KR100672599B1 - Energy storage capacitor and method for fabricating the same - Google Patents

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KR100672599B1 KR1020050007161A KR20050007161A KR100672599B1 KR 100672599 B1 KR100672599 B1 KR 100672599B1 KR 1020050007161 A KR1020050007161 A KR 1020050007161A KR 20050007161 A KR20050007161 A KR 20050007161A KR 100672599 B1 KR100672599 B1 KR 100672599B1
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Abstract

본 발명은 에너지 저장형 커패시터의 양극 및 음극에 사용할 수 있는 전극재료의 구성을 새롭게 디자인함으로써 현재 발생되고 있는 에너지 저장형 커패시터에서의 단점을 극복하고 그 기능을 향상시킬 수 있는 에너지 저장형 커패시터를 제공하기 위한 것으로서, 양극과 음극 중 어느 하나의 성질을 갖고 활성탄소와 탄소플러렌이 혼합되어 형성된 혼합형 전극이 적어도 하나 이상인 2개의 전극판과, 상기 2개의 전극판 사이 형성되어 전류를 흐르게 하는 전해질과, 상기 전해질의 중간에 위치하여 전해질을 분리하는 분리막을 포함하여 구성된다.The present invention provides an energy storage capacitor that can overcome the shortcomings in the current energy storage capacitor and improve its function by newly designing an electrode material that can be used for the anode and the cathode of the energy storage capacitor. In order to achieve the above, there are two electrode plates having at least one mixed electrode formed by mixing activated carbon and carbon fullerene having at least one of a positive electrode and a negative electrode, an electrolyte formed between the two electrode plates to flow a current; Located in the middle of the electrolyte is configured to include a separator for separating the electrolyte.

슈퍼 커패시터, 혼합전극재, 활성탄소, 탄소플러렌Super Capacitor, Mixed Electrode Material, Activated Carbon, Carbon Fullerene

Description

에너지 저장형 커패시터 및 그 제조방법{energy storage capacitor and method for fabricating the same}Energy storage capacitor and method for fabricating the same

도 1 은 일반적인 슈퍼 커패시터의 초고용량 발현원리를 나타낸 도면1 is a view showing the ultra-high capacity expression principle of a general super capacitor

도 2a, 2b는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 구성도를 나타낸 도면Figure 2a, 2b is a view showing the configuration of an energy storage capacitor according to the present invention

도 3a, 3b는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터 전극재료의 구성 모식도Figure 3a, 3b is a schematic diagram of the configuration of the energy storage capacitor electrode material according to the present invention

도 4 는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터에 따른 전극재료를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도4 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an electrode material according to an energy storage capacitor according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 다공성 활성나노탄소 전극 20 : 전해질 음이온10 porous porous nanocarbon electrode 20 electrolyte anion

30 : 전해질 양이온 100 : 전극판30: electrolyte cation 100: electrode plate

110 : 활성탄소 120 : 탄소플러렌110: activated carbon 120: carbon fullerene

121 : 기공 200 : 전해질121: pore 200: electrolyte

300 : 분리막 400 : 금속막300: separator 400: metal film

500 : 에너지 저장형 커패시터 600 : 로드500: energy storage capacitor 600: load

700 : 전원700: power

본 발명은 에너지 저장형 커패시터에 관한 것으로, 특히 높은 출력 및 에너지 밀도를 구현하기 위해 적합한 전극재료를 이용한 에너지 저장형 커패시터의 구성 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to energy storage capacitors, and more particularly, to the construction and manufacturing method of energy storage capacitors using electrode materials suitable for realizing high output and energy density.

각종 휴대용 전자기기를 비롯하여 전기자동차 등과 같은 독립된 전원 공급 장치가 요구되는 시스템이나 순간적으로 발생하는 과부하를 조절/공급하는 시스템을 위한 에너지 저장 장치로서는 흔히 배터리를 먼저 생각하게 되나 아직 실제 실용을 위한 목표치에 맞는 저장 시스템이 개발되어 있지 못한 상태이다. As an energy storage device for systems that require independent power supply such as various portable electronic devices and electric vehicles, or systems that regulate / supply instantaneous overloads, batteries are often considered first, but are not yet available for practical use. No suitable storage system has been developed.

전기 에너지를 저장 및 활용하는 과정에서의 에너지 입출력(즉, 동력)적 측면에서는 배터리보다 커패시터가 우수한 성능을 가진다. In terms of energy input and output (ie, power) in the process of storing and utilizing electrical energy, capacitors perform better than batteries.

이는 커패시터가 갖는 에너지 저장 메커니즘이 산화 환원과정이 있는 열역학적(thermodynamic)인 메커니즘에 의존하는 배터리와는 달리 매우 빠르고 가역적인 이온들의 운동학적(kinetic)인 메커니즘에 기인하는 것이어서 충전 속도가 빠르고 충방전 효율이 배터리보다 높으며 충방전 반복사용수명이 매우 길어지기 때문이다. This is because the energy storage mechanism of the capacitor is due to the kinetic mechanism of very fast and reversible ions, unlike batteries which rely on thermodynamic mechanisms with redox processes, resulting in fast charging and charging and discharging efficiency. This is because it is higher than this battery and the charge / discharge repeated service life becomes very long.

이중 에너지 저장형 커패시터란 기존 커패시터의 기능을 하면서 에너지를 저장할 수 있는 메커니즘을 가지고 있는 커패시터로서 배터리와 커패시터의 가교역할을 할 수 있는 에너지 저장장치이다.The dual energy storage capacitor is a capacitor that functions as a conventional capacitor and has a mechanism for storing energy. It is an energy storage device that can serve as a bridge between a battery and a capacitor.

에너지 밀도와 파워밀도 측면에서 전해 콘덴서와 이차 전지의 중간 특성을 갖는 에너지 저장형 커패시터는 이차 전지에 비해 충전 시간이 짧고, 수명이 길며, 고 출력이 가능하며, 기존의 전해 콘덴서 보다 10배 이상의 에너지 밀도가 높은 시스템이다. 즉, 전해 콘덴서의 파워 특성과 이차 전지의 높은 에너지 저장 특성의 장점만을 조합한 시스템을 의미한다. In terms of energy density and power density, an energy storage capacitor having intermediate characteristics between an electrolytic capacitor and a secondary battery has a shorter charging time, a longer life, and a higher output than a secondary battery, and is 10 times more energy than a conventional electrolytic capacitor. It is a dense system. That is, it means a system combining only the advantages of the power characteristics of the electrolytic capacitor and the high energy storage characteristics of the secondary battery.

이처럼 에너지 저장형 커패시터가 배터리와 기존 커패시터의 중간역할을 할 수 있는 이유, 즉 높은 에너지 밀도와 출력밀도를 동시에 가질 수 있는 이유는 다음과 같이 이해될 수 있다. The reason why the energy storage capacitor can act as a middle part between the battery and the existing capacitor, that is, the reason why it can have a high energy density and power density at the same time can be understood as follows.

에너지 저장형 커패시터는 전극/전해질 계면에서 이온들의 정전기적 배향(전기화학이중층(electrochemical double-layer))을 이용하여 화학반응을 전기에너지로 전환하여 저장하는 전기에너지 저장장치의 일종이다. An energy storage capacitor is a type of electrical energy storage device that converts and stores a chemical reaction into electrical energy by using an electrostatic orientation (electrochemical double-layer) of ions at an electrode / electrolyte interface.

즉, 기존 커패시터에서 커패시턴스(C) 값은 접촉하는 면적에 비례하고 양전하와 음전하 간의 거리 즉 유전층의 두께에 반비례하게 된다. That is, the capacitance (C) value in the existing capacitor is proportional to the contact area and inversely proportional to the distance between the positive and negative charges, that is, the thickness of the dielectric layer.

이에 상기 에너지 저장형 커패시터에서는 면적면에서 나노스케일의 다공성 탄소전극재료를 사용함으로서 그 면적이 획기적으로 증가하였고 또한 유전층의 두께면에서는 기존 커패시터가 ㎛ 오더인데 반해 에너지 저장형 커패시터는 도 1에서 볼 수 있듯이 유전층의 두께가 10Å의 이온층(ionic layer)으로 감소하여 결국 커패시턴스(capacitance)의 값이 초고용량으로 증가될 수 있다. In the energy storage capacitor, the area of the energy storage capacitor is increased by using a nanoscale porous carbon electrode material. In addition, the energy storage capacitor is shown in FIG. As can be seen, the thickness of the dielectric layer is reduced to an ionic layer of 10 占 so that the value of capacitance can be increased to an ultra high capacity.

이와 같은 상기 에너지 저장형 커패시터는 다른 말로 슈퍼 커패시터(super capacitor)라는 개념으로 설명이 되고 있다.Such an energy storage capacitor has been described in other words as a super capacitor.

상기 슈퍼 커패시터는 그 작동원리에 따라 크게 두 종류로 구분이 되는데 그 중 하나는 전극/전해질 계면의 전기 이중층에 전하를 저장하는 전기 이중층 커패시터(electrochemical double-layer capacitors)이고, 다른 하나는 가상 커패시터(pseudo capacitor)라 불리는 것으로 전이금속산화물(transition metal oxide)의 표면에서 전이금속이온의 산화수(valance) 변화가 수반되며 전하 또는 전자를 저장하는 산화환원 커패시터(redox capacitor)이다.The supercapacitors are classified into two types according to their operation principle, one of which is an electrochemical double-layer capacitor which stores charge in an electric double layer of an electrode / electrolyte interface, and the other is a virtual capacitor. It is called a pseudo capacitor and is a redox capacitor that carries a change in the valence of transition metal ions on the surface of the transition metal oxide and stores charge or electrons.

상기 전기 이중층 커패시터는 활성탄소를 이용하여 이론적으로 넓은 비표면적을 가짐에도 불구하고 실제 커패시턴스 값으로 계산되어 사용될 수 있는 면적은 전체의 20-30%에 불과하다. Although the electric double layer capacitor has a theoretically large specific surface area using activated carbon, the area that can be calculated and used as the actual capacitance value is only 20-30% of the total.

왜냐하면, 활성탄소 내에 부착되기 위한 전해질 내의 이온의 크기 및 흡착정도와 관련이 있다. This is because the size and the degree of adsorption of ions in the electrolyte to adhere to the activated carbon.

즉, 상기 다공성의 활성탄소는 기공의 크기가 마이크로(20Å<), 매소(meso)(20Å<pore size<100Å) 및 마이크로포어(macropore)(<100Å)등 이 세 가지로 분류가 될 수 있다. 이중 상기 기공의 크기가 마이크로포어의 경우 전해질 내의 이온이 기공안으로 들어가기에 적합한 크기가 될 수 없다. 따라서, 상기 활성탄소의 기공의 크기가 마이크로포어가 많을 경우 활성탄소 이용의 장점인 획기적으로 증가된 비표면적이 감소되는 결과를 가져온다. That is, the porous activated carbon may be classified into three types such as pore size of micro (20Å <), meso (20Å <pore size <100Å), and micropore (<100Å). . Of these, when the pore size is micropores, the ions in the electrolyte may not be a suitable size to enter the pores. Therefore, when the pore size of the activated carbon has a large number of micropores, it results in a dramatically increased specific surface area, which is an advantage of using activated carbon.

따라서, 정해진 전해질 이온의 크기에 맞는 기공구조를 유지하는 것이 에너지 저장형 커패시터의 파워밀도를 올릴 수 있는 방안이다. 하지만 이를 위해서는 여러 번의 열처리와 추가공정에 따른 많은 비용과 시간의 손실을 가져온다. Therefore, maintaining a pore structure suitable for the size of a predetermined electrolyte ion is a way to increase the power density of the energy storage capacitor. However, this leads to costly and time-consuming loss of several heat treatments and additional processes.

또한, 상기 산화환원 커패시터(redox capacitor)는 단일형태의 전이금속산화 물의 사용이 가격면과 효율면에서 크게 떨어지고 있다. 예를 들어 RuO2가 현재 가장 에너지 저장특성이 우수한 것으로 판명이 되고 있지만 가격이 높아 대량생산에 부적합한 단점이 있고, 효율면에서는 충방전 곡선이 비선형적이라는 단점이 있다.In addition, the use of a single type of transition metal oxide in the redox capacitor is greatly reduced in cost and efficiency. For example, RuO 2 has proved to be the most energy-saving property at present, but the disadvantage is that it is unsuitable for mass production due to its high price, and the charge-discharge curve is nonlinear in terms of efficiency.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 에너지 저장형 커패시터의 양극 및 음극에 사용할 수 있는 전극재료의 구성을 새롭게 디자인함으로써 현재 발생되고 있는 에너지 저장형 커패시터에서의 단점을 극복하고 그 기능을 향상시킬 수 있는 에너지 저장형 커패시터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, overcoming the disadvantages in the current energy storage capacitor by newly designing the configuration of the electrode material that can be used for the anode and cathode of the energy storage capacitor and The purpose is to provide an energy storage capacitor that can improve its function.

본 발명의 다른 목적은 활성탄소와 탄소플러렌(C60)을 혼합하여 사용함으로써, 전해질 이온의 삽입 탈착하는데 있어서 효과적으로 작용하게 하는 에너지 저장형 커패시터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an energy storage capacitor that effectively works in insertion and desorption of electrolyte ions by using a mixture of activated carbon and carbon fullerene (C60).

본 발명의 또 다른 목적은 활성탄소와 탄소플러렌의 변형구조를 혼합하여 사용함으로써, 전자의 이동을 원활하게 하여 출력 및 에너지 저장 밀도의 향상에 기여하도록 하는 에너지 저장형 커패시터를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an energy storage capacitor that uses a modified structure of activated carbon and carbon fullerene to facilitate the movement of electrons and contribute to the improvement of output and energy storage density.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 특징은 양극과 음극 중 어느 하나의 성질을 갖고 활성탄소와 탄소플러렌이 혼합되어 형성된 혼합형 전극이 적어도 하나 이상인 2개의 전극판과, 상기 2개의 전극 판 사이 형성되어 전류를 흐르게 하는 전해질과, 상기 전해질의 중간에 위치하여 전해질을 분리하는 분리막을 포함하여 구성되는데 있다.Features of the energy storage capacitor according to the present invention for achieving the above object is two electrode plates having at least one mixed electrode formed of a mixture of activated carbon and carbon fullerene having any one of a positive electrode and a negative electrode, and An electrolyte is formed between the two electrode plates to flow a current, and a separator is disposed in the middle of the electrolyte to separate the electrolyte.

바람직하게 상기 혼합형 전극으로 구성된 전극판은 상부에 금속막을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the electrode plate composed of the mixed electrode is characterized in that it further comprises a metal film on top.

바람직하게 상기 금속막은 수십 ㎛(micrometer)의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the metal film has a thickness of several tens of micrometers (micrometer).

바람직하게 상기 금속막은 Al 또는 Cu로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the metal film is made of Al or Cu.

바람직하게 상기 혼합형 전극은 비표면적 1500

Figure 112005004659238-pat00001
이상 3000
Figure 112005004659238-pat00002
이하를 갖는 활성탄소와, 기공크기가 10 nm이하인 탄소플러렌으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably the hybrid electrode has a specific surface area of 1500
Figure 112005004659238-pat00001
More than 3000
Figure 112005004659238-pat00002
It is characterized by consisting of activated carbon having the following and a carbon fullerene having a pore size of 10 nm or less.

바람직하게 상기 혼합형 전극은 200㎛ 이하의 두께로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably the mixed electrode is characterized in that consisting of a thickness of less than 200㎛.

바람직하게 상기 혼합형 전극은 상기 활성탄소의 비율이 전체 비율에 50 wt%이상을 차지하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.Preferably the mixed electrode is characterized in that the ratio of the activated carbon to 50% or more of the total ratio.

바람직하게 상기 탄소플러렌은 절연성 탄소플러렌 및 전도성 탄소중합체 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably the carbon fullerene is characterized in that it is composed of any one of an insulating carbon fullerene and a conductive carbon polymer.

바람직하게 상기 절연성 탄소플러렌은 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조를 갖는 C60으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the insulating carbon fullerene is characterized by consisting of C60 having a bucky ball structure consisting of 60 carbons.

바람직하게 상기 전도성 탄소중합체는 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n, C60(H)n 및 Nax(C60) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the conductive carbon polymer is characterized in that it is composed of any one of C 60 (OH) n, C 60 (H) n and Na x (C 60) formed by breaking the cage structure of the fullerene.

바람직하게 상기 전해질은 수계 전해질 및 유기계 전해질 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably the electrolyte is characterized by consisting of any one of an aqueous electrolyte and an organic electrolyte.

바람직하게 상기 분리막은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 계열 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the separator is characterized in that it is composed of any one of polypropylene and polyethylene series.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 제조방법의 특징은 활성탄소와 탄소플러렌을 혼합하여 전극재료를 슬러리(slurry) 형태로 제조하는 단계와, 집전체의 상부 및 하부 중 적어도 하나 이상에 상기 슬러리 형태로 제조된 전극재료를 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 집전체를 롤러 혹은 프레이스로 일정 압력을 가해 소정 두께를 갖는 전극재를 형성하는 단계와, 상기 코팅된 전극재를 진공건조 및 열처리를 수행하는 단계와, 상기 형성된 전극재 사이에 분리막을 두고 샌드위치 형태로 압착 후, 전해질을 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.Features of the manufacturing method of the energy storage capacitor according to the present invention for achieving the above object is the step of preparing an electrode material in the form of a slurry (slurry) by mixing activated carbon and carbon fullerene, the top and bottom of the current collector Coating an electrode material manufactured in the form of the slurry on at least one of the above, applying a predetermined pressure to the coated current collector with a roller or a phrase to form an electrode material having a predetermined thickness, and the coated electrode material Performing vacuum drying and heat treatment, and pressing the separator in a sandwich form with a separator between the formed electrode materials, and injecting an electrolyte.

바람직하게 상기 코팅하는 단계는 전극재료 코팅 후 금속막을 더 포함하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.Preferably the coating step is characterized in that the coating further comprises a metal film after the electrode material coating.

바람직하게 상기 전해질을 수계 전해질을 이용할 경우, 상기 수계 전해질의 용매는 증류수(Distilled water), 2-butoxy ethanol 및 iso-propyl alcohol 중 적어도 어느 하나를 이용되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the electrolyte is an aqueous electrolyte, the solvent of the aqueous electrolyte is characterized in that at least one of distilled water (Distilled water), 2-butoxy ethanol and iso-propyl alcohol.

바람직하게 상기 전해질을 유기계 전해질을 이용할 경우, 상기 유기계 전해 질의 용매는 NMP(N-methyl pyrrolidinone)인 것을 특징으로 한다.Preferably, when the electrolyte is an organic electrolyte, the solvent of the organic electrolyte quality is NMP (N-methyl pyrrolidinone) is characterized in that.

바람직하게 상기 활성탄소의 비표면적은 1500

Figure 112005004659238-pat00003
부터 3000
Figure 112005004659238-pat00004
을 갖고, 상기 탄소플러렌의 혼합 함량이 5wt% 부터 50 wt%인 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.Preferably the specific surface area of the activated carbon is 1500
Figure 112005004659238-pat00003
From 3000
Figure 112005004659238-pat00004
It has an energy storage capacitor manufacturing method, characterized in that the mixed content of the carbon fullerene is from 5wt% to 50wt%.

바람직하게 상기 전극재료를 제조하는 단계는 바인더와 가소제를 소정의 비율로 혼합하여 슬러리(slurry) 형태로 제조하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of preparing the electrode material is characterized in that to produce a slurry (slurry) by mixing a binder and a plasticizer in a predetermined ratio.

바람직하게 상기 전해질을 수계 전해질을 이용할 경우, 상기 바인더는 SBR(Stylene Butadien Rubber)인 것을 특징으로 한다.Preferably, when the electrolyte is an aqueous electrolyte, the binder is characterized in that the SBR (Stylene Butadien Rubber).

바람직하게 상기 전해질을 유기계 전해질을 이용할 경우, 상기 바인더는 PVdF(poly vinylidene fluoride) 및 PACo(polyacrylic vinyl copolymer)중 적어도 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the electrolyte is an organic electrolyte, the binder is characterized by using at least one of polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyacrylic vinyl copolymer (PACo).

바람직하게 상기 가소제는 PEG(Polyethylene glycol)인 것을 특징으로 한다.Preferably the plasticizer is characterized in that the polyethylene glycol (PEG).

바람직하게 상기 바인더는 혼합비율이 10 wt%이하인 것을 특징으로 한다.Preferably the binder is characterized in that the mixing ratio is less than 10 wt%.

바람직하게 상기 전극재의 소정 두께는 200㎛ 이내를 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the predetermined thickness of the electrode material is characterized in that it has within 200㎛.

바람직하게 상기 집전체의 코팅은 분무법(spray) 또는 닥터 블레이드(doctor blade) 법을 사용하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.Preferably the coating of the current collector is characterized in that the coating using a spray (spray) or doctor blade (doctor blade) method.

바람직하게 상기 열처리는 100도에서 500도 사이에서 실시하는 것을 특징으로 한다.Preferably the heat treatment is characterized in that performed between 100 to 500 degrees.

바람직하게 상기 탄소플러렌은 절연성 탄소플러렌 및 전도성 탄소중합체 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the carbon fullerene is formed of any one of an insulating carbon fullerene and a conductive carbon polymer.

바람직하게 상기 절연성 탄소플러렌은 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조를 갖는 C60으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the insulating carbon fullerene is formed of C60 having a bucky ball structure made of 60 carbons.

바람직하게 상기 전도성 탄소중합체는 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n, C60(H)n 및 Nax(C60) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the conductive carbon polymer is formed of any one of C 60 (OH) n, C 60 (H) n and Na x (C 60) formed by breaking the cage structure of the fullerene.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서 앞서 기술한 탄소플러렌은 두 가지 형태로 나눌 수 있다. 완전구체를 가진 탄소플러렌은 절연체의 성질을 가지고 있고, 케이지(cage) 구조가 깨지면서 활성기가 부착됨으로 인해 탄소플러렌은 전도성의 성질을 가지게 된다. 이때 전도성을 가지기 위해서는 탄소의 결합갯수에 상관없는 모든 탄소 중합체여야 한다. 따라서 본 발명에서 언급한 탄소플러렌을 각각 절연성 탄소플러렌과 전도성 탄소중합체라 칭한다.In the present invention, the carbon fullerene described above may be divided into two types. The full spherical carbon fullerene has the property of an insulator, and the carbon fullerene has the property of conduction because the cage structure is broken and the activator is attached. At this time, in order to have conductivity, all carbon polymers regardless of the number of carbon bonds should be used. Therefore, the carbon fullerenes mentioned in the present invention are referred to as insulating carbon fullerene and conductive carbon polymer, respectively.

본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An embodiment of an energy storage capacitor and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2a는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 구성도를 나타낸 도면이고, 도 2b는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 연결회로도를 나타낸 도면이다.Figure 2a is a view showing the configuration of the energy storage capacitor according to the present invention, Figure 2b is a view showing a circuit diagram of the energy storage capacitor according to the present invention.

도 2a와 같이, 에너지 저장형 커패시터의 구조는 양극과 음극 중 어느 하나의 성질을 갖고 활성탄소와 탄소플러렌이 혼합되어 형성된 혼합형 전극이 적어도 하나 이상인 2개의 전극판(100)과, 상기 2개의 전극판(100) 사이 형성되어 전류를 흐르게 하는 전해질(200)과, 상기 전해질(200)의 중간에 위치하여 전해질을 분리하는 분리막(300)으로 구성된다.As shown in FIG. 2A, the structure of the energy storage capacitor includes two electrode plates 100 having at least one mixed electrode formed of a mixture of activated carbon and carbon fullerene having at least one of a positive electrode and a negative electrode, and the two electrodes. It is composed of an electrolyte 200 formed between the plate 100 to flow a current, and a separator 300 is located in the middle of the electrolyte 200 to separate the electrolyte.

이때, 상기 혼합형 전극으로 구성된 전극판(100)은 상부에 금속막(400)을 더 포함하여 구성된다.In this case, the electrode plate 100 composed of the mixed electrode further includes a metal film 400 thereon.

또한, 도 2b와 같이 에너지 저장형 커패시터(500)는 전원(700)과 로드(600)에 각각 병렬 연결되도록 회로적으로 구현된다.In addition, as shown in FIG. 2B, the energy storage capacitor 500 is implemented to be connected to the power source 700 and the load 600 in parallel.

상기 혼합형 전극(100)의 구성 모식도를 도 3a, 3b에서 상세히 나타내고 있다.A schematic diagram of the mixed electrode 100 is shown in detail in FIGS. 3A and 3B.

도 3a, 3b와 같이, 에너지 저장형 커패시터의 전극재료의 구성을 위해 비표면적을 효율적 이용과 동시에 내부저항 감소를 위한 절연성 탄소플러렌 및 전도성 탄소플러렌을 혼합한 전극재료의 구성을 각각 나타내고 있다. As shown in FIGS. 3A and 3B, the structure of the electrode material in which insulating carbon fullerene and conductive carbon fullerene are mixed to reduce internal resistance and at the same time efficiently use specific surface area for the construction of the electrode material of the energy storage capacitor.

즉, 도 3a는 활성탄소와 탄소의 일종인 탄소플러렌을 혼합하여 플러렌이 전해질 이온의 삽입 탈착하는데 있어서 효과적으로 작용하게 하도록 한 구성 모식도이다. 이때, 상기 탄소플러렌은 C60, 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조로 구성되는 것이 바람직하다.That is, FIG. 3A is a schematic view of the mixture of activated carbon and carbon fullerene, which is a kind of carbon, to allow the fullerene to act effectively in insertion and desorption of electrolyte ions. At this time, the carbon fullerene is preferably composed of a Bucky ball structure consisting of C60, 60 carbon.

또한, 도 3b는 활성탄소와 플러렌의 일종으로 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n 혹은 C60(H)n 또는 Nax(C60)(이하 전도성 탄소중합체라 칭 함)과 혼합하여 전자의 이동을 원활하게 함으로서 출력 및 에너지 저장 밀도의 향상에 기여하도록 한 구성 모식도이다. 이때, 변형된 탄소플러렌이라 함은 결합갯수에 상관없이 카본(Carbon)(원소기호 C)으로 이루어진 모든 탄소 중합체를 일컫는다.In addition, Figure 3b is a kind of activated carbon and fullerene mixed with C60 (OH) n or C60 (H) n or Nax (C60) (hereinafter referred to as conductive carbon polymer) formed by breaking the cage structure of the fullerene It is a schematic diagram which contributes to the improvement of an output and an energy storage density by making electron movement smooth. In this case, the modified carbon fullerene refers to all carbon polymers made of carbon (element symbol C) regardless of the number of bonds.

이때, 상기 활성탄소는 비표면적 1500

Figure 112005004659238-pat00005
이상 3000
Figure 112005004659238-pat00006
이하를 갖도록 구성되며, 상기 탄소플러렌 및 전도성 탄소중합체는 기공크기가 10 nm이하이고 혼합함량이 전체함량에 1 wt%부터 50 wt%까지를 갖도록 구성된다.In this case, the activated carbon has a specific surface area of 1500
Figure 112005004659238-pat00005
More than 3000
Figure 112005004659238-pat00006
The carbon fullerene and the conductive carbon polymer have a pore size of 10 nm or less and a mixing content of 1 wt% to 50 wt% in the total content.

그리고 상기 전해질은 수계 전해질 또는 유기계 전해질 모두 사용가능하며, 상기 분리막은 폴리프로필렌 혹은 폴리에틸렌 계열을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the electrolyte may be an aqueous electrolyte or an organic electrolyte, and the separator is preferably polypropylene or polyethylene series.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, a method for manufacturing an energy storage capacitor according to the present invention configured as described above.

도 4 는 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터에 따른 전극재료를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an electrode material according to the energy storage capacitor according to the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 혼합비율이 활성탄소가 전체 비율의 50wt% 이상이 되도록 하여 활성탄소와 절연성 탄소플러렌 또는 전도성 탄소플러렌을 혼합한다(S10).Referring to FIG. 4, first, the mixing ratio is 50 wt% or more of the activated carbon, and the activated carbon is mixed with the insulating carbon fullerene or the conductive carbon fullerene (S10).

이때, 상기 절연성 탄소플러렌은 C60, 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the insulating carbon fullerene is preferably composed of a Bucky ball structure consisting of C60, 60 carbon.

또한, 상기 전도성 탄소플러렌은 플러렌의 일종으로 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n 혹은 C60(H)n 또는 Nax(C60)(이하 전도성 탄소중합체라 칭함) 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 변형된 탄소플러렌(탄소중합체)이라 함은 결합갯수에 상관없이 카본(Carbon)(원소기호 C)으로 이루어진 모든 탄소 중합체를 일컫는다.In addition, the conductive carbon fullerene is a kind of fullerene that is composed of a C 60 (OH) n or C 60 (H) n or Na x (C 60) structure (hereinafter referred to as a conductive carbon polymer) formed by breaking the cage structure of the fullerene. desirable. In this case, the modified carbon fullerene (carbon polymer) refers to all carbon polymers made of carbon (element symbol C) regardless of the number of bonds.

상기 활성탄소와 탄소플러렌의 혼합조건에 따른 실시예로 다음과 같다.Examples according to the mixed conditions of the activated carbon and carbon fullerene are as follows.

실시예1Example 1

수계 전해질을 사용하는 경우,When using an aqueous electrolyte,

비표면적이 1500

Figure 112005004659238-pat00007
부터 3000
Figure 112005004659238-pat00008
을 갖는 활성탄소와 혼합 함량이 1wt% 부터 50 wt%까지인 탄소플러렌에 적절한 바인더와 가소제를 적당한 비율로 혼합하여 슬러리(slurry) 형태로 제조한다.1500 specific surface area
Figure 112005004659238-pat00007
From 3000
Figure 112005004659238-pat00008
An activated carbon having a mixed content of 1 wt% to 50 wt% of carbon fullerene and a suitable binder and a plasticizer are mixed in an appropriate ratio to prepare a slurry.

이때, 용매를 수계로 이용할 경우 증류수(Distilled water)와 2-butoxy ethanol 및 iso-propyl alcohol을 사용한다. 그리고, 상기 바인더로 SBR(Stylene Butadien Rubber)를 사용하고, 함량은 10 wt%이하로 혼합한다. 또한, 상기 가소제로는 PEG(Polyethylene glycol)를 사용한다. At this time, when using a solvent as a water system, distilled water (Distilled water) and 2-butoxy ethanol and iso-propyl alcohol is used. In addition, SBR (Stylene Butadien Rubber) is used as the binder, and the content is mixed below 10 wt%. In addition, polyethylene glycol (PEG) is used as the plasticizer.

실시예2Example 2

유기계 전해질을 사용하는 경우,When using an organic electrolyte,

비표면적이 1500

Figure 112005004659238-pat00009
부터 3000
Figure 112005004659238-pat00010
을 갖는 활성탄소와, 혼합 함량이 1wt% 부터 50 wt%까지인 탄소플러렌에 적절한 바인더와 가소제를 적당한 비율로 혼합하여 슬러리(slurry) 형태로 제조한다.1500 specific surface area
Figure 112005004659238-pat00009
From 3000
Figure 112005004659238-pat00010
It is prepared in the form of a slurry by mixing an activated carbon having an appropriate ratio and a suitable binder and a plasticizer in a carbon fullerene having a mixed content of 1wt% to 50wt%.

이때, 용매를 유기계로 사용할 경우 사용될 수 있는 용매는 NMP(N-methyl pyrrolidinone)를 사용한다. 그리고 상기 바인더로 PVdF(poly vinylidene fluoride) 혹은 PACo(polyacrylic vinyl copolymer)를 사용하고, 함량은 10 wt%이하로 혼합한다. 또한, 상기 가소제로는 PEG(Polyethylene glycol)를 사용한다. In this case, NMP (N-methyl pyrrolidinone) is used as a solvent that can be used when the solvent is used as an organic system. And as the binder, PVdF (poly vinylidene fluoride) or PACo (polyacrylic vinyl copolymer) is used, the content is mixed below 10 wt%. In addition, polyethylene glycol (PEG) is used as the plasticizer.

이어, 집전체에 상기 슬러리 형태로 제조된 혼합형 전극을 코팅한다(S20). 그리고 상기 금속막(400)은 수십 ㎛(micrometer)의 두께를 갖는 Al 또는 Cu로 구성된다. Subsequently, the mixed electrode manufactured in the slurry form is coated on the current collector (S20). The metal film 400 is made of Al or Cu having a thickness of several tens of micrometers (micrometer).

이때, 상기 집전체에 코팅시 분무법(spray) 또는 테이프 캐스팅(Tape casting)의 일종인 닥터 블레이드(doctor blade) 법을 사용하여 코팅한다. 그리고 이때 제작된 슬러리의 용매는 수계 및 비수계 모두 적용될 수 있다.At this time, the coating on the current collector using a doctor blade (doctor blade) method which is a kind of spray (spray) or tape casting (Tape casting). And the solvent of the prepared slurry can be applied to both aqueous and non-aqueous.

그리고 이렇게 코팅된 집전체를 롤러 혹은 프레이스로 일정 압력을 가해 두께가 200㎛ 이내를 갖는 전극재를 형성한다(S30). Then, the coated current collector is applied with a predetermined pressure with a roller or a place to form an electrode material having a thickness of 200 μm or less (S30).

이후, 코팅된 전극재를 진공건조 및 열처리를 수행한다(S40).Thereafter, the coated electrode material is subjected to vacuum drying and heat treatment (S40).

즉, 진공 건조로에서 수분 및 유기용매를 제거하고 박스 용광로(furnace)에서 200도 이내에서 열처리를 실시한다. 이렇게 함으로서, 잔류된 유기용매 혹은 물을 모두 증발시키고 바인더의 역할을 극대화함으로서 코팅전극의 표면질을 향상시킬 수 있게 된다. That is, moisture and organic solvents are removed in a vacuum drying furnace and heat treatment is performed within 200 degrees in a box furnace. By doing so, it is possible to improve the surface quality of the coating electrode by evaporating all the remaining organic solvent or water and maximizing the role of the binder.

이때, 코팅층의 두께를 맞추기 위해 압력을 가하고 100도에서 500도 사이에서 열처리를 하여 코팅층의 치밀화를 꾀한다.At this time, pressure is applied to match the thickness of the coating layer and heat treatment is performed between 100 and 500 degrees to achieve densification of the coating layer.

그리고 마지막으로 분리막을 사이에 두고 샌드위치 형태로 압착 후, 전해질 을 주입함으로써, 에너지 저장형 커패시터를 제조하게 된다(S40). 이때 주입되는 전해질의 용매는 수계 및 비수계 모두에 적용될 수 있다.Finally, after pressing in a sandwich form with a separator interposed therebetween, an electrolyte is injected to manufacture an energy storage capacitor (S40). At this time, the solvent of the injected electrolyte can be applied to both aqueous and non-aqueous.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 에너지 저장형 커패시터 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.An energy storage capacitor and a method of manufacturing the same according to the present invention as described above have the following effects.

첫째, 본 발명을 통해 종래 에너지 저장형 커패시터가 가지고 있던 장점을 최대한 활용할 수 있는 전극재료의 구성을 통해 에너지 이용효율을 증대시키고 이차전지와 결합하여 사용할 경우 전지의 성능 및 기능향상 극대화 그리고 사용시간의 연장을 기대할 수 있다.First, the present invention increases energy use efficiency and maximizes performance and function of the battery when used in combination with a secondary battery through the composition of an electrode material that can make the most of the advantages of the conventional energy storage capacitor through the present invention. You can expect an extension.

둘째, 본 발명을 적용하면 전극재료 디자인의 변형을 통해 에너지 저장형 커패시터 활용을 극대화할 수 있고 이를 통해 전기에너지를 사용하는 다양한 동력시스템의 여러 요소에서 그 활용이 가능하므로 엄청난 규모의 수요잠재력을 가질 수 있다. 가장 가까이에서는 이차전지와 교체되는 에너지원으로서의 활용에 그 무게를 두고 있다. Second, the application of the present invention can maximize the use of energy storage capacitors through the modification of the electrode material design, which can be utilized in various elements of various power systems using electric energy, thereby having enormous demand potential. Can be. At its closest, the focus is on its use as an energy source to be replaced with secondary batteries.

셋째, 본 발명을 적용함으로써, 모든 휴대형 소형 전자기기에 저렴하고 기능이 우수한 배터리 대체용 커패시터로서 적용이 가능할 것으로 기대된다.Third, by applying the present invention, it is expected that the present invention can be applied as an inexpensive and excellent battery replacement capacitor to all portable small electronic devices.

Claims (33)

활성탄소가 50wt% 이상이 되도록, 상기 활성탄소와 탄소플러렌을 혼합하여 형성된 혼합형 전극이 적어도 하나 이상인 2개의 전극판과, Two electrode plates having at least one mixed electrode formed by mixing the activated carbon and carbon fullerene such that the activated carbon is 50 wt% or more, 상기 2개의 전극판 사이 형성되어 전류를 흐르게 하는 전해질과, An electrolyte formed between the two electrode plates to flow a current; 상기 전해질의 중간에 위치하여 전해질을 분리하는 분리막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.Energy storage capacitor, characterized in that it comprises a separator located in the middle of the electrolyte to separate the electrolyte. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합형 전극으로 구성된 전극판은 상부에 금속막을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The electrode plate composed of the mixed electrode further comprises a metal film on top of the energy storage capacitor. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 금속막은 수십 ㎛(micrometer)의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The metal film is energy storage capacitor, characterized in that having a thickness of several tens (micrometer). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 금속막은 Al 또는 Cu로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The metal film is an energy storage capacitor, characterized in that consisting of Al or Cu. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합형 전극은 비표면적 1500
Figure 112005004659238-pat00011
이상 3000
Figure 112005004659238-pat00012
이하를 갖는 활성탄소와, 기공크기가 10 nm이하인 탄소플러렌으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.
The mixed electrode has a specific surface area of 1500
Figure 112005004659238-pat00011
More than 3000
Figure 112005004659238-pat00012
Energy storage capacitor, characterized in that consisting of activated carbon having a pore size and carbon fullerene having a pore size of 10 nm or less.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합형 전극은 200㎛ 이하의 두께로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The energy storage capacitor, characterized in that the mixed electrode is composed of a thickness of less than 200㎛. 삭제.delete. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄소플러렌은 절연성 탄소플러렌 및 전도성 탄소중합체 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The carbon fullerene is an energy storage capacitor, characterized in that composed of any one of an insulating carbon fullerene and a conductive carbon polymer. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 절연성 탄소플러렌은 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조를 갖는 C60으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The insulating carbon fullerene is an energy storage capacitor, characterized in that consisting of C60 having a bucky ball structure consisting of 60 carbon. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 전도성 탄소중합체는 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n, C60(H)n 및 Nax(C60) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The conductive carbon polymer is an energy storage capacitor, characterized in that consisting of any one of C 60 (OH) n, C 60 (H) n and Na x (C 60) formed by breaking the cage structure of the fullerene. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 수계 전해질 및 유기계 전해질 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터. The electrolyte is an energy storage capacitor, characterized in that consisting of any one of an aqueous electrolyte and an organic electrolyte. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분리막은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 계열 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The separator is an energy storage capacitor, characterized in that composed of any one of polypropylene and polyethylene series. 활성탄소가 50wt% 이상이 되도록 하여, 상기 활성탄소와 탄소플러렌을 혼합한 전극재료를 슬러리(slurry) 형태로 제조하는 단계와,Making an activated carbon of 50wt% or more, preparing an electrode material mixed with the activated carbon and carbon fullerene in a slurry form; 집전체의 상부 및 하부 중 적어도 하나 이상에 상기 슬러리 형태로 제조된 전극재료를 코팅하는 단계와,Coating an electrode material manufactured in the form of the slurry on at least one of upper and lower portions of a current collector; 상기 코팅된 집전체를 일정 압력을 가해 소정 두께를 갖는 전극재를 형성하는 단계와, Applying a predetermined pressure to the coated current collector to form an electrode material having a predetermined thickness; 상기 코팅된 전극재를 진공건조 및 열처리를 수행하는 단계와,Performing vacuum drying and heat treatment on the coated electrode material; 상기 형성된 전극재 사이에 분리막을 두고 압착 후, 전해질을 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.An energy storage capacitor manufacturing method comprising the step of injecting an electrolyte after pressing the separation membrane between the formed electrode material. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 코팅하는 단계는 전극재료 코팅 후 금속막을 더 포함하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The coating step is a method of manufacturing an energy storage capacitor, characterized in that the coating further comprises a metal film after the electrode material coating. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 금속막은 수십 ㎛(micrometer)의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The metal film is energy storage capacitor manufacturing method characterized in that the coating to a thickness of several tens (micrometer). 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 금속막은 Al 또는 Cu로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The metal film is an energy storage capacitor manufacturing method, characterized in that formed of Al or Cu. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 전극재료는 혼합비율이 활성탄소가 전체 비율의 50wt% 이상이 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법. The electrode material is energy storage capacitor manufacturing method characterized in that the mixing ratio is formed so that the active carbon is more than 50wt% of the total ratio. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전해질은 수계 및 비수계 전해질 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The electrolyte is a method of manufacturing an energy storage capacitor, characterized in that at least one of an aqueous and non-aqueous electrolyte. 제 18 항에 있어서, 상기 전해질을 수계 전해질을 이용할 경우,19. The method of claim 18, wherein when the electrolyte is an aqueous electrolyte, 상기 수계 전해질의 용매는 증류수(Distilled water), 2-butoxy ethanol 및 iso-propyl alcohol 중 적어도 어느 하나를 이용되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The solvent of the aqueous electrolyte is an energy storage capacitor, characterized in that at least one of distilled water (Distilled water), 2-butoxy ethanol and iso-propyl alcohol. 제 18 항에 있어서, 상기 전해질을 유기계 전해질을 이용할 경우,The method of claim 18, wherein when the electrolyte is an organic electrolyte, 상기 유기계 전해질의 용매는 NMP(N-methyl pyrrolidinone)인 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.Energy storage capacitor, characterized in that the solvent of the organic electrolyte is NMP (N-methyl pyrrolidinone). 제 18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 활성탄소의 비표면적은 1500
Figure 112005004659238-pat00013
부터 3000
Figure 112005004659238-pat00014
을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.
The specific surface area of the activated carbon is 1500
Figure 112005004659238-pat00013
From 3000
Figure 112005004659238-pat00014
Energy storage capacitor manufacturing method characterized in that it has a.
삭제.delete. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전극재료를 제조하는 단계는 바인더와 가소제를 소정의 비율로 혼합하여 슬러리(slurry) 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The manufacturing of the electrode material is a method of manufacturing an energy storage capacitor, characterized in that to produce a slurry (slurry) by mixing a binder and a plasticizer in a predetermined ratio. 제 23 항에 있어서, 상기 전해질을 수계 전해질을 이용할 경우,The method of claim 23, wherein when the electrolyte is an aqueous electrolyte, 상기 바인더는 SBR(Stylene Butadien Rubber)인 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The binder is an energy storage capacitor, characterized in that the SBR (Stylene Butadien Rubber). 제 23 항에 있어서, 상기 전해질을 유기계 전해질을 이용할 경우,The method of claim 23, wherein when the electrolyte is an organic electrolyte, 상기 바인더는 PVdF(poly vinylidene fluoride) 및 PACo(polyacrylic vinyl copolymer)중 적어도 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터.The binder is an energy storage capacitor, characterized in that using at least one of PVdF (poly vinylidene fluoride) and PACo (polyacrylic vinyl copolymer). 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 상기 가소제는 PEG(Polyethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 형 커패시터. The plasticizer is an energy storage capacitor, characterized in that the polyethylene glycol (PEG). 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 상기 바인더는 혼합비율이 10 wt%이하인 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터. The binder is an energy storage capacitor, characterized in that the mixing ratio is less than 10 wt%. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전극재의 소정 두께는 200㎛ 이내를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The predetermined thickness of the electrode material has a method of producing an energy storage capacitor, characterized in that less than 200㎛. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 집전체의 코팅은 분무법(spray) 또는 닥터 블레이드(doctor blade) 법을 사용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The coating of the current collector is an energy storage capacitor manufacturing method characterized in that the coating using a spray (spray) or doctor blade (doctor blade) method. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 열처리는 100도에서 500도 사이에서 실시하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The heat treatment is an energy storage capacitor manufacturing method, characterized in that performed between 100 to 500 degrees. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 탄소플러렌은 절연성 탄소플러렌 및 전도성 탄소중합체 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The carbon fullerene is energy storage capacitor manufacturing method characterized in that formed of any one of an insulating carbon fullerene and a conductive carbon polymer. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 절연성 탄소플러렌은 탄소 60개로 이루어진 버키볼(bucky ball) 구조를 갖는 C60으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The insulating carbon fullerene is energy storage capacitor manufacturing method, characterized in that formed of C60 having a buckle (bally ball) structure consisting of 60 carbon. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 전도성 탄소중합체는 플러렌의 케이지(cage) 구조가 깨져서 형성된 C60(OH)n, C60(H)n 및 Nax(C60) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장형 커패시터 제조방법.The conductive carbon polymer is an energy storage capacitor manufacturing method, characterized in that formed of any one of C 60 (OH) n, C 60 (H) n and Na x (C 60) formed by breaking the cage structure of the fullerene.
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