실리콘 음극재( Silicon Anode) Tesla’s Move to Exclude Chinese Parts Brings Smiles to Korean Silicon Anode Firms ​

Tesla’s Move to Exclude Chinese Parts Brings Smiles to Korean Silicon Anode Firms

As Tesla strengthens its move to exclude Chinese materials and components, projections are emerging that domestic material companies producing silicon anode materials will benefit from this shift. Graphite used in existing anode materials is one of the core raw materials for secondary batteries, with China controlling over 80% of the global supply chain. Therefore, graphite is considered the material with the highest necessity to break free from Chinese dependence.

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실리콘 음극재( Silicon Anode)는 리튬이온 배터리의 음극재로, 기존 흑연보다 훨씬 많은 리튬이온을 저장할 수 있어 에너지 밀도를 높여 전기차 주행거리를 늘리고 급속 충전을 가능하게 하는 차세대 소재입니다.

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흑연 음극재(약 372mAh/g) 대비 10배 높은 이론적 용량을 가지지만, 충방전 시 부피가 크게 팽창하여 수명이 단축되는 단점이 있어, 현재는 흑연에 소량 첨가하거나 실리콘-탄소 복합체(Si-C), 실리콘 산화물(SiOx) 등 다양한 형태로 개발되어 적용되고 있습니다.

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장점

높은 에너지 밀도: 흑연 대비 월등히 높아 전기차의 주행거리 증가에 기여.

급속 충전: 리튬이온 저장 용량이 커서 음극판을 얇게 만들 수 있어 급속 충전에 유리.

풍부한 자원: 지구상에 풍부하여 경제적 이점.

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이 영상은 실리콘 음극재의 장점과 중요성을 설명합니다:

단점 및 기술적 과제

부피 팽창: 리튬 이온 흡수 시 최대 320%까지 부피가 늘어나면서 균열 및 분쇄 발생.

수명 단축: 부피 팽창으로 인한 기계적 손상 및 과도한 SEI층 형성으로 배터리 수명 감소.

높은 비용: 흑연 대비 가격이 높음.

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이 영상은 실리콘 음극재의 부피 팽창 문제를 보여줍니다:

주요 개발 형태

SiOx (실리콘 산화물): 산소(O)를 일부 포함하여 부피 팽창을 억제.

Si-C (실리콘-탄소 복합체): 실리콘 입자를 탄소로 감싸 구조 안정성 확보.

Pure-Si (순수 실리콘): 고용량 구현에 유리하지만 기술적 난이도가 높음.

실리콘 합금 (Si Alloy): 다른 금속 원소와 합금하여 특성 개선.

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이 영상은 실리콘 음극재의 고속 충전 기술에 대해 설명합니다:

시장 전망

기술 개발을 통해 부피 팽창 문제를 해결하고 안정성이 높아지면서, 실리콘 음극재는 전기차 배터리의 고성능화 및 주행거리 향상을 위해 필수적인 소재로 주목받으며 시장이 빠르게 성장하고 있습니다.

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이 영상은 실리콘 음극재의 생산 및 기술 개발 현황을 보여줍니다: