KR0143178B1 - 분극성전국 - Google Patents

분극성전국

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KR0143178B1
KR0143178B1 KR1019940037703A KR19940037703A KR0143178B1 KR 0143178 B1 KR0143178 B1 KR 0143178B1 KR 1019940037703 A KR1019940037703 A KR 1019940037703A KR 19940037703 A KR19940037703 A KR 19940037703A KR 0143178 B1 KR0143178 B1 KR 0143178B1
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아쯔시 오츠
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가네꼬 히사시
니뽄 덴끼 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍이 0.1 내지 1.2cm2/g 범위의 체적을 갖는 미소구멍을 구비한 활성화된 탄소/탄소 소정물로 이루어진 분극 가능한 전극을 제공한다. 상기 조성물은 더우기 1000m2/g과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역과 0.5g/cm3와 같거나 이보다 큰 밀도를 갖는다. 본 발명에 따른 분극성 전극에 형성되는 마이크로미터 크기의 직경을 갖는 미소 구멍은 전극에서 이온의 이동을 용이하게 한다. 이렇게, 대량의 전류 방전에 알맞는 분극성 전극을 구현하는 것은 가능하다.

Description

분극성 전극
제1도는 본 발명에 따른 분극성 전극을 포함한 전기 이중층 콘덴서의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 분극성 전극 2 : 분리기
3 : 전류 콜렉터 4 : 가스킷
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 전기 이중층 콘덴서 및 셀(cell) 같은 부품으로 사용하는 분극성 전극(polarizable electrode)에 관한 것이다.
[관련 기술의 설명]
전기 이중층 콘덴서(EDLC)는 메모리 백-업(back-up) 장치로서 광범위하게 사용되어 왔다. 그러한 장치에서, 전기 이중층 콘덴서는 상업적으로 이용되는 AC(교류)배터리로부터 변환된 DC(직류) 배터리 또는 셀(cell)과 병렬로 전기적으로 연결되고, 셀 또는 배터리가 순간적으로 차단될 때 콘덴서에 내장된 전하로 소자에 백업한다.
10 패러드(farad) 보다 큰 용량을 갖는 대용량 전기 이중층 콘덴서가 최근에 개발되어 왔다. 예를들어, 1991년 41번째 전자부품 및 기술동향의 서두531-536 페이지에 나온 2.3V 동작 전압에서 500 패러드 정전용량을 갖는 전기 이중층 콘덴서가 보고되었다. 다른예로, 1991년 10월 13-17일에 애리조나주 피닉스에서 개최된 제 180회 전자 화학회 가을 미팅에서의 초록 vol 91-2, No.80 121 페이지에 개시된 5.5V 동작 전압에서의 1000 패러드 정전용량을 갖는 전기 이중층 콘덴서가 보고되었다. 이러한 전기 이중층 콘덴서는 그러한 콘덴서가 큰 정전용량과 낮은 등가 직렬 저항(ESR)을 갖는 성질을 가장 잘 이용하므로서 예를들어 전기 자동차에 이용되는 펄스 출력 누산기(plulse power acoumulator)에 적용되리라 사료된다.
상기 대-정전용량 전기 이중층 콘덴서에 사용되는 분극성 전극으로서 여러 고체의 활성화된 탄소가 이용된다. 예를들어, 일본 특허 공보 제4-44407 호는 포르말린과 산화 촉매로부터 얻어진 페놀수지, 폴리비닐 알콜, 전분 및 페놀수지 기포를 탄소화 및 활성화시키므로서 제작된 분극성 전극을 제시하였다. 일본의 특허 공개 공보 제 63-226019 호는 활성화된 탄소 광섬유 또는 분말 및 레졸형 페놀수지 혼합물을 열 처리하므로서 제조된 분극성 전극을 제시하였다. 일본 특허 공개 공보 제 4-288361 호는 활성화된 탄소분말 및 페놀 수지분말의 혼합물을 열처리하므로서 제작된 고체 활성화된 탄소를 기술하였다.
대-정전용량 전기 이중층 콘덴서는 펄스 출력 누산기로서 작용하도록 한 순간에 대량의 전류를 공급할 수 있도록 요구된다. 일본 공개 특허 공보 제 4-28836 호에 제시된 분극성 전극은 10 내지 수십 옹스트롬 범위의 반경을 갖는 활성화된 탄소 분말을 포함하는 소포자를 갖고, 페놀 수지가 탄소가 되고 1000 내지 2000 옹스트롬 범위의 반경을 갖을 때 상기 전극은 형성된다. 미소-구멍 많은 구조를 갖는 분극성 전극에서, 미소 입자에서 이온 이동으 억제된다. 이렇게, 대량의 전류가 방전될지의 문제를 상기 분극성 전극이 갖고, 1993년 Vol 46, No10 NEC 기술 초록 제10도에 보고되듯이 정전용량이 명백히 감소되어 충분한 성능을 얻을 수 없다.
일본 공개 특허 공보 제 63-229019에 제시된 분극성 전극은 유사한 문제를 갖는 것으로 사료된다. 이렇게, 이온이 더 쉽게 이동할 수 있는 미소 구멍 구조를 구현하는 것이 필요하다.
게다가, 분극성 전극의 단위 체적을 통과하는 최대 전류는 전극의 단위 체적당 정전용량에 비례한다. 이렇게, 분극성 전극이 단위 체적당 더 큰 정전용량을 갖는 것이 바람직하다.
일본 공개 특허 공보 제 4-44407 호는 마이크로미터(10-6) 직경을 갖는 미소 구멍을 구비한 분극성 전극을 제조하는 방법을 역시 제시하였다. 이 방법에서, 페놀 수지 기포가 형성된 후에 형성된 기포는 탄소가 되어 활성화 된다. 그러나, 그 방법에 의해 얻어진 구멍있는 전극은 단위 체적당 낮은 밀도와 아주 작은 정전 용량을 갖는다. 게다가, 이러한 방법은 복잡한 단계를 갖기에 이 방법은 경비가 많이 드는 것으로 사료된다. 더우기, 수지 기포가 이 방법으로 탄소가 되고 활성화되기에, 오직 작은 수율이 얻어질 수 있고 더우기 수지 기포를 일정하게 처리하는 것은 아주어렵다. 게다가, 상기 방법은 원료로서 전분같은 자연 생산물을 이용한다.
그러한 자연 생산물은 Na 와 K 같은 불순물을 포함하기에 분극 가능한 전극을 제작하는 원료로서 적당하지 않다. 일본 공개 특허 공보 제 63-226019 및 4-288361 호에 제시된 분말 또는 섬유 원료를 제작하는 방법은 분극성 전극을 제작하는 동안에 분말이 흩어지는 문제를 갖는다.
[발명의 요약]
종래 방법이 내포한 전술의 문제점으로 보아서, 이온의 이동을 용이하게 하도록 마이크로미터 크기의 직경을 갖는 미소 구멍을 그 안에 내포한 분극성 전극을 제공하는 것이 본 발명의 목적으로 이렇게 되어 대량의 전류를 공급하기에 알맞다.
본 발명은 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍이 0.1 내지 1.2 cm3/g 범위의 체적을 갖는 미소 구멍 사이의 활성화된 탄소/탄소 합성물로 구성되고 상기 합성물이 더우기 1000 m2/g 과 동일하거나 이 보다 큰 특정한 표면 영역과 0.5g/cm3와 동일하거나 이보다 큰 밀도를 갖는 합성물로 구성된 분극성 전류를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소 합성물이 제작되는 활성화된 탄소분말은 1600m2/g 과 동일하거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소 화합물이 제조되는 활성화된 탄소 분말은 2000m2/g 과 동일하거이 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는다. 또다른 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소/ 조성물은 비-산화환경에서 열처리된 혼합물로 이루어지고 상기 혼합물은 1600m2/g과 동일하거나 이보다 큰 특정 표면 영역과 열용융 및 경화성 페놀 수지를 구비한 활성화된 탄소 분말로 구성된다.
다른 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소 분말은 2000m2/g 과 동일하거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는다. 다른 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 환경에서 열처리된 혼합물로 이루어지고 상기 혼합물은 섭씨 80 내지 120 도의 온도 범위에서 열-용융 및 경화성 페놀수지를 활성화된 탄소분말과 혼합하므로서 준비된다.
더욱 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 환경에서 열 처리된 혼합물로 이루어지고 상기 혼합물은 열 용융 및 경화성 페놀 수지의 중량에 따라 중량의 15 내지 60 퍼센트 범위의 열 페놀 수지를 활성화된 탄소 분말, 열 용융 및 경화성 페놀 수지와 합하므로서 준비된다.
다른 바람직한 실시예에서, 혼합은 페놀 수지의 경화 온도보다 더 낮은 온도에서 실행된다.
더욱 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소 분말은 1600m2/g 과 동일하거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소 분말은 200m2/g 과 동일하거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는다.
더욱 바람직한 실시예에서, 비-산화(non-oxidizing)환경은 질소 환경이다.
더욱 바람직한 실시예에서, 혼합물은 전기 용광로에서 열처리된다.
더욱 바람직한 실시예에서, 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 환경에서 열처리된 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물은 활성화된 탄소 분말과 열 용융 및 경화성 페놀 수지의 특정 혼합물로 이루어지고 상기 특정 혼합물은 500 마이크로 미터와 같거나 이보다 큰 평균 직경을 갖고서 결합기로서 폴리비닐 알콜을 포함한다.
전술의 본 발명에 의해 얻어진 장점이 아래 기술된다.
이전에 설명하였듯이, 원료로서 1600m2/g 와 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 활성화된 탄소 분말은 바람직하다. 그렇게 활성화된 탄소를 이용하므로서, 원료 분말이 서로 혼합될 때 페놀수지 일부가 활성화된 탄소의 촉매 작용으로 경화되고 그리하여 미소 구멍 또는 구멍이 탄소로 활성화된 탄소/탄소(AC/C) 조성물에 형성된다. 미소 구멍은 이온 이동을 용이하게 한다. 게다가, 이렇게 제조된 AC/C 조성물은 커다란 특정 표면 영역과 커다란 밀도를 갖고 단위 체적당 큰 정전 용량을 갖는다. 이렇게, 통상전극 보다 더 큰 양의 전류를 방전하는 것이 가능하다.
원료에 열-비용융성 페놀수지를 가하므로서, 미소 구멍 또는 구멍이 형성되고 이것은 형성되고 있는 도중에 조차도, 열-용융성 페놀 수지가 특정 형태로 남아있기 때문이다.
다음에, 컴팩트(compact)는 남아있는 미소 구멍 또는 구멍과 함께 탄소가 된다. 이렇게 , 분극성 전극의 미소구멍은 이온 이동을 용이하게 한다.
게다가, 페놀 수지의 경화 온도보다 더 낮은 온도에서 원료 혼합물을 형성하므로서, 페놀 수지의 일부가 용융되지 않과 미소구멍을 형성한다. 컴팩트(compact)는 현재 상태의 남아있는 미소구멍으로 탄소가 된다.
이미 설명되었듯이, 폴리비닐 알콜(PVA)은 원료 분말에 첨가된다. 폴리비닐 알콜은 결합기로 작용하여 원료 분말이 500 마이크로미터보다 더 큰 직경을 갖는 입자를 만든다. 이렇게, 제조 과정 동안에 분말이 흩어지는 통상의 문제가 해결될 수 있다. 게다가, PVA는 열처리 동안에 형체가 없어져서 미소구멍을 형성한다. 미소 구멍은 이온의 이동을 용이하게 한다.
더우기, 전해질 용액을 AC/C 조성물로 소결시키기 위해 형성된 미소 구멍은 시간 주기를 줄인다. 본 발명의 상기 및 다른 목적과 장점은 첨부된 도면을 참고로 다음 설명으로부터 명백히 나타날 것이다.
[바람직한 실시예의 설명]
[실시예 1]
첫째, 4개 혼합물이 제공되는데 각각은 1200, 1600, 2000 및 2400m2/ g 의 특정한 표면 영역을 갖는 페놀 패밀리 활성화된 탄소 분말을 포함하고 페놀 수지 분말은 벨펄 S 타입의 상표명인 Kanebo 회사 제품이다. 전자와 후자의 중량에 대한 혼합 비율은 7:3 이다. 혼합물 각각은 충분히 연마기로 혼합되어 충분히 건조하다. 때문에, 각 혼합물중 10 그램이 10 분 동안 100kg/m2하에 150℃에서 금속 모올딩으로 형성되어 70x50mm2의 크기와 3mm 의 두께를 갖고 활성화된 탄소를 포함하는 페놀 수지 플레이트(plate)를 형성한다. 다음에, 페놀 수지 플레이트는 질소(N2)하에 전기 용광로에서 2 시간 동안 900℃에서 열처리된다. 온도를 올리고 내리는 비율은 시간당 10 도이다. 다음에, 얻어진 활성화된 탄소/탄소(AC/C) 조성물로 된 각 미소 구멍의 체적은 수정 내장 과정으로 측정된다. 모든 샘플의 분배 피이크는 0.1 과 5.0 마이크로미터 사이이다. 테이블 1은 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경, 밀도 및 BET 특정 표면 영역을 갖는 미소 구멍으로 체적을 도시한다.
제1도에 대해, 고체 활성화된 탄소로 제조된 전기 이중층 콘덴서(ELDC)가 아래 설명된다. 제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전기 이중층 콘덴서의 단면도가 도시된다. 전기 이중층 콘덴서는 활성화된 탄소/탄소(AC/C) 조성물로 이루어진 한쌍의 분극성 전극(1)을 구비한다. 우선, 각각의 분극성 전극(1)은 30% 황산을 포함하는 용해물로서 사용되도록 황산 용해물에 침투된다. 이렇게, 분극성 전극(1)은 진공에서 소결된다. 용액으로부터 새로운 원료로 이루어진 한쌍의 분극성 전극(1)을 취하여, 분극성 전극(1)이 서로 마주보도록 한쌍의 분극성 전극(1) 사이에 폴리플로필렌으로 이루어진 분리기(2)가 놓인다. 다음에, 한쌍의 분극성 전극(1)이 전류 콜렉터(3)로서 작용하는 전기 전도체로 덮인다. 전도 종이는 부틸(butyl) 고무로 이루어진다. 전류 콜렉터(3)가 서로 접촉되는 것을 피하기 위하여, 폴리카본으로 이루어진 가스킷(4)은 분극성 전극(1) 주위에 배치되어 가스킷(4)이 전류 콜렉터(3)사이에 놓인다. 그러면, 폴리카본으로 이루어진 한쌍의 지지대(5)는 전류 콜렉터(3)의 반대편에 놓여서 가스킷(4)과 조합한 지지대(5)가 반대편 끝의 전류 콜렉터(3) 사이에 놓인다. 그러면, 에폭시 수지가 가스킷(4) 주위를 덮고 지지대(4)가 용해약을 밀봉하여 감싼다. 그러면, 강철로 이루어진 단자판(1)이 전류 콜렉터(3)에 압착하여 부착된다. 더우기, 폴리카본으로 구성된 한쌍의 응고판(7)은 단자판(6)상에 놓인다. 응고판(7)은 4개 구석에서 관통 구멍을 갖는다. 응고판(7)은 관통 구멍을 통해 삽입된 4쌍의 볼트와 너트(8)에 의해 서로 고정된다. 이렇게, 본 발명에 따라 분극성 전극을 포함하는 전기 이중층 콘덴서가 완료된다.
상기 실시예에 따른 두개 콘덴서는 1시간 동안 0.9V의 일정한 전압으로 충전된다. 그러면, 전압 0.9V가 0.45V로 감소될 때까지 콘덴서 각각이 0.1A와 10A 의 일정 전류에서 방전된다. 여기서, △C는 01.A 의 방전 저류에서의 콘덴서 정전용량 C0.1A으로부터 10A 의 방전 전류에서의 콘덴서 정전용량을 감산한 차이로 정의된다. 각 콘덴서의 정전용량 변화율 △C/C0.1A는 표 1 에 도시된다. 표 1 에서 명백하듯이, 원료로서 활성화된 특정 표면 영역의 탄소 분말의 증가로, 본 실시예에 따른 분극성 전극은 더 작은 밀도를 갖지만, 더 큰 미소 구멍 체적과 BET 특정 표면 영역을 갖어서 정전용량 변화율(△C/C0.1A)을 감소시킨다. 이렇게, 정전용량 변화율은 크게 개선된다. 1200m2/g 의 특정한 표면 영역을 갖는 활성화된 탄소 분말로된 분극성 전극은 아주 단단한 구조를 갖고서 커다란 정전용량 변화율을 초래하였다. 그 결과, 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소 구멍 사이의 구멍이 0.1cm3/g 과 같거나 이보다 큰 체적을 갖는 대량의 전류 방전에 알맞는 분극성 전극을 갖는다.
대량의 전류 방전에 알맞는 분극성 전극이 바람직하게 이루어지는 활성화된 탄소가 1600m2/g 과 같거나 이보다 더 큰 2000m2/g 의 특정 표면 영역을 갖는 것이 알려졌다.
[실시예 2]
먼저, Bellpearl S 유형의 상표명으로 Kanebo 회사가 제조한 페놀 수지 분말과 1500m2/g 의 특별 표면 영역을 갖는 페놀족 활성화된 탄소 분말을 포함하는 혼합물이 있다.
전자와 후자 혼합 중량비가 7:3 이다. 이러한 혼합물은 연마기(ball mill)로 혼합되어 충분히 건조된다. 그러면, 10분 동안 100kg/cm2이하의 섭씨 60, 80, 100, 120 및 140도에서 형성된 금속으로 10 그램의 혼합물이 모울딩되어, 페놀 수지 판을 형성하고 각각은 활성화된 탄소를 포함하고 70 x 50mm2의 크기와 3mm 의 두께를 갖는다. 그러면, 페놀 수지 판은 열처리되어 실시예 1의 것과 같은 방식으로 활성화된 탄소/탄소 조성물을 제조한다. 표 2 는 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍의 체적과 밀도, BET 특정 표면 영역을 도시한다. 본 실시예에서, 이렇게 얻어진 활성화된 탄소/탄소 조성물로 구성된 전기 이중층 콘덴서가 역시 제조된다.
콘덴서는 실시예의 것과 같은 동일한 구조를 갖는다. 그러면, 충전 및 방전 실험이 실시예 1 의 것과 같은 동일한 방식으로 이루어진다. 표 2 는 실험 결과로서 얻어진 콘덴서 변화율을 도시한다.
표 2 에서 명백하듯이, 실시예 2 에 따른 분극성 전극은 더 작은 밀도를 갖지만, 더 낮은 몰딩(molding) 온도에서 더 큰 체적의 미소구멍을 가져서 콘덴서 변화율(capacitance variation ratio)을 크게 개선시키고 더 상세히는 콘덴서 변화율을 감소시킨다. 그러나, 섭시 60 도의 몰딩 온도에서, 페놀 수지는 경화되지 않고, 분극성 전극은 그것의 형태를 유지할 수 없다. 이렇게, 분극성 전극은 평방 센티미터당 0.5와 같거나 이보다 큰 밀도를 갖을 필요가 있다. 반면에, 섭씨 140도의 몰딩 온도에서, 페놀 수지는 완전히 경화되어 아주 단단한 구조를 갖고서 커다란 정전용량 변화율이 된다. 그 결과, 대량의 전류 방전에 알맞는 분극성 전극을 형성하는 몰딩 온도(molding temperature)는 바람직하게 섭씨 80 도와 120 도 사이이다.
[실시예 3]
먼저, 1500m2/g 의 특정 표면 영역을 갖는 페놀족 활성화된 탄소 분말을 포함하는 5개 혼합물이 준비된다.
혼합물인 전자와 후자의 중량비는 7:3이다. 혼합물은 여마기로 충분히 섞여서 건조된다. 상기 5 페놀수지 각각은 Bellpearl S 유형 상표명의 Kanebo 회사가 제조한 열-용융성 및 경화성 페놀수지 분말의 화합물이고 카네코회사의 Bellpearl R 유형 상표명의 열-비용융성 페놀수지로서, 후자의 중량 퍼센트는 10, 15, 30, 60 및 80% 이다. 그러면, 혼합물중 10 그램은 10 분 동안 100kg/cm2이하의 섭씨 150도에서의 금속 몰드로 몰드되어 페놀 수지 판을 형성하고 각각은 활성화된 탄소를 포함하고 70 x 50mm2의 크기와 3mm 의 두께를 갖는다. 그러면, 페놀 수지판은 실시예 1의 것과 같이 열 처리되어 활성화된 탄소/탄소 조성물을 제조한다. 표 3 은 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍의 체적, 밀도, BET 특정 표면영역을 도시한다. 본 실시예에서, 이렇게 얻어진 활성화된 탄소/탄소 조성물로 이루어진 전기 이중층 콘덴서가 역시 제조된다. 콘덴서는 실시예 1의 것과 같은 동일한 구조를 갖는다. 그러면, 충전 및 방전 실험이 실시예 1의 것과 같은 방식으로 실행된다. 표 3 은 실험의 결과로서 얻어진 콘덴서 변화율을 도시한다.
표 3 에서 명백하듯이, 열-비용융성 페놀수지 량의 증가로, 실시예 3 에 따른 분극성 전극은 더 작은 밀도를 갖지만 더 큰 체적의 미소구멍을 구비하여서 콘덴서 변화율의 개선 더 상세히는 콘덴서 변화율의 감소를 초래한다. 그러나, 열-비용융성(heat-nonfusible) 페놀 수지의 효과는 10%의 열-비용융성 페놀수지의 량으로 나타나지 않는다. 80%의 수지량으로, 분극성 전극은 모양을 유지하지 못하는데 이것은 열용융성 페놀 수지의 양이 너무 작기 때문이다. 그 결과, 대량의 전류 방전에 적당한 분극성 전극이 원료 페놀 수지 전체량에 근거하여 15 내지 60% 범위의 열-비용융성 수지를 포함한다.
[실시예 4]
우선, Kanebo 회사의 상표명 Bellpearl S 유형으로 판매되는 열-용융성 및 경화성 페놀수지 분말과 중량 10% 인 폴리비닐 알콜(PVA)을 포함하는 PVA 용액과 1500m2/g 의 특정 표면 영역을 갖는 페놀족 활성화된 탄소분말을 포함하는 혼합물이 준비된다. 활성화된 탄소분말과 페놀수지 분말의 중량 혼합비는 7:3 이다. 혼합물은 섭시 120 도에서 오븐에 충분히 건조된다. 그러면 혼합물은 약 500 마이크로미터의 그물을 갖는 스크린을 통과하여 500 마이크로미터보다 더 큰 직경을 갖는 입자를 이동시킨다. 그러면, 10 그램의 혼합물이 10 분동안 100kg/cm2하의 섭시 150 도에서 몰딩되어 페놀수지판을 포함하고 각각이 70 x 50mm2의 크기와 3mm 의 두께를 갖는다. 그러면, 페놀수지판은 실시예 1의 것과 동일한 방식으로 열처리되어 활성화된 탄소/탄소 조성물을 제조한다. 표 4 도 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍의 체적과 밀도, BET 특성 표면 영역을 도시한다. 이러한 실시예에서, 이렇게 얻어진 활성화된 탄소/탄소 조성물로 이루어진 전기 이중층 콘덴서가 역시 제조된다. 콘덴서는 실시예 1의 것과 동일한 구조를 갖는다. 그러면, 충점 및 방전 실험은 실시예 1의 것과 동일한 방식으로 실행된다. 표 4 는 역시 실험의 결과로서 얻어진 콘덴서 변화율을 도시한다.
표 4 에서 실시예 4에 따른 분극성 전극이 대량의 전류 방전에 알맞는 것을 알 수 있고 이는 PVA 가 열적으로 분리될 때 형성된 미소구멍 때문이다. 게다가, PVA 의 사용 때문에 제조 단계에서 분말이 흩어지는 것을 피할 수 있다.
바람직한 실시예를 통해 설명하였듯이, 마이크로미터 크기의 직경을 갖는 미소 구멍이 본 발명에 따라 분극성 전극에 형성되어서 전극에서 이온의 이동을 편리하게 한다. 이렇게, 대량의 전류 공급에 알맞는 고체 활성화된 탄소 전극을 실행하는 것이 가능하다.
게다가, 본 발명에 의해 형성된 미소 구멍에 의해 전극에 전기 용해물을 소결시키는 주기를 줄이는 것이 가능하다.
본 발명에 어떤 바람직한 실시예와 연관되어 기술되었지만 본 발명을 통해 구현된 주제는 특정한 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 반면에, 본 발명은 첨부된 청구범위의 정신과 범주를 벗어나지 않고서 모든 대안, 변경 등을 포함한다.

Claims (20)

  1. 0.1 내지 5.0 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 미소구멍이 0.1 내지 1.2cm3/g 범위의 체적을 갖는 미소구멍을 구비한 활성화된 탄소/탄소 조성물로 이루어지고, 상기 조성물이 1000m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역(Specific surface area)과 0.5g/cm3와 같거나 이보다 큰 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  2. 제1항에 있어서, 제조되는 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물중의 활성화된 탄소분말이 1600m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  3. 제2항에 있어서, 제조되는 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물중 활성화된 탄소 분말이 2000m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물이 비-산화 대기에서 열처리된 혼합물(mixture)로 이루어지고, 상기 혼합물은 1600m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역과 열-용융성 및 경화성 페놀수지를 갖는 활성화된 탄소분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  5. 제4항에 있어서, 상기 활성화된 탄소 분말은 2000m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  6. 제4항에 있어서, 상기 비-산화(non-oxidizing) 대기는 질소 대기인 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  7. 제4항에 있어서, 상기 혼합물은 전기 용광로에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  8. 제1항에 있어서, 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 대기에서 열처리된 혼합물로 이루어지고 상기 혼합물은 섭씨 80 내지 120 도의 온도에서 열-용융성 및 경화성 페놀수지로 활성화된 탄소 분말을 혼합하므로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  9. 제8항에 있어서, 상기 활성화된 탄소 분말은 1600m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  10. 제9항에 있어서, 상기 활성화된 탄소 분말은 2000m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  11. 제8항에 있어서, 상기 비산화 대기는 질소 대기인 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  12. 제8항에 있어서, 상기 혼합물은 전기 용광로에서 열 처리되는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  13. 제1항에 있어서, 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 대기에서 열처리된 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물은 상기 열-용융성 및 경화성 페놀 수지의 중량에 근거하여 15 내지 60 중량 퍼센트의 열-비용융성 페놀수지에 활성화된 탄소분말, 열-용융성 및 경화성 페놀수지를 혼합하므로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  14. 제13항에 있어서, 상기 혼합은 페놀수지의 경화 온도보다 더 낮은 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  15. 제13항에 있어서, 상기 활성화된 탄소 분말은 1600m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  16. 제15항에 있어서, 상기 활성화된 탄소분말은 2000m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  17. 제13항에 있어서, 상기 비-산화 대기는 질소 대기인 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  18. 제13항에 있어서, 상기 혼합은 전기 용고아로에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  19. 제1항에 있어서, 상기 활성화된 탄소/탄소 조성물은 비-산화 대기에서 열처리된 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물은 활성화된 탄소 분말과 열-용융성 및 경화성 페놀수지의 특정 혼합물로 이루어지고, 상기 특정 혼합물은 500 마이크로미터와 같거나 이보다 큰 평균 직경을 갖고 결합기로서 폴리비닐 알콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
  20. 제19항에 있어서, 상기 활성화된 탄소 분말은 1600m2/g 과 같거나 이보다 큰 특정 표면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 분극성 전극.
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