C-NERGY™ Actilion GHDR - Graphite Active Materials

CVD Carbon-Coated Graphite의 “CVD”는 “Chemical Vapor Deposition(화학 기상 증착)”의 약자이며 화학 반응이 기체(Vapor) 상태에서 일어나, 고체(Deposition)가 표면에 증착되는 기술입니다.
  1. CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법으로 흑연(graphite) 표면에 균일하고 치밀한 탄소막을 코팅한 소재임
  2. 일반 흑연보다 표면이 매끄럽고, 화학적·전기적 안정성이 뛰어남
  3. 미세먼지나 오염물이 잘 달라붙지 않아 청정도가 높음
  4. 내마모성, 내화학성, 고온 안정성이 우수
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NPG CVD 코팅 소개
Imerys Graphite & Carbon Japan K.K. / Nippon Power Graphite Company, Limited

제품 및 기술 서비스
  1. 제품: GHDR 또는 QX – NPG의 CVD 코팅이 적용된 구형 흑연(spherical graphite)
  2. 기술 서비스: CVD 코팅 기술 제공.이 기술로 표면 경도, 유동성, 비표면적 제어, 전도성, 화학 저항성과 같은 우수한 특성의 소재를 제조함.
CVD 코팅 특징
  • 코팅 두께: 약 60nm
  • 구성:
    1. 핵심 소재: 흑연(core graphite)
    2. 코팅 층: 탄소(카본) 층
CVD 가공 가능 조건
  1. 입자 크기: 2 μm ~ 50 μm
  2. 입자 벌크 밀도: 0.2 ~ 5 g/mL
  3. 작동 온도: 700℃ ~ 1100℃
감자 모양 흑연 입자는 전형적으로 매우 전도성인 카본 층을 증착시키는 기상 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 에 의해 코팅될 수 있으며 PSG 입자는 면 결정질 구조(planar crystalline structure)를 나타낼 수 있는 반면, CVD 카본 층은 비정질 카본 코팅으로서 이것의 상부 상에 증착된다. 카본 코팅은 PSG의 비저항(specific resistivity)을 낮출 수 있습니다. 

원통형 및 각형 리튬 이온 셀용 활성 소재
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Actilion GHDR 15-4: 
  1. 높은 가역 용량
  2. 탁월한 저온 성능
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Actilion GHDR 10-4: 
  1. 전동공구 배터리의 우수한 성능

C-NERGY™ Actilion GHDR 주요 물성 및 전기화학 성능
제품
​BET
PSD/m
Tap 밀도
용량 
최초 효율
적용 분야
셀 타입
(m²/g)
​D10
D50
D90
(g/cm³)
​(mAh/g)
(%)
GHDR 15-4
4.1
13
17
23
1.1
364
93.0
BEV, ESS, 고에너지 응용
원통형 / 각형 셀
GHDR 10-4
4.7
8
12
18
1.1
361
89.2
전동 공구, HEV, 고출력 응용
원통형 / 각형 셀
각 제품은 입자 크기 분포(D10, D50, D90), 비표면적(BET), 형태 밀도, 전기화학 성능에서 고도 최적화되어 있습니다. 
습윤성(Wettability) 테스트
에탄올을 이용한 침투시험에서:
  1. GHDR15-4와 MMM-15는 거의 동일한 습윤 곡선
  2. KS15 및 SFG15에 비해 빠른 침투 속도 (Weight² 시간 그래프 기준)
→ 결론: CVD가 습윤성에는 부정적 영향을 주지 않으며 KS/SFG 대비 습윤성이 뛰어남
분말 유동성 테스트 (Powder Flowability)
유동성이 좋은 분말은 *Angle of Repose(휴지각)*이 작음
→ GHDR15-4가 가장 적은 휴지각으로 유동성이 가장 우수함
(분말 유동성은 생산 효율성과 가공성에 영향을 주는 중요한 특성입니다. Angle of Repose(휴지각) 값이 낮을수록 분말이 잘 흐른다는 의미입니다.)

Collapse Angle (붕괴각), 소용돌이성(Swirl), 분산성
  1. GHDR15-4는 낮은 붕괴각과 높은 소용돌이성 지수로 혼합성, 분산성, 취급성이 매우 우수함
압축 및 성형 유동성 (Compounding Fluidity – MFI test)
MFI(Melt Flow Index)는 복합수지(플라스틱 등) 내에서 분말이 얼마나 용이하게 흐르며 성형이 가능한지를 나타내는 지표입니다.값이 높을수록 성형 공정 적합성이 우수하다는 의미입니다.

각 제품별 MFI 결과(조건: 변형률 30%, 50%)
제품
유동성 (MFI 등급)
GHDR 15-4
가장 높음(30 이상)
KS15
상대적으로 낮음
M100
낮음
C-Therm Max
매우 낮음(BET 높음으로 저해)
  1. GHDR15-4가 복합소재 내에서 가장 우수한 유동성을 보입니다.
  2. KS15, M100, C-Therm MAX 등 경쟁 제품보다 성형 가공성이 크게 뛰어납니다.
  3. 특히 C-Therm MAX는 BET(비표면적)가 높아지면서 오히려 유동성이 저하되어 성형성이 떨어집니다.
  1. GHDR15-4는 뛰어난 분말 유동성과 성형 유동성으로, 산업 현장 내 취급·가공·혼합 및 성형에서 모두 최적의 조건을 갖추고 있습니다. 
  2. 이를 통해 리튬이온 전지 음극재, 복합 플라스틱, 첨단 소재 등의 다양한 응용 분야에서 성능과 생산성 모두를 크게 향상시킬 수 있습니다.

CVD Carbon-Coated Graphite 용도

배터리 분야
  1. 리튬 이차전지 음극재CVD 공법을 통해 탄소 코팅된 흑연은 리튬 이온 배터리의 음극재로 널리 적용되고 있습니다. 이 코팅은 흑연 표면의 전기화학적 특성을 향상시키고, 충·방전 시 성능 저하와 수명 단축을 줄여줍니다. 대표적으로 천연 흑연에 피치 코팅을 CVD로 적용해 전극 성능을 향상시키는 연구 및 상용 사례가 많이 있습니다.
반도체 및 장비
  1. 반도체 공정 지그(jiig) 및 부품CVD 방식으로 탄소가 코팅된 흑연은 반도체 제조 장비의 지그나 열처리 부품에 사용됩니다. 표면 경도의 증가와 내마멸성 향상 덕분에 장비의 내구성과 수명이 연장됩니다. 경쟁력을 갖춘 고부가가치 사업 아이템으로도 적극 활용되고 있습니다.
에너지 및 첨단 코팅
  1. 연료 전지 그리고 열 관리 소재화학기상증착(CVD)을 이용해 다층의 탄소가 증착된 흑연은 높은 열전도률과 내화학성을 요구하는 환경에서 보호 코팅이나 구조재로 사용됩니다. 고온·고내식 환경 및 전극 소재에 적합해, 연료 전지·에너지 저장 시스템에서 활용되고 있습니다.
기타 용도
​적용 분야
상세 설명
3D 프린팅 / 적층제조
복합소재의 전기적·열적 특성 강화 목적, 기능성 코팅 소재로 사용
의료기기
내구성이 필요한 부품 또는 표면 개질, 수명 연장 및 오염방지 효과

주요 효과
  1. 내마멸성 및 내식성 강화CVD 탄소 코팅은 흑연 제품의 표면 강도를 크게 높이고, 화학적 안정성과 내식성을 향상시킵니다.
  2. 공정 제어 용이막 두께·조직의 정밀 제어가 가능해 고성능, 맞춤형 산업 부품 제작에 적합합니다.
리튬 이차전지, 반도체 지그, 열관리, 연료전지용 소재 등 다양한 산업에서 CVD 탄소코팅 흑연이 상용화 또는 실증 적용되고 있습니다
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제품문의

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