KR100537366B1 - Hybrid capacitor - Google Patents

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KR100537366B1
KR100537366B1 KR10-2003-0005888A KR20030005888A KR100537366B1 KR 100537366 B1 KR100537366 B1 KR 100537366B1 KR 20030005888 A KR20030005888 A KR 20030005888A KR 100537366 B1 KR100537366 B1 KR 100537366B1
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Abstract

하이브리드 캐패시터가 개시된다.A hybrid capacitor is disclosed.

본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터는 캐소드 활물질로서 활성탄소; 애노드 활물질로서 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소; 세퍼레이터; 리튬염; 및 비수성 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따르면 기존의 전기이중층 캐패시터의 단점인 낮은 에너지 밀도를 약 2.5배 이상 증가시킬 수 있으며, 전이금속 등 고가의 금속을 사용할 필요가 없고, 활물질이 활성탄소와 흑연계 탄소이기 때문에 환경친화적이며, 애노드 전위의 급격한 하강 및 상승을 억제할 수 있기 때문에 구동전압의 전범위에 걸쳐 전기에너지의 저장 및 출력이 가능해진다는 장점이 있다. Hybrid capacitor according to the present invention is activated carbon as a cathode active material; Graphite carbon containing lithium ions as an anode active material; Separator; Lithium salts; And a non-aqueous organic solvent, and according to the present invention, it is possible to increase the low energy density, which is a disadvantage of the conventional electric double layer capacitor, by about 2.5 times or more, and does not need to use an expensive metal such as a transition metal, Since the active material is activated carbon and graphite-based carbon, it is environmentally friendly, and it is possible to suppress the sudden drop and rise of the anode potential, which has the advantage of enabling electrical energy storage and output over the entire range of the driving voltage.

Description

하이브리드 캐패시터{Hybrid capacitor}Hybrid capacitor

본 발명은 하이브리드 캐패시터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 4V 이상의 안정적이고 높은 구동전압을 통해 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있는 하이브리드 캐패시터에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid capacitor, and more particularly, to a hybrid capacitor capable of obtaining a high energy density through a stable and high driving voltage of 4V or more.

현재 사용되고 있는 에너지 저장장치의 대표적인 예로는 리튬이차전지와 전기이중층 캐패시터(Electorchemical Double Layer Capacitor: EDLC)를 들수 있다. 리튬이차전지는 에너지밀도가 20∼120Wh/kg로 높다는 장점이 있으나, 출력밀도가 50∼250W/kg으로 낮으며, 싸이클 수명특성이 500회 정도로 낮다는 단점이 있다.Representative examples of energy storage devices currently in use include lithium secondary batteries and electric double layer capacitors (EDLC). Lithium secondary battery has the advantage of high energy density of 20 ~ 120Wh / kg, but low output density of 50 ~ 250W / kg, has a disadvantage that the cycle life characteristics are low as about 500 times.

이에 반하여, 전기이중층 캐패시터란 고체전극과 전해질 사이의 계면에 생성되는 전기이중층에 전하가 축적되는 것을 이용하여 전기에너지를 축적하는 장치로서 리튬이차전지에 비해 에너지 밀도 1∼10Wh/kg으로서 낮지만, 충전시간이 매우 짧으며, 출력밀도가 1000∼2000W/kg으로 매우 높고, 싸이클 수명특성이 거의 반영구적이라는 장점 때문에 전기자동차 등 여러 응용분야에서 관심이 증가하고 있다.On the contrary, the electric double layer capacitor is a device that accumulates electric energy by using electric charges accumulated in the electric double layer generated at the interface between the solid electrode and the electrolyte, and has a low energy density of 1 to 10 Wh / kg compared to the lithium secondary battery. Due to the very short charging time, very high power density of 1000-2000W / kg and almost semi-permanent cycle life characteristics, there is increasing interest in various applications such as electric vehicles.

상기 리튬이차전지와 전기이중층 캐패시터는 단위전지의 구조 및 작동원리에서 매우 유사하지만, 전하의 저장 메커니즘에서 차이를 보인다. 즉, 리튬이차전지에서는 충방전에 따라 전자와 이온이 전극물질의 벌크(bulk)내로 전달되며 패러데이 반응(Faradaic reaction)에 의존하기 때문에 전극물질의 상변이가 수반되는데 비해, 전기이중층 캐패시터에서는 이러한 패러데이 반응이 개재되지 않기 때문에(non-Faradaic process) 활물질의 상변이 없이 전기 전극/전해질의 계면(전기이중층)에서만 충방전 반응이 일어난다는 특징이 있으며, 이러한 반응이 표면에 한정되어 있기 때문에 저장되는 에너지밀도가 낮다는 단점을 지닌다. The lithium secondary battery and the electric double layer capacitor are very similar in structure and operation principle of the unit cell, but show a difference in the storage mechanism of the charge. That is, in lithium secondary batteries, electrons and ions are transferred into the bulk of the electrode material due to charging and discharging, and depending on the Faradaic reaction, a phase change of the electrode material is involved. In an electric double layer capacitor, such a Faraday Since the reaction is not intervened (non-Faradaic process), the charge and discharge reaction occurs only at the interface (electric double layer) of the electrode / electrolyte without phase change of the active material, and the energy stored because the reaction is limited to the surface. It has the disadvantage of low density.

좀더 구체적으로 전기이중층 캐패시터를 설명하면 이하와 같다. More specifically, the electric double layer capacitor will be described below.

일반적인 전기이중층 캐패시터의 구성은 전극, 세퍼레이터, 전해질 및 케이스로 구성된다. 이중에서 캐패시터의 가장 핵심이 되는 부분은 전극에 사용되는 재료의 선택이며, 이러한 전극재료는 전기전도성 및 비표면적이 커야하고, 전기화학적으로 안정해야하기 때문에 현재까지는 비표면적이 1000-2000 m2/g이 되는 활성탄소(activated carbon) 또는 활성탄소 섬유가 가장 가능성이 큰 것으로 알려져 있다. 또한 전해질로 사용되기 위해서는 캐패시터의 구동전압 내에서 분해되지 않아야 하기 때문에 비프로톤성 극성 유기 전해질(aprotic polar organic electrolyte)이 사용되는데, 이는 내부에 수소이온이 생성되지 않는 비프로톤성 용매이어야 전기화학적 안정전위가 크기 때문이다. 따라서, 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate:EC), 프로필렌 카보네이트(proppylene carbonate:PC) 또는 아세토니트릴(acetonitrile) 등이 사용되고 있다. 현재 상용화된 전기 이중층 캐패시터는 2.3V에서 최대 3V까지 구동전압을 얻을 수 있다. 하지만 3V 이상의 구동전압은 다소의 제약성이 따르는데, 그 이유는 충전시 활성탄소 캐소드 표면에서 리튬 이온 환원반응 기준으로 약 4.4V에서 전해질의 산화반응으로 추정되는 비가역적인 전해질 분해 반응이 발생하고, 애노드에서는 리튬이온 환원반응 대비 1.5V에서 전해질의 환원반응으로 추정되는 비가역적인 전해질의 분해반응이 발생하기 때문이다.A general electric double layer capacitor is composed of an electrode, a separator, an electrolyte, and a case. Among them, the most important part of the capacitor is the selection of the material used for the electrode, and since the electrode material has to have high electroconductivity, specific surface area, and electrochemical stability, so far the specific surface area is 1000-2000 m 2 / Activated carbon or activated carbon fiber, which is g, is known to be most likely. In addition, in order to be used as an electrolyte, an aprotic polar organic electrolyte is used because it must not be decomposed within the driving voltage of the capacitor. The aprotic polar organic electrolyte which does not generate hydrogen ions inside is electrochemically stable. This is because the potential is large. Therefore, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), acetonitrile, and the like are used. Current commercially available electric double layer capacitors are capable of driving voltages from 2.3V up to 3V. However, a driving voltage of 3 V or more is somewhat limited because an irreversible electrolyte decomposition reaction, which is assumed to be an oxidation reaction of the electrolyte at about 4.4 V based on the lithium ion reduction reaction, occurs at the surface of the activated carbon cathode during charging. This is because the irreversible decomposition reaction of the electrolyte, which is estimated to be the reduction reaction of the electrolyte, occurs at 1.5 V compared to the lithium ion reduction reaction.

전술한대로 현재 전기 이중층 캐패시터에 있어서, 가장 문제가 되는 것은 에너지 밀도를 향상시키는 것이다. 전기 이중충 캐패시터의 에너지 밀도는 하기 수학식 1에서 보는 바와 같이 전극물질의 축전 용량(capacitance)과 구동전압의 제곱의 항으로 구성된다.As mentioned above, for current electric double layer capacitors, the most problematic is to improve the energy density. As shown in Equation 1, the energy density of the electric double-charge capacitor is composed of the term of the capacitance of the electrode material and the square of the driving voltage.

E=1/2CV2 E = 1 / 2CV 2

(상기 식에서 E, C 와 V는 각각 에너지 밀도, 축전 용량과 구동전압에 해당한다.)(E, C and V correspond to energy density, storage capacity and driving voltage, respectively.)

즉, 캐패시터의 에너지 밀도를 높이기 위해서는 전극물질의 축전 용량을 늘리거나 구동전압을 높여야 하는데, 전극물질로 활성탄소를 사용하는 경우에 상기 축전 용량은 활성탄소 표면의 기공을 늘리는 것에 의해 증가시킬 수 있으나 이는 제한적이고, 상기 구동전압의 경우에는 전해질의 분해가 일어나지 않는 범위로 제한되기 때문에 전기 이중층 캐패시터의 구동전압을 높이는데는 한계가 있다. 따라서, 이러한 에너지 밀도를 높이기 위한 다양한 시도가 있어왔으며, 이러한 시도들의 대부분이 전극물질을 변화시킴으로써 축전 용량을 증가시켜 에너지 밀도를 향상시키려는 시도였다.That is, in order to increase the energy density of the capacitor, the storage capacity of the electrode material should be increased or the driving voltage should be increased. When the activated carbon is used as the electrode material, the storage capacity may be increased by increasing the porosity of the surface of the activated carbon. This is limited, and in the case of the driving voltage, the driving voltage of the electric double layer capacitor is limited because the driving voltage is limited to a range in which decomposition of the electrolyte does not occur. Therefore, various attempts have been made to increase the energy density, and most of these attempts have been made to improve the energy density by increasing the storage capacity by changing the electrode material.

미국특허 제US 6,383,363호에는 비정질 루테늄 산화물과 황산 수용액을 이용하여 고용량을 가진 캐패시터가 개시되어 있으며, 이는 슈도캐패시터(pseudo-capacitor) 또는 산화환원 캐패시터(redox capacitor)로 분류되는 것으로 금속 산화물의 표면에 금속이온의 산화수 변화가 수반되며 전하가 저장된다. 이러한 슈도캐패시터는 전기이중층 캐패시터가 전극표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는데 비해, 전극재료의 표면 근처 벌크(bulk)까지 전하를 저장할 수 있으므로 축전 용량이 전기이중층 캐패시터에 비해 약 5배정도 크고 따라서 에너지밀도도 더 크다. 이러한 슈도캐패시터의 전극물질로 사용될 수 있는 금속산화물은 대표적인 것으로 RuOx, IrOx, TaOz 등이 있는데, 이러한 금속산화물을 구성하는 금속이온은 모두 전이금속이어야 하며, 전해액으로 강산이 사용되기 때문에 이러한 강산에 녹지 않아야 한다는 제약이 있으므로 전극물질이 고가라는 한계가 있다.  U.S. Patent No. 6,383,363 discloses a high capacity capacitor using amorphous ruthenium oxide and sulfuric acid aqueous solution, which is classified as pseudo-capacitor or redox capacitor. It is accompanied by a change in the oxidation number of the metal ion and the charge is stored. Such pseudocapacitors store electric charge only in the double layer formed on the electrode surface, whereas electric double layer capacitors can store charges up to the bulk near the surface of the electrode material, and thus the storage capacity is about 5 times larger than that of the electric double layer capacitor, and thus energy density. Is even bigger. Metal oxides that can be used as electrode materials for such pseudocapacitors are representative of RuOx, IrOx, TaOz, and the like. All of the metal ions constituting the metal oxide should be transition metals and should not be dissolved in such strong acids because strong acids are used as electrolytes. There is a limitation that the electrode material is expensive because of the constraint.

또한, 미국특허 제 US 6,222,723에는 캐소드와 애노드 전극물질로서 서로 다른 물질을 사용하는 하이브리드 캐패시터가 개시되어 있다. 즉, 전해액으로 강산성 또는 강염기성 전해액 내지, 비수성 전해액을 사용하고, 제 1전극물질은 전기용량이 큰 Ru, Pd, Ni 또는 이들의 산화물을 사용하며 제 2전극물질로서 활성탄소를 사용하여 제 1전극에서는 패러데이 반응에 의해 전하가 축적되고 제 2전극에서는 전기이중층 반응에 의해 전하가 축적되는 메커니즘을 갖도록 고안되어 전체적으로 축전 용량을 증가시키는 것에 의해 에너지 밀도를 증가시키려는 시도이다. 그러나, 제 1전극물질로 사용되는 금속 또는 금속산화물이 고가일뿐만 아니라, 환경친화적이지 못하며, 전해액으로 황산수용액 또는 KOH 수용액을 이용하는 때에는 구동전압이 2V정도로 매우 낮다는 단점이 있고, 전해액으로 비수성 전해액을 이용하는 경우에도, 제 1전극물질로서 사용되는 금속 산화물의 화학적 안정성 때문에 구동전압이 3V미만으로 제한되어 전체적인 에너지 밀도의 향상은 미약하다는 문제점이 있다. In addition, US Pat. No. 6,222,723 discloses a hybrid capacitor using different materials as cathode and anode electrode materials. That is, a strong acid or a strong basic electrolyte or a non-aqueous electrolyte is used as the electrolyte, and the first electrode material is Ru, Pd, Ni or an oxide thereof having a large capacitance, and the activated carbon is used as the second electrode material. The first electrode is designed to have a mechanism in which charge is accumulated by the Faraday reaction and at the second electrode by the electric double layer reaction, and an attempt is made to increase the energy density by increasing the storage capacity as a whole. However, the metal or metal oxide used as the first electrode material is expensive and not environmentally friendly. When using sulfuric acid aqueous solution or KOH aqueous solution as an electrolyte, the driving voltage is about 2V, which is very low. Even in the case of using the electrolytic solution, the driving voltage is limited to less than 3 V because of the chemical stability of the metal oxide used as the first electrode material, so that the improvement in the overall energy density is weak.

한편, 활성탄소를 사용하는 전기 이중층 캐패시터의 구동전압 한계를 극복하기 위해서 전기 이중층 캐패시터의 애노드에 사용되는 활성탄소를 리튬 이온의 삽입과 추출이 가능한 흑연계 탄소로 대체하는 활성탄소/흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터가 제안되어 있다. 제안된 시스템은 활성탄소의 전위 안정성(리튬 환원반응 대비 1.5V ~ 4.4V)과 흑연에서 발생하는 리튬 이온 삽입/추출반응(리튬 환원반응 대비 0.2V)을 결합시킬 수 있기 때문에 4V 이상의 높은 구동 전압을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 높은 구동전압에도 불구하고 활성탄소/흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터는 제한적인 충방전 전압 범위로 인해 에너지 밀도 증가에 제약성을 가지고 있다. 즉, 구동전압 전 범위에 걸쳐 전기적 에너지의 충전과 방전이 일어나는 전기 이중층 캐패시터과는 달리 활성탄소/흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터는 충/방전 전압범위가 약 4V에서 약 2.7V까지 제한되며, 이로 인해 얻어진 구동전압을 전체적으로 활용하지 못하고 한정적인 영역만을 사용하기 때문에 에너지 밀도를 증가시키는 효과가 미약하다는 문제점을 지니며, 이는 애노드로 사용되는 흑연계 탄소에서 초기 리튬 이온 삽입반응 전과 리튬 이온 탈착반응 후 발생하는 전기이중층 반응에 의한 급격한 전위변화에 기인한다. On the other hand, in order to overcome the driving voltage limit of the electric double layer capacitor using activated carbon, an activated carbon / graphite carbon hybrid that replaces activated carbon used in the anode of the electric double layer capacitor with graphite carbon which can insert and extract lithium ions. Capacitors have been proposed. The proposed system is able to combine the potential stability of activated carbon (1.5V to 4.4V compared to lithium reduction) and lithium ion insertion / extraction reaction (0.2V compared to lithium reduction). You can get it. However, despite these high driving voltages, activated carbon / graphite carbon hybrid capacitors have limited energy density due to the limited charge / discharge voltage range. In other words, unlike electric double layer capacitors, in which electric energy is charged and discharged over the entire range of driving voltages, activated carbon / graphite carbon hybrid capacitors have a charge / discharge voltage range of about 4V to about 2.7V. The problem is that the effect of increasing the energy density is insignificant because it does not utilize the voltage as a whole and uses only a limited area. This is the electricity generated before the initial lithium ion insertion reaction and after the lithium ion desorption reaction in the graphite carbon used as the anode. This is due to a sharp potential change due to the bilayer reaction.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 전기이중층 캐패시터의 문제점을 해결하고, 구동전압의 범위를 확장시켜 더 높은 에너지밀도를 가지면서도 충전 초기 및 방전 말기에 급격한 전위변화가 없는 하이브리드 캐패시터를 제공하는 것이다. The present invention solves the problems of the conventional electric double layer capacitor as described above, and extends the range of the driving voltage to provide a hybrid capacitor having a higher energy density and no sudden potential change at the beginning and end of the discharge.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여The present invention to achieve the above technical problem

캐소드 활물질로서 활성탄소; 애노드 활물질로서 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소(Lithium Intercalated Graphite:LIG); 세퍼레이터; 리튬염; 및 비수성 유기용매를 포함하는 하이브리드 캐패시터를 제공한다.Activated carbon as a cathode active material; Lithium Intercalated Graphite (LIG) in which lithium ions are inserted as an anode active material; Separator; Lithium salts; And it provides a hybrid capacitor comprising a non-aqueous organic solvent.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소는 정전류 및 정전위 방식에 의해 제조된 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the lithium-ion-inserted graphite-based carbon is preferably prepared by the constant current and the potentiostatic method.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiClO4, Li(CF3SO2)2, LiCF3SO3, LiSbF6 및 LiAsF6로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the lithium salt is any one selected from the group consisting of LiPF 6, LiBF 4 , LiClO 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiSbF 6 and LiAsF 6 desirable.

또한, 상기 비수성 유기 용매는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 아세톤, 아세토니트릴, n-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.In addition, the non-aqueous organic solvent is preferably ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, acetone, acetonitrile, n-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or a mixture thereof.

또한, 상기 상기 비수성 유기 용매 내의 리튬염의 농도는 0.4M 내지 1.5M 인 것이 바람직하다. In addition, the concentration of the lithium salt in the non-aqueous organic solvent is preferably 0.4M to 1.5M.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터는 종래의 전기이중층 캐패시터(EDLC)의 에너지밀도가 낮다는 단점을 극복하기 위해, 캐소드는 활물질은 활성탄소를 사용하되, 애노드 활물질로서 흑연계 탄소를 사용하고 전해질로서 리튬염이 용해된 유기용매를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이처럼 애노드 활물질로서 흑연계 탄소를 사용하는 경우에는 도 1에 나타난 바와 같이, 1.5V 이하의 구동전압에서도 캐패시터의 작동이 가능하기 때문에 전체적으로 4.2∼4.3V의 구동전압을 얻을 수 있다. 그 이유는 애노드 활물질로 흑연계 탄소를 사용하는 경우에도 1.5V 이하에서는 전해질의 환원반응에 의한 비가역적 분해반응이 발생하지만, 이러한 분해반응에 의해 애노드에서 일어나는 패러데이 반응이 영향을 받지 않기 때문이다. In order to overcome the disadvantage that the hybrid capacitor according to the present invention has a low energy density of a conventional electric double layer capacitor (EDLC), the cathode uses activated carbon as an active material, but graphite based carbon as an anode active material and lithium salt as an electrolyte. It is characterized by using this dissolved organic solvent. As such, when graphite-based carbon is used as the anode active material, as shown in FIG. 1, since the capacitor can be operated at a driving voltage of 1.5 V or less, a driving voltage of 4.2 to 4.3 V can be obtained as a whole. The reason is that even when graphite-based carbon is used as the anode active material, an irreversible decomposition reaction occurs due to the reduction reaction of the electrolyte at 1.5 V or less, but the Faraday reaction occurring at the anode is not affected by the decomposition reaction.

이를 더욱 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 캐패시터의 캐소드는 전기이중층 캐패시터와 동일하며, 애노드는 리튬이차전지와 유사한 형태를 취한다. 즉, 캐소드에서는 전기이중층에 전하가 축적되도록 하고, 애노드에는 리튬이온이 산화-환원에 의해 삽입 및 탈착이 되도록 하는 패러데이 반응에 의해 에너지를 충방전하는 것을 특징으로 한다. 흑연계 탄소를 애노드 활물질로서 사용하게 되면, 애노드의 비표면적이 줄어들기 때문에 축전용량은 감소하게 된다. 이를 극복하기 위해서는 애노드 쪽에서는 전기이중층에 의한 전하 축적이 아니라, 산화-환원이 개재되는 패러데이 반응이 일어나게 함으로써 전체적인 축전용량의 감소를 상쇄시킬 수 있는 것이다. 즉, 애노드 활물질로서 흑연계 탄소를 사용하는 경우에는 전해질 용액에 리튬이온이 반드시 사용되어야 할 필요가 있다. In more detail, the cathode of the capacitor according to the present invention is the same as the electric double layer capacitor, the anode takes the form similar to the lithium secondary battery. That is, the cathode charges and discharges energy by a Faraday reaction such that charges are accumulated in the electric double layer and lithium ions are inserted and desorbed by oxidation-reduction. When graphite-based carbon is used as the anode active material, the specific capacitance of the anode is reduced, so that the storage capacity is reduced. In order to overcome this, the far side of the anode, rather than the accumulation of charge by the electric double layer, allows the Faraday reaction to intervene to reduce the overall reduction in capacitance. In other words, when graphite-based carbon is used as the anode active material, lithium ions must be used in the electrolyte solution.

이처럼 애노드에 흑연계 활물질을 사용하면 전기의 충방전은 애노드와 전해질의 계면에서 일어나는 것이 아니라, 애노드 내부의 벌크에서 일어나게 된다. 기존의 EDLC는 물론, 리튬이차전지에 있어서도, 구동전압이 1.5V이하에서 충방전이 행해질 경우 전해질의 일부가 분해되어 애노드 표면에 얇은 막을 형성하게 되며 이를 SEI(Solid Electrolyte Interface)막이라 한다. 기존의 EDLC에서 이러한 SEI막이 형성되게 되면 애노드와 전해질의 계면에 전기이중층이 형성될 수 없기 때문에 문제가 발생하지만 본 발명에 따르면, 애노드에서 일어나는 반응은 애노드 벌크 내로의 리튬 이온의 삽입 및 탈착이기 때문에 SEI막이 형성되더라도 아무런 문제가 없다. 따라서, 전체적인 구동전압의 폭이 확장될 수 있고, 이에 의해 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다. As such, when the graphite-based active material is used for the anode, charging and discharging of electricity does not occur at the interface between the anode and the electrolyte, but occurs in the bulk inside the anode. In the existing EDLC as well as the lithium secondary battery, when charging and discharging is performed at a driving voltage of 1.5 V or less, a part of the electrolyte is decomposed to form a thin film on the anode surface, which is called a SEI (Solid Electrolyte Interface) film. When the SEI film is formed in the conventional EDLC, a problem occurs because an electric double layer cannot be formed at the interface between the anode and the electrolyte, but according to the present invention, since the reaction occurring at the anode is the insertion and desorption of lithium ions into the anode bulk. There is no problem even if the SEI film is formed. Thus, the width of the overall driving voltage can be expanded, thereby increasing the energy density.

한편, 이미 설명한 바와 같이, 하이브리드 캐패시터에서 애노드 활물질로 단순히 흑연계 탄소만을 사용하는 때에는 충/방전 전압범위가 약 2.7V에서 4V로 제한되는 문제점이 있다. 이러한 활성탄소/흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터의 충방전 전압영역의 한계성은 애노드 활물질로 사용된 흑연에서 충전 초기의 리튬이온 삽입반응 전 및 방전시 리튬이온 탈착반응 후에 발생하는 전기 이중층에 의한 급격한 전위변화에 기인한다. 도 2를 참조하면, 활성탄소/흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터는 충전시 캐소드의 활성탄소에서는 전해질 내의 음이온들의 정전기적 배향 즉, 전기이중층 반응이 일어나며, 애노드의 흑연에서는 다소의 전기 이중층 반응이 일어난 이후에 리튬 이온의 삽입이 일어난다. 한편, 방전시에는 캐소드의 활성탄소에서는 전해질 내의 음이온과 캐소드와의 정전기적 배향이 사라지게 되고 애노드의 흑연에서는 리튬 이온의 탈착이 일어난 후에 다소의 전기이중층 반응이 발생하게 된다. 이러한 경우 문제가 되는 것은 충전 초기 및 방전 말기에 발생하는 애노드 표면의 전기이중층 반응은 용량이 매우 작기 때문에 전위의 급격한 하강 및 상승을 수반하게 되고, 이것이 충방전 영역의 제한으로 나타나게 되는 것이다. On the other hand, as described above, when only graphite-based carbon is used as the anode active material in the hybrid capacitor, the charge / discharge voltage range is limited to about 2.7V to 4V. The limitation of the charge / discharge voltage range of the activated carbon / graphite carbon hybrid capacitor is due to the rapid potential change caused by the electric double layer occurring in the graphite used as the anode active material before the lithium ion insertion reaction during the initial charge and after the lithium ion desorption reaction during discharge. Is caused. Referring to FIG. 2, the activated carbon / graphite-based carbon hybrid capacitor has an electrostatic orientation of anions in the electrolyte, that is, an electric double layer reaction occurs in the active carbon of the cathode during charging, and after some electric double layer reaction occurs in the graphite of the anode. Insertion of lithium ions occurs. On the other hand, during discharging, the electrostatic orientation of the anion and the cathode in the electrolyte disappears in the active carbon of the cathode and some electrical double layer reaction occurs after the desorption of lithium ions occurs in the graphite of the anode. In this case, the problem is that the electric double layer reaction on the anode surface occurring at the beginning of charge and at the end of discharge is accompanied by a sudden drop and rise of the potential because the capacity is very small, which appears to be a limitation of the charge / discharge region.

따라서, 애노드에서의 급격한 전위 변화를 발생시키는 전기이중층 반응을 최소화하기 위해 애노드에 사용되는 흑연계 탄소를 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소로 대체하는 것이다. 애노드에 사용되는 활물질을 흑연계 탄소 대신 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소를 사용하게 되면, 애노드의 초기 전위를 리튬 삽입/추출 반응이 발생하는 환원반응 대비 0.2V 에서 유지할 수 있기 때문에 충전시 급격한 전위 변화 없이 리튬 이온의 삽입을 진행시킬 수 있고, 또한 방전시에는 충전과정에서 삽입된 리튬 이온의 추출 반응 이외에 초기에 삽입시킨 리튬 이온의 추출반응이 추가적으로 진행될 수 있으므로 급격한 전위 상승을 방지할 수 있다. 이런 이유로 활성탄소를 캐소드 활물질로 사용하고 리튬이온이 삽입된 흑연계 탄소를 애노드 활물질로 사용하여 활성탄소/리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소 하이브리드 캐패시터를 구성하면 구동전압의 전 범위에 걸쳐 전기에너지의 저장 및 출력이 가능해진다. Therefore, the graphite-based carbon used in the anode is replaced with the lithium-ion-inserted graphite-based carbon in order to minimize the electric double layer reaction that causes a sudden change in potential at the anode. If the active material used for the anode uses graphite carbon in which lithium ions are inserted instead of graphite carbon, the initial potential of the anode can be maintained at 0.2V compared to the reduction reaction in which the lithium insertion / extraction reaction occurs. Insertion of lithium ions can be proceeded without change, and in addition, during discharging, an extraction reaction of initially inserted lithium ions may be additionally performed in addition to the extraction reaction of lithium ions inserted in the charging process, thereby preventing a rapid increase in potential. For this reason, when an activated carbon / lithium-containing graphite-based carbon hybrid capacitor is formed by using activated carbon as a cathode active material and graphite-based carbon with lithium ions inserted therein as an anode active material, electrical energy is applied over the entire range of driving voltage. Storage and output are possible.

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터의 개략도를 나타낸다. 본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터의 캐소드 활물질로서 사용되는 활성탄소는 탄소재료를 수증기 부활처리법, 용융 KOH 부활처리법 등에 의하여 개질시킨 활성탄소가 적합하며, 예를 들면, 야자껍질계 활성탄, 페놀계활성탄, 석유코크스계활성탄 등을 들 수 있고, 이들의 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 3 shows a schematic diagram of a hybrid capacitor according to the invention. The activated carbon used as the cathode active material of the hybrid capacitor according to the present invention is preferably activated carbon in which a carbon material is modified by steam activation, molten KOH activation, or the like. For example, coconut shell activated carbon, phenol-based activated carbon, petroleum And coke-based activated carbon, and one of these may be used alone or in combination of two or more thereof.

한편, 애노드 활물질로 사용 가능한 흑연계 탄소는 리튬이온전지의 애노드에 사용되고 리튬 이온의 삽입과 추출이 가능한 흑연계 탄소 소재이면 특별히 제한되지 않는다. On the other hand, the graphite-based carbon that can be used as the anode active material is not particularly limited as long as it is a graphite-based carbon material used for the anode of a lithium ion battery and capable of inserting and extracting lithium ions.

본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터에 사용가능한 세퍼레이터는 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포, 폴리아크릴로니트릴 다공성 격리막, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 헥사플루오로프로판 공중합체 다공성 격리막, 셀룰로스 다공성 격리막, 크라프트지 또는 레이온섬유 등 전지 및 캐패시터 분야에서 일반적으로 사용되는 세퍼레이터라면 특별히 제한되지 않는다. The separator usable in the hybrid capacitor according to the present invention is polyethylene nonwoven fabric, polypropylene nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, polyacrylonitrile porous separator, poly (vinylidene fluoride) hexafluoropropane copolymer porous separator, cellulose porous separator, kraft If the separator is generally used in the field of batteries and capacitors, such as paper or rayon fibers, it is not particularly limited.

본 발명에 사용되는 리튬염은 일반적인 리튬이차전지에서 통상적으로 사용되는 리튬염으로서 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들면 LiPF6, LiBF4, LiClO4 , Li(CF3SO2)2, LiCF3SO3, LiSbF6 또는 LiAsF6 등이 있다.The lithium salt used in the present invention is not particularly limited as lithium salts commonly used in general lithium secondary batteries, and for example, LiPF 6, LiBF 4 , LiClO 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiSbF 6 or LiAsF 6 and the like.

또한, 본 발명에 사용되는 비수성 유기용매는 전지와 캐패시터에서 통상적으로 사용되는 유기계 액체 전해질이면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 아세톤, 아세토니트릴, n-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. In addition, the non-aqueous organic solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it is an organic liquid electrolyte commonly used in batteries and capacitors. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, acetone, acetonitrile, n -Methyl-2-pyrrolidone (NMP) or a mixture thereof.

본 발명에 사용되는 비수성 유기용매 내의 리튬염의 농도는 0.4M 내지 1.5M 인 것이 바람직한데, 리튬염의 이온전도도는 상기 범위에서 가장 높게 나타나기 때문이다.The concentration of the lithium salt in the non-aqueous organic solvent used in the present invention is preferably 0.4M to 1.5M, since the ion conductivity of the lithium salt is the highest in the above range.

본 발명에서 애노드로 사용되는 리튬이온이 삽입된 흑연 탄소 전극은 전기화학적 방법에 의해 제조할 수 있다. 자세히 설명하면, 흑연계 탄소 전극, 비수성 유기계 전해질 및 리튬 금속을 이용하여 삼상전극계(three electrode system)를 구성하고, 이때 흑연계 탄소전극을 작동전극으로 하고 기준 전극과 상대전극은 리튬 금속으로 한다. 다음으로 충방전기를 이용하여 흑연계 탄소 소재의 이론적 용량 대비 0.05C의 전류밀도로 흑연계 탄소 전극을 방전시켜 리튬 이온 환원 반응 대비 0.2V에서 발생하는 리튬이온의 삽입반응을 유도한다. 이 과정을 거친 직후 구성된 셀에서 흑연계 탄소 전극을 회수하면 리튬이온이 삽입된 흑연계 탄소 전극을 얻을 수 있다. Lithium ion-inserted graphite carbon electrode used as an anode in the present invention can be prepared by an electrochemical method. In detail, a three-electrode system is constructed by using a graphite carbon electrode, a non-aqueous organic electrolyte, and lithium metal, wherein the graphite carbon electrode is used as a working electrode, and the reference electrode and the counter electrode are made of lithium metal. do. Next, using a charger and discharger, the graphite-based carbon electrode is discharged at a current density of 0.05C relative to the theoretical capacity of the graphite-based carbon material to induce the insertion reaction of lithium ions generated at 0.2V compared to the lithium ion reduction reaction. When the graphite-based carbon electrode is recovered from the cell formed immediately after this process, a lithium-ion-inserted graphite-based carbon electrode can be obtained.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 들어 더욱 구체적으로 설명하지만 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

하기 실시예 및 비교예에서 사용된 LiBF4는 일본 하시모토 주식회사의 전지시약급 제품을 정제없이 사용하였고, 유기전해액 제조시 사용된 용매는 증류과정을 거친 다음, 플루카사(Fluka Co.)의 분자체를 이용하여 수분을 제거하였다.LiBF 4 used in the following Examples and Comparative Examples was used as a battery reagent grade product of Hashimoto, Japan without purification, and the solvent used in the preparation of the organic electrolyte solution was subjected to distillation, followed by molecular sieve of Fluka Co. Moisture was removed using.

실시예 1Example 1

리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소 애노드의 제조Preparation of Graphite Carbon Anode Inserted with Lithium Ion

인조흑연(Osaka Gas 사 제조) 및 도전제인 아세틸렌 블랙을 80℃의 진공분위기하에서 48시간 이상 건조하여 상기 화합물안에 함유된 수분을 최대한 제거하였다. 상기 인조흑연 95 중량부와 도전제인 아세틸렌 블랙 5 중량부를 고속 믹서에서 30분 동안 충분히 분말혼합하였다. 결합제인 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체 6.6 중량부를 N-메틸피롤리돈 용액에 첨가한 혼합용액 12 중량부에 상기 혼합분말 85 중량부를 가한다음 상기 결과물을 소정 점도의 슬러리가 될 때까지 간헐적으로 약 2시간 동안 교반하였다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드를 사용하여 두께 20㎛의 구리호일 위에서 블레이드갭을 300㎛로 하여 캐스팅한 다음 100℃의 오븐에서 12시간 동안 건조시켜 N-메틸피롤리돈이 완전히 제거시켰다. 이것을 에틸렌 카본네이트(ethylene carbonate)와 디메틸 카본네이트(dimethyl carbonate)를 1:1비로 혼합시킨 용매에 1M LiBF4를 녹인 전해질과 리튬 금속을 이용하여 삼상전극계 (three electrode system)를 구성하였으며, 이때 작동전극은 흑연계 탄소전극으로 하고, 기준전극과 상대전극은 모두 리튬금속으로 하였다. 다음으로 충방전기를 이용하여 0.05C 전류밀도로 흑연계 탄소 애노드를 방전시켜 흑연계 탄소의 초기용량기준으로 약 200 mAh/g 용량에 해당하는 리튬 이온을 흑연계 탄소의 격자 내에 삽입시켜서, 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소 애노드를 제조하였다.Artificial graphite (manufactured by Osaka Gas Co., Ltd.) and acetylene black as a conductive agent were dried for 48 hours or more under a vacuum atmosphere at 80 ° C. to remove moisture contained in the compound as much as possible. 95 parts by weight of the artificial graphite and 5 parts by weight of acetylene black as a conductive agent were sufficiently mixed in a high speed mixer for 30 minutes. When 85 parts by weight of the mixed powder was added to 12 parts by weight of a mixed solution of 6.6 parts by weight of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer as a binder and added to an N-methylpyrrolidone solution, the resultant was a slurry having a predetermined viscosity. Stir for about 2 hours intermittently. The slurry was cast using a doctor blade on a copper foil having a thickness of 20 μm with a blade gap of 300 μm and then dried in an oven at 100 ° C. for 12 hours to completely remove N-methylpyrrolidone. A three-phase electrode system was constructed using lithium metal and an electrolyte in which 1M LiBF 4 was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed in a 1: 1 ratio. The working electrode was a graphite carbon electrode, and both the reference electrode and the counter electrode were lithium metal. Next, the graphite-based carbon anode was discharged at a current density of 0.05 C using a charger and a discharger, and lithium ions corresponding to the capacity of about 200 mAh / g based on the initial capacity of the graphite-based carbon were inserted into the lattice of the graphite-based carbon. This intercalated graphite carbon anode was prepared.

활성탄소 캐소드의 제조Preparation of Activated Carbon Cathodes

활성탄소로서 MSC30(일본 구레아사 제조)에 결합제인 CMC(carboxy methyl cellulose)를 5중량% 첨가하고 물을 용매로서 사용하여 12시간 정도 혼합한 다음 알루미늄 집전체위에 코팅하고 120oC의 진공 하에서 12시간 동안 건조시켜 캐소드를 제조하였다.5 wt% of CMC (carboxy methyl cellulose) as a binder is added to MSC30 (manufactured by Kurea, Japan) as activated carbon, mixed with water for about 12 hours, coated on an aluminum current collector, and subjected to vacuum at 120 o C. Drying for hours produced the cathode.

단위 캐패시터 셀의 제조Fabrication of Unit Capacitor Cells

상기에서 제조된 활성탄소 캐소드, 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소 애노드, 폴리프로필렌 세퍼레이터를 순서대로 적층한 다음 에틸렌 카본네이트(ethylene carbonate)와 디메틸 카본네이트(dimethyl carbonate)를 1:1비로 혼합시킨 용매에 1M LiBF4를 녹인 전해질을 이용하여 도 3에 제시된 바와 같이 하이브리드 캐패시터를 제조하였다.The activated carbon cathode prepared above, the graphite-based carbon anode with lithium ions, and a polypropylene separator were laminated in this order, and then a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed in a 1: 1 ratio. A hybrid capacitor was prepared as shown in FIG. 3 using an electrolyte in which 1M LiBF 4 was dissolved in.

비교예 1Comparative Example 1

흑연계 탄소 애노드에 전기화학적 방법에 의해 리튬이온을 삽입하는 단계를 실시하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하이브리드 캐패시터를 제조하였다.A hybrid capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that lithium ions were not inserted into the graphite-based carbon anode by an electrochemical method.

시험예 1Test Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 하이브리드 캐패시터를 정전류 충방전기를 이용하여 10 mA/cm2의 전류밀도로 4V까지 충전시킨 후 0V까지 방전을 반복적으로 실시하고 축전 용량, 에너지 밀도 및 저항을 하기 표 1에 나타내었으며 정전류 충방전 곡선을 도 4 및 5에 나타내었다.The hybrid capacitors prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were charged to 4V at a current density of 10 mA / cm 2 using a constant current charger and discharged to 0V repeatedly, and then the storage capacity, energy density and resistance Table 1 and the constant current charge and discharge curves are shown in FIGS. 4 and 5.

용량(F/g)Capacity (F / g) 에너지 밀도(Wh/kg)Energy Density (Wh / kg) 실시예 1Example 1 28.128.1 64.464.4 비교예 1Comparative Example 1 7.37.3 14.414.4

도 5에서 알 수 있는 바와 같이 비교예 1에 따른 하이브리드 캐패시터의 경우 4V와 3V 사이의 전압범위에서는 직선적인 기울기를 가지고 전압이 증가 또는 감소하며, 3V 이하에서는 전압의 급격한 증가 및 감소를 확인할 수 있다. 이것은 에너지 저장 및 출력이 4V와 3V 사이에서만 집중되어 있고 3V 이하에서는 아주 작은 양의 전기에너지가 저장되고 출력이 이루어짐을 의미한다. 구성된 전기화학 캐패시터에서 얻어진 용량과 에너지 밀도는 각각 전극무게 대비 7.3F/g과 14.4 Wh/kg 이다. 이에 비하여 본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터의 경우 도 4에서 알 수 있듯이 4V와 0V 사이에서 전압이 연속적으로 감소하는 캐패시터 거동을 나타내며, 이러한 거동은 4V의 모든 구동전압 범위에 걸쳐 나타남을 확인 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터에서 얻어진 축전 용량과 에너지 밀도는 각각 전극 무게 대비 28.1F/g과 64.4 Wh/kg으로서 비교예 1의 경우보다 월등히 우수한 성능하다. 결론적으로 상기 실시예 1과 비교예 1을 비교해 볼 때, 동일한 활성탄소와 전해질을 사용한 경우, 애노드 활물질로 리튬이온이 삽입된 흑연계 탄소를 이용하면 4배이상의 고에너지 밀도를 얻을 수 있으며, 기존의 전기이중층 캐패시터의 에너지 밀도가 1∼10Wh/kg임을 고려할 때에 본 발명에 따르면 10배 이상의 에너지 밀도를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.As can be seen in FIG. 5, in the hybrid capacitor according to Comparative Example 1, the voltage increases or decreases with a linear slope in the voltage range between 4V and 3V, and a sudden increase and decrease of the voltage can be confirmed below 3V. . This means that energy storage and output are concentrated only between 4V and 3V, and below 3V very small amounts of electrical energy are stored and output. The capacities and energy densities obtained from the constructed electrochemical capacitors are 7.3 F / g and 14.4 Wh / kg of electrode weight, respectively. In contrast, as shown in FIG. 4, the hybrid capacitor according to the present invention exhibits a capacitor behavior in which the voltage continuously decreases between 4V and 0V, and this behavior can be seen to appear over all driving voltage ranges of 4V. In addition, the capacitance and energy density obtained in the hybrid capacitor according to the present invention are 28.1 F / g and 64.4 Wh / kg of the electrode weight, respectively, which are much better than those of Comparative Example 1. In conclusion, when comparing Example 1 and Comparative Example 1, when using the same active carbon and the electrolyte, using a graphite-based carbon containing lithium ions as the anode active material can be obtained a high energy density of more than four times, When considering that the energy density of the electric double layer capacitor of 1 ~ 10Wh / kg can be seen that according to the present invention can be obtained more than 10 times the energy density.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 캐패시터는 기존의 전기이중층 캐패시터의 단점인 낮은 에너지 밀도를 약 10배 이상 증가시킬 수 있으며, 전이금속 등 고가의 금속을 사용할 필요가 없고, 활물질이 활성탄소와 흑연계 탄소이기 때문에 환경친화적이며, 애노드 전위의 급격한 하강 및 상승을 억제할 수 있기 때문에 구동전압의 전범위에 걸쳐 전기에너지의 저장 및 출력이 가능해진다. As described above, the hybrid capacitor according to the present invention can increase the low energy density, which is a disadvantage of the conventional electric double layer capacitor, by about 10 times or more, and does not require the use of expensive metals such as transition metals, and the active material is activated carbon. And graphite-based carbon, which are environmentally friendly, and can abruptly lower and raise anode potentials, thereby enabling storage and output of electrical energy over the entire range of drive voltages.

도 1은 기존의 전기이중층 캐패시터와 흑연계 탄소 애노드를 사용한 하이브리드 캐패시터의 구동전압의 차이를 나타낸다.1 illustrates a difference in driving voltages between a conventional electric double layer capacitor and a hybrid capacitor using a graphite-based carbon anode.

도 2는 흑연계 탄소 애노드를 사용한 하이브리트 캐패시터의 모식적인 작동 메커니즘을 나타낸다.2 shows a typical operating mechanism of a hybrid capacitor using a graphite carbon anode.

도 3은 본 발명에 따른 하이브리트 캐패시터의 구성을 개략적으로 나타낸다.3 schematically shows a configuration of a hybrid capacitor according to the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 하이브리드 캐패시터의 정전류 충방전 곡선을 나타낸다.4 shows a constant current charge / discharge curve of a hybrid capacitor according to Example 1 of the present invention.

도 5는 비교예 1에 따른 하이브리드 캐패시터의 정전류 충방전 곡선을 나타낸다.5 shows a constant current charge and discharge curve of a hybrid capacitor according to Comparative Example 1.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 캐소드 2: 세퍼레이터1: cathode 2: separator

3: 애노드 4: 전해질3: anode 4: electrolyte

Claims (5)

캐소드 활물질로서 활성탄소; 애노드 활물질로서 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소(Lithium Intercalated Graphite:LIG); 세퍼레이터; 리튬염; 및 비수성 유기용매를 포함하는 하이브리드 캐패시터.Activated carbon as a cathode active material; Lithium Intercalated Graphite (LIG) in which lithium ions are inserted as an anode active material; Separator; Lithium salts; And a nonaqueous organic solvent. 제 1항에 있어서, 상기 리튬 이온이 삽입된 흑연계 탄소는 정전류 및 정전위 방식에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 캐패시터.The hybrid capacitor of claim 1, wherein the graphite-based carbon into which lithium ions are inserted is manufactured by a constant current and a potential potential. 제 1항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiClO4, Li(CF3SO2)2, LiCF3SO3, LiSbF6 및 LiAsF6로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이브리드 캐패시터.The method of claim 1, wherein the lithium salt is LiPF 6, LiBF 4 , LiClO 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiSbF 6 And LiAsF 6 It characterized in that any one selected from the group consisting of Hybrid capacitors. 제 1항에 있어서, 상기 비수성 유기 용매는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 아세톤, 아세토니트릴, n-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 하이브리드 캐패시터.The method of claim 1, wherein the non-aqueous organic solvent is ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, acetone, acetonitrile, n-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or a mixture thereof Hybrid capacitors. 제 1항에 있어서, 상기 비수성 유기 용매 내의 리튬염의 농도는 0.4M 내지 1.5M 인 것을 특징으로 하는 하이브리드 캐패시터. The hybrid capacitor of claim 1, wherein a concentration of lithium salt in the non-aqueous organic solvent is 0.4M to 1.5M.
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