외 한층 업그레이드 할 수 있는 방향으로 검토하려고 하는데..

음극재중에 가장 통상적으로 적용되고 있는 흑연은 크게 천연과 인조가 있다고 하는데..

그중 인조흑연의 제조 과정이 궁금하구요...일부, 석유의 정제과정중 찌꺼기로 나오는 피치에서 추출하여

제조 되는 것도 있다고 하는데...정확히 어떻게 만들어내는지 궁금하네요..

관련분야 연구원이시면 더 좋겠습니다.^^

Answer 1

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

인조흑연은 일부 산업용 이차전지에서 음극재로 사용되는 흑연입니다. 일반적으로 인조흑연은 석유의 부산물인 피치를 원료로 제조됩니다. 피치는 석유 정제 과정에서 발생하는 찌꺼기나 타르 형태의 부산물입니다. 이 부산물에서 인조흑연을 제조하기 위해 다음과 같은 과정을 거칩니다:

1. 피치의 수집: 석유 정제 과정 중에 발생하는 피치를 수집합니다. 이 피치에는 흑연 성분이 함유되어 있습니다.

2. 혼합물의 제거: 수집한 피치는 불순물과 혼합되어 있을 수 있으므로, 이를 제거하고 순수한 피치를 얻습니다.

3. 열처리: 제조과정에서 피치는 고온에서 열처리됩니다. 일반적으로 300~3,000도의 고온에서 열분해되는 과정을 거치면서 탄소 성분이 결정화되어 흑연이 형성됩니다.

4. 정제 및 후처리: 열처리된 흑연은 정제 과정을 거쳐 불순물을 제거하고 원하는 입자 크기와 형태를 얻기 위해 분쇄 및 선별 작업을 수행합니다.

이렇게 제조된 인조흑연은 일반적으로 음극재로 사용되며, 이차전지 등 다양한 산업 분야에서 활용됩니다. 인조흑연은 흑연의 구조와 성질을 가지고 있어 전기 전도성이 우수하며, 이차전지에서 리튬 이온의 저장과 방출을 효과적으로 수행할 수 있습니다.

위에서 설명한 인조흑연 제조과정은 대략적인 과정이며, 상세한 제조 방법은 제조회사나 연구 기관에서 개발된 기술에 따라 다를 수 있습니다. 따라서, 더 상세한 정보를 원한다면 해당 분야의 연구원이나 관련 기업의 기술 개발팀에 문의하여 자세한 내용을 확인하는 것이 좋습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.인조흑연은 일반적으로 석유코크스 또는 피치를 원료로 사용하여 제조됩니다. 피치는 석유 정제 과정에서 나오는 부산물로, 석유의 보다 가벼운 부분을 제거하여 남은 찌꺼기입니다. 이 찌꺼기를 화학적 처리와 열처리를 거쳐 흑연으로 변환하는 과정을 거치게 됩니다.

인조흑연의 제조과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 파괴로, 두 번째 단계는 열처리로 구성됩니다.