KR100569188B1 - 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100569188B1
KR100569188B1 KR1020040003357A KR20040003357A KR100569188B1 KR 100569188 B1 KR100569188 B1 KR 100569188B1 KR 1020040003357 A KR1020040003357 A KR 1020040003357A KR 20040003357 A KR20040003357 A KR 20040003357A KR 100569188 B1 KR100569188 B1 KR 100569188B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon
porous support
composite electrode
electrode material
support composite
Prior art date
Application number
KR1020040003357A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050075811A (ko
Inventor
조병원
조원일
서동진
양천모
최운혁
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020040003357A priority Critical patent/KR100569188B1/ko
Priority to JP2004381984A priority patent/JP2005203365A/ja
Priority to US11/024,618 priority patent/US7505250B2/en
Priority to EP05250202A priority patent/EP1555244A3/en
Publication of KR20050075811A publication Critical patent/KR20050075811A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100569188B1 publication Critical patent/KR100569188B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C27/00—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels
    • B60C27/06—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels extending over the complete circumference of the tread, e.g. made of chains or cables
    • B60C27/062—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels extending over the complete circumference of the tread, e.g. made of chains or cables provided with fastening means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C27/00—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels
    • B60C27/06—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels extending over the complete circumference of the tread, e.g. made of chains or cables
    • B60C27/061—Non-skid devices temporarily attachable to resilient tyres or resiliently-tyred wheels extending over the complete circumference of the tread, e.g. made of chains or cables provided with radial arms for supporting the ground engaging parts on the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4691—Capacitive deionisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H01G11/20—Reformation or processes for removal of impurities, e.g. scavenging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46157—Perforated or foraminous electrodes
    • C02F2001/46161—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H01M4/808—Foamed, spongy materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Abstract

본 발명은 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료, 이를 이용한 복합 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기 탄소-다공성 지지체 복합 전극은 이차전지, 캐패시터 등과 같은 장치 및 전기 용량적 탈이온 공정을 이용한 초순수의 제조, 소금기가 있는 물의 정제 등에 응용될 수 있다.
탄소 소재, 활성 탄소, 탄소 나노 튜브, 카본 에어로젤, 복합 전극, 다공성 지지체, CDI 공정

Description

탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법{CARBON-POROUS MEDIA COMPOSITE ELECTRODE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 다공성 복합 전극 재료 제조를 위한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 다공성 복합 전극 재료 표면의 미세구조의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3a 내지 3d는 비교예 1과 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조한 전지의 10회까지의 충전 및 방전에 따른 시간에 대한 전류 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다공성 복합 전극 재료를 이용하여 구성한 전지의 충전과 방전 결과를 이용하여 CDI의 효율 (충방전 효율)을 나타낸 그래프이다.
도 5a와 5b는 본 발명의 다공성 복합 전극 재료를 이용하여 구성한 전지의 충전 (도 5a) 및 방전 (도 5b)시의 전극 활물질 무게당 전하량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a 내지 6c는 비교예 1과 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전에 따른 시간에 대한 전류 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다공성 복합 전극 재료를 이용하여 구성한 전지의 100회 충전 및 방전 결과를 이용하여 충방전 효율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다공성 복합 전극 재료를 이용하여 구성한 전지의 100회 충전 및 방전시의 전극 활물질 무게당 방전 전하량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9a 내지 9f는 비교예 2와 본 발명의 실시예 4 내지 8에서 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간에 대한 전류 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10a와 10b는 비교예 2와 본 발명의 실시예 4 내지 8에서 제조한 전지의 충방전 전하량 효율을 보여주는 것이다. 도 10a 및 10b에 있어서, A는 비교예 2에 대한 것이고, B 내지 F는 각각 실시예 4 내재 8에 대한 것이다.
도 11a와 11b는 비교예 2와 실시예 6에서 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간에 따른 전류를 나타낸 그래프이다.
도 12a 내지 12d는 비교예 2와 실시예 6에서 제조한 전지의 100회 충전 및 방전 결과를 이용하여 충전 전하량 (도 12a), 방전 전하량 (도 12b), 방전 비전하량 (도 12c) 및 충방전 효율 (도 12d)을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료, 이를 이용한 복합 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기 용량적 탈이온 (capacitive deionization, 이하, "CDI"라 한다) 공정 장치는 용액 중에 존재하는 이온을 전극 표면에 전기 화학적으로 흡착시키는 것에 의하여 제거하는 장치이다. 전기 용량적 탈이온 공정을 위한 전극의 활물질로는 통 상적으로 활성 탄소 (activated carbon), 카본 에어로젤 (carbon aerogel), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube) 등이 시용된다.
카본 에어로젤은 높은 비표면적 (400 내지 1100 ㎡/g), 낮은 전기 저항(400 mΩ/㎝) 및 나노(nano) 크기의 다공성 구조를 가지며, 기공들이 서로 연결되어 있고, 기공의 크기 및 밀도가 조절될 수 있으며, 전기 전도성이 우수하기 때문에 이상적인 CDI 전극용 물질로 알려져 있다. 그 외에도, 제조 공정이 간단하며, 축전 용량이 매우 우수하다. CDI용 공정에 있어서 카본 에어로젤 전극은 이온뿐 아니라 중금속, 콜로이드 등도 함께 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다.
그러나, 카본 에어로젤 또는 기타의 탄소 재료를 전극 물질로 사용하여 전기 용량적 탈이온 공정용 전극을 구성하는 경우의 가장 큰 문제점은 이들 재료의 표면이 소수성이기 때문에 수용성 전해질에 대한 젖음성이 거의 없다는 점이다. 그러므로, 탄소 재료를 수용성 전해질 내에서의 탈이온 공정을 위한 전극에 사용하기 위해서는 이들을 다량으로 사용하여야 한다. 그러나, 카본 에어로젤, 탄소 나노 튜브(carbon nanotube) 등은 1 회 제조 시 매우 적은 양이 얻어지기 때문에 값이 비싸고, 결과적으로 용액 내에 제거하려는 이온의 농도가 높은 경우 이들을 사용하는 데에는 무리가 있다.
그 외에도, 탄소 전극 물질만으로 전극을 제조하는 경우에는 충전과 방전이 거듭될수록 전극 활물질의 기계적 강도가 약해지기 때문에 전극 활물질이 전극으로부터 탈락되어 전극의 수명이 단축되는 문제가 있다.
따라서, 탄소 재료를 탈이온 공정 장치용 전극으로 사용하기 위해서는 이들 의 물리적 특성을 개선하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 수용성 전해질과의 친수성과 기계적 강도가 우수하고, 소량으로 사용하는 것에 의해서도 CDI 특성이 우수하며, 제조 공정이 간단한 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료, 이를 이용한 복합 전극 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상술한 것과 같은 목적을 종래에 알려진 탄소 전극 활물질 재료와 촉매 분야에서 활용되고 있는 다공성 지지체 (support)를 복합하여 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료를 제조하는 것에 의하여 달성하였다.
따라서, 본 발명은 전기 용량적 탈이온 공정에 사용될 수 있는 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료, 이를 이용한 복합 전극 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료는 탄소 전극 활물질 5 - 95 중량%과 다공성 지지체 5 - 95 중량%를 포함한다.
탄소 전극 활물질로는 탄소 입자의 입도 분포가 1 - 100 ㎛ 범위인 활성 탄소 (activated carbon), 카본 에어로젤 (carbon aerogel), 탄소 나노 튜브 (carbon nanotube), 탄소 나노 섬유 (carbon nanofiber) 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있는 어떠한 탄소 전극 활물질도 사용될 수 있다.
다공성 지지체 (porous media) 역시 그 종류에는 특별한 제한이 없으며, 그 예로는 입도 분포가 0.1 - 100 ㎛ 범위이고, 입자 밀도가 0.1 - 2 g/cc 범위인 실리카겔 분말 (silica gel powder), 점토 분말 (clay powder), TiO2, Al2O3, SiO2, BaTiO3, 다공성 고분자 등을 들 수 있다. 점토의 경우, 고령토, 백토, 황토 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료는 추가적으로 전극의 전도성을 향상시킬 수 있는 도전재 및/또는 고분자 결합제를 함유할 수 있다.
도전재로는 아세틸렌 블랙(acetylene black), 캐챈 블랙(ketjen black), 흑연 (sfg 6) 또는 슈퍼-피 (super-P) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도전재가 첨가되는 경우, 즉, 탄소 전극 활물질, 다공성 지지체 및 도전재로 이루어진 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료에 있어서, 도전재의 함량은 탄소 전극 활물질과 다공성 지지체로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 50 중량부인 것이 바람직하다.
고분자 결합제의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVdF), 카르복시메틸셀룰로오즈 (CMC), 하이드로프로필메틸셀룰로오즈 (HPMC), 폴리비닐알콜 (PVA), 폴리비닐클로라이드 (PVC) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 전극 제조에 사용될 수 있는 어떠한 종류의 결합제도 사용될 수 있다. 결합제를 첨가하는 경우에는, 탄소 전극 활물질, 다공성 지지체 및 도전재로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 20 중량부의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료를 제조하는 방법은,
(1) 탄소 전극 활물질 재료와 다공성 지지체를 일정 비율로 혼합하는 단계,
(2) 단계 (1)에서 얻은 혼합물을 유기 용매와 혼합하는 단계, 및
(3) 유기 용매를 증발시켜 시트 (sheet) 상의 복합 전극 재료를 얻는 단계를 포함한다.
상기 단계 (2)의 유기 용매는 알콜류인 에틸 알콜, 메틸 알콜 또는 이소프로필 알콜이거나, 이들 알콜과 아세톤의 혼합 용매일 수 있으며, 혼합 용매를 사용하는 경우에 알콜과 아세톤의 혼합 비율은 부피비로 50:50 이다. 유기 용매의 사용량은 단계 (1)의 혼합물에 대하여 중량비로 0.5 - 5배인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 위와 같은 방법으로 제조된 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료를 이용하여 제조한 탄소-다공성 지지체 복합 전극에 관한 것이다.
본 발명의 복합 전극은 상기 단계 (3)에서 얻은 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료를 니켈 티타늄 또는 알루미늄 금속의 폼 (foam), 또는 이들 금속의 메시 (mesh)일 수 있는 전류 집전체에 롤 프레싱 (roll pressing)하는 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극은 상기 복합 전극을 음극으로 금속 산화물을 양극으로 사용하는 이차 전지, 캐패시터 또는 전기 용량적 탈이온 장치용 전극으로 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 탄소-다공성 지지체 복합 전극을 포함하는 이차 전지, 캐패시터 및 전기 용량적 탈이온 장치에 관한 것이다.
실시예
이하에서는 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 카본 에어로젤 3 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 (ash) 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 (actual density) 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 1 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 1 g, PTFE 0.25 g 및 에틸 알콜 5 g을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 복합 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 2
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 카본 에어로젤 2 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 사 제품)을 1 g, 다공성 실리카젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 2 g, PTFE 0.25 g 및 에틸 알콜 5 g을 혼합하고, 상온에서 1 시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 3
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 카본 에어로젤 1 g, 전도성 향상을 위한 도전재로서 아세틸렌 블랙 (acetylene black, 수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 사 제품) 1 g, 다공성 실리카젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 3 g, PTFE 0.25 g 및 에틸 알콜 5 g을 혼합하고, 상온에서 1 시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하 고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 4
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 (피치 계열의 카본 또는 팬 계열의 카본) 8 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 2.5 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 2 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 5
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 6 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 2.5 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 4 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 6
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 4 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 2.5 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 6 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성 과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 7
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 2 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 2.5 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 8 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
실시예 8
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 1 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 제품) 2.5 g, 다공성 실리카 젤 (231-545-4, 0.040~0.063 mm, Lancaster 사 제품) 9 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하 고, 상온에서 1시간 동안 균일하게 교반한 다음, 에틸 알콜 용매를 증발시키면서 반죽하여 형성되는 섬유상을 이용하여 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 복합 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 다공성 복합 전극/부직포/다공성 복합 전극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
비교예 1
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 카본 에어로젤 4 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 사 제품) 1 g, PTFE 0.25 g 및 에틸 알콜 5 g을 혼합하고, 상온에서 1 시간 동안 균일하게 교반한 다음, 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 음극/부직포/양극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1 분의 휴지 상태를 유지한 다음, CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
비교예 2
80℃에서 24 시간 이상 건조시킨 활성 탄소 10 g, 아세틸렌 블랙 (수분 함량 0.03 중량%, 재 함량 0.001 중량%, 벌크 밀도 12.9 lbsft-3, 실제 밀도 1.95 g/ml, 표면적 80 g2m-1, Osaka Gas 사 제품) 2.5 g, PTFE 0.5 g 및 에틸 알콜 10 g을 혼합하고, 상온에서 1 시간 동안 균일하게 교반한 다음, 시트 상으로 만들었다.
여기서 얻은 전극 재료를 니켈 폼에 압착하여 전극을 얻고, 이를 이용하여 음극/부직포/양극의 형태로 구성하여 전지를 조립하고, 이를 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 1,000 ppm NaCl 수용액이 담긴 수조에 넣어 10분 동안 0.9 V까지 충전하고, 10분 동안 -0.001 V까지 방전하여, 1 분의 휴지 상태를 유지한 다음에 CDI 특성과 전지의 사이클 수명을 조사하였다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 표면을 보여주는 주사 현미경 사진이다.
도 3a 내지 3d는 각각 비교예 1 (도 3a)과 본 발명의 실시예 1 내지 3 (도 3b 내지 3d)에서 제조한 전지의 10회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간-전류 곡선으로서, 본 발명에 따른 복합 전극의 CDI 효율, 즉, 시간에 따른 충전 전류와 방전 전류 사이의 비율이 탄소 활물질 전극 재료만으로 제조된 전극에 비하여 50 - 60% 향상된 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조한 전지의 충방전 효율을 보여주는 것으로서, 이로부터 본 발명에 의해 제조된 다공성 복합 전극을 포함하는 전지에서는 충전 및 방전 시에 전극 활물질이 전극으로부터 탈락되지 않는다는 것과, 수용성 전해질과의 젖음성이 향상된 것이 확인되었다.
도 5a와 5b는 실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조한 전지의 충전 (도 5a) 및 방전 (도 5b) 시의 전극 활물질 무게당 전하량 변화를 보여주는 것이다. 이로부터, 본 발명에 의해 제조된 다공성 복합 전극을 이용한 전지의 경우 충전과 방전된 전하량의 차이가 적다는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 복합 전극을 이용한 전지에서는 충전된 전하의 대부분이 방전된다는 것을 의미하는 것이다.
도 6은 비교예 1 (도 6a)과 본 발명의 실시예 1 및 2( (도 6b 및 6c)에서 제조한 다공성 복합 전극을 이용한 전지의 100회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간-전류 곡선으로서, 본 발명에 따른 복합 전극의 충방전 효율이 탄소 활물질 전극 재료만으로 제조된 전극에 비하여 50 - 60% 향상된 것을 알 수 있다.
도 7은 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지의 100회 충전 및 방전 결과를 이용하여 충방전 효율을 나타낸 그래프이다. 이로부터, 본 발명에 의해 제조된 다공성 복합 전극을 이용한 전지에서 충전에 대한 방전 효율이 100회 이상에서 50% 이상 향상되었음을 알 수 있다.
도 8은 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전시의 전극 활물질 무게당 방전 전하량 변화를 보여주는 것이다. 이로부터, 본 발명에 의해 제조된 다공성 복합 전극을 이용한 전지의 경우 충전과 방전된 전하량의 차이가 적다는 것을 알 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 복합 전극을 이용한 전지에서는 충전된 전하의 대부분이 방전된다는 것을 의미하는 것이다.
도 9a 내지 9f는 각각 비교예 2 (도 9a)와 본 발명의 실시예 4 내지 8 (도 9b 내지 9f)에서 각각 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간-전류 곡선으로서, 본 발명에 따른 복합 전극의 충방전 효율이 탄소 활물질 전극 재료만으로 제조된 전극에 비하여 20 - 30% 향상된 것을 알 수 있다.
도 10a와 10b는 각각 비교예 2와 본 발명의 실시예 4 내지 8에서 제조한 전지의 충방전 전하량 효율을 보여주는 것이다. A는 비교예 2에서 제조한 전지에 대한 결과를, B 내지 F는 각각 실시예 4 내지 8에서 제조한 전지에 대한 결과를 나타낸다. 이로부터, 본 발명에 의해 제조된 다공성 복합 전극을 이용한 전지의 경우 충전 및 방전 시에 전극 활물질이 전극으로부터 탈락되지 않은 것과, 수용성 전해질과의 젖음성이 향상되어 충전 전하량이 20% 향상된 것이 확인되었다.
도 11a와 11b는 각각 비교예 2와 본 발명의 실시예 6에서 제조한 전지의 100회까지의 충전 및 방전 특성을 보여주는 시간-전류 곡선으로서, 탄소 활물질 전극 재료만으로 제조된 전극의 경우 100회 사이클이 진행될수록 방전시 전류의 변화가 사이클 수가 증가함에 따라 크게 감소하고 있는 데에 반하여, 본 발명에 따른 복합 전극의 경우에는 전류의 변화가 거의 일정하다는 것을 알 수 있다.
도 12a 내지 12d는 실시예 6과 비교예 2에서 제조한 전지의 100회 충전 및 방전 사이클 동안의 충전 전하량 (도 12a), 방전 전하량 (도 12b), 방전 비전하량 (도 12c), 충방전 효율 (도 12d)을 보여주는 그래프로서, 타입 A는 비교예 2의 전극에 대한 결과를, 타입 C는 본 발명의 실시예 6에 따른 복합 전극에 대한 결과를 각각 나타내는 것이다. 100회 사이클 동안의 평균 충전 전하량은 비교예 2의 전극에서 0.200 [A·min.]으로서, 실시예 6의 복합 전극의 0.193 [A·min.]에 비하여 3.5% 높게 나타났다 (도 12a). 비교예 2의 전극의 평균 방전 전하량은 실시예 6의 복합 전극에 대한 값인 0.146 [A·min.]과 동일하였으나, 사이클이 진행될수록 감소하여 100 사이클에서는 0.130 [A·min.]을 나타내었는데, 이는 본 발명의 복합 전극의 방전 전하량인 0.154 [A·min.]에 비하여 18% 낮은 수치이다 (도 12b). 이로부터, 본 발명의 복합 전극은 100회 사이클까지 방전 전하량이 매우 안정할 뿐 아니라, 오히려 다소 증가하는 경향이 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 탄소에 실리카젤이 첨가된 것으로 인하여 NaCl 수용액에 대한 전극의 젖음성이 향상되어 사이클 특성이 안정해지고, 전극의 유효 비표면적이 증가된 것으로 인하여 적은 양의 활성 탄소를 사용하는 것에 의해서도 우수한 방전 전하량을 나타낼 수 있기 때문인 것으로 이해될 수 있다.
평균 방전 비전하량의 경우, 비교예 2의 전극에서는 0.317 [(A·min.)/g]인 데에 반하여, 실시예 6의 복합 전극에서는 0.456 [(A·min.)/g]으로 43% 이상 향상되었음을 알 수 있다 (도 12c). 이러한 결과는 본 발명에 따른 복합 전극에서는 실리카젤이 탄소에 첨가된 것으로 인하여 탄소의 젖음성이 향상되어 실제로 반응에 참여하는 탄소의 양이 증가될 수 있기 때문에 안정적이고 높은 방전 비전하량을 나타낼 수 있지만, 탄소 활물질 전극 재료만으로 제조된 전극의 경우 젖음성이 낮아서 실제로 반응에 참여하는 활성 탄소의 양이 적은 것에 기인하는 것이라고 볼 수 있다. 또한 100 사이클에서 본 발명의 복합 전극의 경우 0.482 [(A·min.)/g]이지만, 비교예 2의 전극의 경우 0.283 [(A·min.)/g]로서, 그 차이가 더 증가된 것을 알 수 있다. 이는 사이클이 진행될수록 반응에 참여하는 활성 탄소의 양에 있어서 차이가 증가되는 것에 기인하는 것이다.
충방전 효율에 있어서도, 본 발명의 복합 전극이 100회 사이클 동안 1회 사이클 대비 75.6%를 유지하면서 매우 안정하였으며, 비교예 2의 전극은 초기 40회 사이클까지는 우수하였으나 사이클이 진행되면서 효율이 떨어져 100회 사이클에서는 본 발명의 전극에 비하여 낮은 73%를 나타내었다 (도 12d). 또한 100회 사이클에서의 충방전 효율에 있어서, 비교예 2의 전극의 경우 66%이고, 본 발명의 복합 전극의 경우 76%로서, 약 10% 이상 차이가 나는 것을 알 수 있다. 도 12d의 그래프 양상으로부터, 100회 이상 사이클이 진행될수록 위와 같은 경향이 더욱 두드러질 것이 예측된다.
그러므로, 탄소 활물질에 실리카젤이 첨가된 본 발명의 탄소-다공성 지지체 복합 전극은 사이클이 진행될수록 매우 안정하고, 충-방전 효율이 높고, 전하량 감소 현상이 전혀 없는 우수한 사이클 특성을 나타내므로, 이차전지, 캐패시터 또는 CDI용 전극으로 사용되기에 적합하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따라 탄소 전극 활물질이 다공성 지지체와 복합된 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료, 이를 이용한 복합 전극 및 그 제조방법에 제공되었다.
본 발명에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극은 종래의 탄소 전극 활물질만으로 이루어진 탄소 전극에 비하여 수용성 전해질에 대한 친수성(젖음성)과 기계적 강도가 우수하고, 제조 공정이 간단하며, 소량의 탄소 활물질을 사용하는 것에 의해서도 사이클이 진행될수록 매우 안정하고, 충-방전 효율이 높고, 전하량 감소 현상이 전혀 없는 우수한 사이클 특성을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 복합 전극은 이차전지, 캐패시터, 전기 용량적 탈이온 공정을 이용한 초순수의 제조, 소금기가 있는 물의 정제 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (16)

  1. 탄소 전극 활물질 5 - 95 중량% 및 다공성 지지체 5 - 95 중량%를 포함하는 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  2. 제 1 항에 있어서, 다공성 지지체가 실리카젤, 점토, TiO2, Al2O3, SiO 2, BaTiO3, 다공성 고분자 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  3. 제 1 항에 있어서, 탄소 전극 활물질이 활성 탄소, 카본 에어로젤, 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 섬유 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  4. 제 1 항에 있어서, 추가로 도전재를 포함하며, 그 함량은 탄소 전극 활물질과 다공성 지지체로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 50 중량부인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  5. 제 4 항에 있어서, 탄소 전극 활물질, 다공성 지지체 및 도전재로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 20 중량부의 양으로 고분자 결합제를 추가로 포함하는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고분자 결합제가 리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 카르복시메틸셀룰로오즈, 하이드로프로필메틸셀룰로오즈 및 폴리비닐알콜로 구성된 군에서 선택되는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 시트 형태를 갖는 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료.
  8. 제 7 항에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료가 니켈, 티타늄 또는 알루미늄 금속의 폼 또는 메시에 압착된 탄소-다공성 지지체 복합 전극.
  9. (1) 탄소 전극 활물질 5 - 95 중량%와 다공성 지지체 5 - 95 중량%를 혼합하는 단계,
    (2) 단계 (1)에서 얻은 혼합물을 그 혼합물에 대하여 중량비로 0.5 - 5배에 해당하는 양의 유기 용매와 혼합하는 단계, 및
    (3) 유기 용매를 증발시켜 시트 상의 복합 전극 재료를 얻는 단계를 포함하는, 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (1)에서 얻어지는 혼합물이 탄소 전극 활물질과 다공성 지지체로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 50 중량부의 도전재를 추가로 포함하는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 단계 (1)에서 얻어지는 혼합물이 탄소 전극 활물질, 다공성 지지체 및 도전재로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여 1 - 20 중량부에 해당하는 양으로 고분자 결합제를 추가로 포함하는 것인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 유기 용매가 에틸 알콜, 메틸 알콜, 이소프로필 알콜 또는 이들 알콜과 아세톤의 혼합물인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 알콜과 아세톤의 혼합물 중의 알콜과 아세톤의 혼합 비율이 부피비로 50:50 인 탄소-다공성 지지체 복합 전극 재료의 제조 방법.
  14. 제 8 항에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극을 포함하는 이차 전지.
  15. 제 8 항에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극을 포함하는 캐패시터.
  16. 제 8 항에 따른 탄소-다공성 지지체 복합 전극을 포함하는 전기 용량적 탈이온 공정 장치.
KR1020040003357A 2004-01-16 2004-01-16 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법 KR100569188B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040003357A KR100569188B1 (ko) 2004-01-16 2004-01-16 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법
JP2004381984A JP2005203365A (ja) 2004-01-16 2004-12-28 炭素・多孔性支持体複合電極材料、複合電極、複合電極材料の製造方法、二次電池及びキャパシター並びに電気容量的脱イオン工程装置
US11/024,618 US7505250B2 (en) 2004-01-16 2004-12-29 Carbon-porous media composite electrode and preparation method thereof
EP05250202A EP1555244A3 (en) 2004-01-16 2005-01-14 Carbon-porous media composite electrode and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040003357A KR100569188B1 (ko) 2004-01-16 2004-01-16 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050075811A KR20050075811A (ko) 2005-07-22
KR100569188B1 true KR100569188B1 (ko) 2006-04-10

Family

ID=34617461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040003357A KR100569188B1 (ko) 2004-01-16 2004-01-16 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7505250B2 (ko)
EP (1) EP1555244A3 (ko)
JP (1) JP2005203365A (ko)
KR (1) KR100569188B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020729B1 (ko) 2008-06-30 2011-03-09 충북대학교 산학협력단 탄소분말과 이산화티탄을 이용한 축전 탈이온화용 복합전극 제조방법
KR102038852B1 (ko) 2019-04-30 2019-10-31 유성운 양극 활물질, 상기 양극 활물질의 제조방법 및 상기 양극 활물질을 포함하는 고출력 및 장수명의 이차전지.
KR102636378B1 (ko) 2022-11-30 2024-02-14 (주)스마트코리아 리튬이차전지용 고성능 실리콘 음극소재 제조를 위한 탄소지지체 및 이의 제조방법

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2872347B1 (fr) * 2004-06-25 2006-09-29 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique a cathode en aerogel de carbone
US20080035548A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-14 Quos, Inc. Multi-functional filtration and ultra-pure water generator
US20080029395A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Gas Technology Institute Multi-functional filtration and ultra-pure water generator
US20080073288A1 (en) * 2006-04-21 2008-03-27 Qinbai Fan Multifunctional filtration and water purification systems
KR100739346B1 (ko) * 2006-05-02 2007-07-16 전북대학교산학협력단 하이브리드 나노 섬유 및 그의 제조방법
US20080212261A1 (en) * 2006-07-05 2008-09-04 Rensselaer Polytechnic Institute Energy storage devices and composite articles associated with the same
US8284539B2 (en) * 2006-08-02 2012-10-09 Ada Technologies, Inc. High performance ultracapacitors with carbon nanomaterials and ionic liquids
US20080057398A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 General Electric Company Non-faraday based systems, devices and methods for removing ionic species from liquid
KR100928219B1 (ko) * 2006-09-14 2009-11-25 한국전기연구원 유계 탄소나노튜브 페이스트 조성물과 이를 이용한 유계탄소나노튜브 전극 및 그 제조방법, 그리고 그 유계탄소나노튜브 전극을 이용한 염료감응형 태양전지
US8216445B2 (en) * 2006-10-31 2012-07-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Nanoporous insulating oxide deionization device having asymmetric electrodes and method of use thereof
WO2008130442A2 (en) * 2006-10-31 2008-10-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Nano porous composite electrode for use in a capacitor, capacitor, stacked cell, coiled cell and methods of manufacture and use thereof
US8628746B2 (en) * 2007-04-12 2014-01-14 Raytheon Company System and method for dispersing nanostructures in a composite material
US20080274407A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Roy Joseph Bourcier Layered carbon electrodes for capacitive deionization and methods of making the same
US20080297980A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Roy Joseph Bourcier Layered carbon electrodes useful in electric double layer capacitors and capacitive deionization and methods of making the same
US8491292B1 (en) 2007-07-31 2013-07-23 Raytheon Company Aligning nanomaterial in a nanomaterial composite
US8636972B1 (en) 2007-07-31 2014-01-28 Raytheon Company Making a nanomaterial composite
HUE031438T2 (en) * 2007-12-14 2017-07-28 Unilever Nv A method for producing a capacitive deionization electrode and an electrode produced by the process
KR100928224B1 (ko) * 2008-03-19 2009-11-24 한국전기연구원 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
US8236446B2 (en) * 2008-03-26 2012-08-07 Ada Technologies, Inc. High performance batteries with carbon nanomaterials and ionic liquids
JP5303235B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-02 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
US8277691B2 (en) * 2008-05-05 2012-10-02 Ada Technologies, Inc. High performance carbon nanocomposites for ultracapacitors
JP5304153B2 (ja) * 2008-09-30 2013-10-02 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
WO2010043914A2 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Apaclara Ltd Water purification method
KR20100064633A (ko) * 2008-12-05 2010-06-15 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터
KR101063913B1 (ko) * 2009-01-12 2011-09-16 (주) 시온텍 축전식 탈염 전극 및 그의 제조 방법
IT1393689B1 (it) * 2009-04-06 2012-05-08 Envitech S R L Sa Processo e reattore di elettrocoagulazione con elettrodi di materiale nanostrutturato a base di carbonio per la rimozione di contaminanti dai liquidi
KR101038869B1 (ko) * 2009-07-06 2011-06-02 삼성전기주식회사 커패시터용 전극 및 이를 포함하는 전기 이중층 커패시터
KR20110019573A (ko) * 2009-08-20 2011-02-28 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치
KR101688530B1 (ko) * 2009-12-21 2016-12-21 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치
KR20110080893A (ko) * 2010-01-07 2011-07-13 삼성전자주식회사 탈이온 장치
CN101811754B (zh) * 2010-05-17 2012-02-01 长沙理工大学 活性炭耐冲刷电极及其制备方法和应用
US9083048B2 (en) 2010-08-12 2015-07-14 Cardiac Pacemakers, Inc. Carbon monofluoride impregnated current collector including a 3D framework
US9065144B2 (en) 2010-08-12 2015-06-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Electrode including a 3D framework formed of fluorinated carbon
US8361321B2 (en) 2010-08-25 2013-01-29 Lockheed Martin Corporation Perforated graphene deionization or desalination
US9475709B2 (en) 2010-08-25 2016-10-25 Lockheed Martin Corporation Perforated graphene deionization or desalination
US8715477B2 (en) 2010-10-22 2014-05-06 Ionic Solutions Ltd. Apparatus and process for separation and selective recomposition of ions
DE102010062006A1 (de) 2010-11-26 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Nanofasern umfassendes Anodenmaterial für eine Lithiumionenzelle
KR101284557B1 (ko) * 2010-11-29 2013-07-11 광주과학기술원 축전식 탈염전극용 탄소복합체 및 이의 제조방법
US9193587B2 (en) 2011-07-13 2015-11-24 Lockheed Martin Corporation System and method for water purification and desalination
KR20130061366A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 삼성전자주식회사 축전식탈염장치
US9095823B2 (en) 2012-03-29 2015-08-04 Lockheed Martin Corporation Tunable layered membrane configuration for filtration and selective isolation and recovery devices
US10653824B2 (en) 2012-05-25 2020-05-19 Lockheed Martin Corporation Two-dimensional materials and uses thereof
US9834809B2 (en) 2014-02-28 2017-12-05 Lockheed Martin Corporation Syringe for obtaining nano-sized materials for selective assays and related methods of use
US10418143B2 (en) 2015-08-05 2019-09-17 Lockheed Martin Corporation Perforatable sheets of graphene-based material
US9067811B1 (en) 2012-05-25 2015-06-30 Lockheed Martin Corporation System, method, and control for graphenoid desalination
US9744617B2 (en) 2014-01-31 2017-08-29 Lockheed Martin Corporation Methods for perforating multi-layer graphene through ion bombardment
US9610546B2 (en) 2014-03-12 2017-04-04 Lockheed Martin Corporation Separation membranes formed from perforated graphene and methods for use thereof
KR101973050B1 (ko) 2012-12-12 2019-04-26 삼성에스디아이 주식회사 다공화된 구조의 티타늄 산화물과 탄소계 물질이 병합된 슈퍼 캐패시터 전극재료 및 그 제조방법
US9627691B2 (en) 2013-02-07 2017-04-18 Ada Technologies, Inc. Metalized, three-dimensional structured oxygen cathode materials for lithium/air batteries and method for making and using the same
US20140272542A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Cooper Technologies Company Electrochemical energy storage device with molecular seive storage cell
WO2014164621A1 (en) 2013-03-12 2014-10-09 Lockheed Martin Corporation Method for forming filter with uniform aperture size
JP6073469B2 (ja) 2013-04-29 2017-02-01 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池用パッケージ及びそれを含むケーブル型二次電池
WO2014182063A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
CN104393329B (zh) 2013-05-07 2017-04-12 株式会社Lg化学 线缆型二次电池及其制备
WO2014182064A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
WO2014182058A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
EP2846381B1 (en) 2013-05-07 2018-02-28 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, method for manufacturing same, and secondary battery and cable-type secondary battery including same
BR112014017443B8 (pt) 2013-05-07 2023-03-21 Lg Chemical Ltd Bateria secundária do tipo cabo
CN204441379U (zh) 2013-05-07 2015-07-01 株式会社Lg化学 二次电池用电极以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
US9572918B2 (en) 2013-06-21 2017-02-21 Lockheed Martin Corporation Graphene-based filter for isolating a substance from blood
KR101526246B1 (ko) * 2013-06-21 2015-06-09 서울대학교산학협력단 수처리용 복합전극 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 수 처리장치
WO2015005250A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 株式会社クラレ 電極及びその製造方法並びにそれを用いる通液型コンデンサ
CN103400703A (zh) * 2013-07-12 2013-11-20 天津大学 自支撑碳纳米管膜-赝电容复合材料
KR20150011171A (ko) * 2013-07-22 2015-01-30 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치 및 이를 사용한 유체 처리 방법
CN103474619B (zh) * 2013-08-20 2015-10-07 东南大学 一种基于碳管束的柔性锂硫电池电极及其制备方法与应用
CN105408260B (zh) 2013-09-17 2018-11-13 阿莫绿色技术有限公司 蓄电式脱盐电极模块及其制造方法以及利用其的脱盐装置
WO2015041453A1 (ko) * 2013-09-17 2015-03-26 주식회사 아모그린텍 축전식 탈염 전극 모듈, 그의 제조 방법 및 이를 이용한 탈염 장치
KR101353915B1 (ko) * 2013-09-17 2014-01-27 죽암건설 주식회사 축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 제조장치
KR20150041444A (ko) * 2013-10-08 2015-04-16 주식회사 아모그린텍 탈염용 플렉서블 복합전극, 그의 제조 방법 및 이를 이용한 탈염 장치
KR20160142820A (ko) 2014-01-31 2016-12-13 록히드 마틴 코포레이션 브로드 이온 필드를 사용한 2차원 물질 천공
AU2015210875A1 (en) 2014-01-31 2016-09-15 Lockheed Martin Corporation Processes for forming composite structures with a two-dimensional material using a porous, non-sacrificial supporting layer
KR102206375B1 (ko) 2014-02-10 2021-01-21 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치용 전극 조성물, 및 이를 포함하는 전기 흡착 탈이온 장치용 전극
AU2015229331A1 (en) 2014-03-12 2016-10-27 Lockheed Martin Corporation Separation membranes formed from perforated graphene
CN104078248B (zh) * 2014-06-10 2018-01-16 北京大学深圳研究生院 一种柔性电极的制备方法和柔性电极
WO2016036888A1 (en) 2014-09-02 2016-03-10 Lockheed Martin Corporation Hemodialysis and hemofiltration membranes based upon a two-dimensional membrane material and methods employing same
CN105461022A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 南京大学 鳞片石墨掺杂的二元碳材料复合电极、制备及其在电吸附脱盐上的应用
US10793450B2 (en) 2014-12-03 2020-10-06 University Of Kentucky Research Foundation Potential of zero charge-based capacitive deionization
CN105819553A (zh) * 2015-03-31 2016-08-03 南京大学 碳纳米笼掺杂的二元碳材料复合电极、制备及其在电吸附脱盐上的应用
KR20170138522A (ko) * 2015-04-17 2017-12-15 알케마 인코포레이티드 복합 다공성 고형 물품을 위한 제조 시스템
CN105036250B (zh) * 2015-06-15 2017-03-08 中南民族大学 一种活性炭纤维负载有序介孔碳‑石墨烯复合材料的制备方法和应用
CA2994664A1 (en) 2015-08-06 2017-02-09 Lockheed Martin Corporation Nanoparticle modification and perforation of graphene
KR101673811B1 (ko) * 2015-09-15 2016-11-07 한국해양대학교 산학협력단 생물전기화학 혐기성소화시스템의 산화전극 및 그 제조방법
CN105470000A (zh) * 2016-01-08 2016-04-06 广东工业大学 一种超级电容器用整体式复合电极及其制备方法
CN105679555B (zh) * 2016-01-12 2018-02-23 东华大学 一种三维氨基化碳纳米管阵列/可拉伸纺织纤维电极材料的制备方法
CN105551814B (zh) * 2016-01-31 2018-12-11 复旦大学 一种弹性超级电容器环及其制备方法
CN105712428B (zh) * 2016-02-01 2018-07-06 南京理工大学 一种掺锑二氧化锡-碳纳米管复合吸附性电极及其制备方法
WO2017180134A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Methods for in vivo and in vitro use of graphene and other two-dimensional materials
CA3020880A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Selective interfacial mitigation of graphene defects
SG11201809015WA (en) 2016-04-14 2018-11-29 Lockheed Corp Two-dimensional membrane structures having flow passages
EP3443329A4 (en) 2016-04-14 2020-04-08 Lockheed Martin Corporation METHODS FOR PROVIDING IN SITU MONITORING AND CONTROL OF DEFECT TRAINING OR HEALING
WO2017180135A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Membranes with tunable selectivity
WO2017180137A1 (en) 2016-04-14 2017-10-19 Lockheed Martin Corporation Method for treating graphene sheets for large-scale transfer using free-float method
CN107742586B (zh) * 2017-11-20 2020-07-31 宁波中车新能源科技有限公司 一种微米级球形多孔碳的制备方法及用其制备超级电容器的方法
CN108461732A (zh) * 2018-03-16 2018-08-28 北京理工大学 一种柔性钠金属电池负极材料及其制备方法
CN110707300B (zh) * 2019-04-17 2021-01-29 中南大学 一种水系电池钒氧化物/粘土复合正极活性材料、正极材料、正极及其制备和应用
CN110707299B (zh) * 2019-04-17 2021-01-01 中南大学 一种钒氧化物/碳/粘土复合正极材料及其制备方法和在水系电池中应用
JP6982668B1 (ja) * 2020-08-31 2021-12-17 大同メタル工業株式会社 浄化装置
TWI751847B (zh) * 2020-12-19 2022-01-01 逢甲大學 多孔複合結構電極及其製備方法
CN114103348B (zh) * 2021-11-22 2023-03-14 四川大学 多层复合bope电容膜及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059733B2 (ja) 1980-12-10 1985-12-26 日本電気株式会社 カ−ボンペ−スト電極
JPS63316422A (ja) 1987-06-19 1988-12-23 Asahi Glass Co Ltd 電気二重層コンデンサ
JPH08279354A (ja) 1994-08-01 1996-10-22 Ricoh Co Ltd 電極および該電極を用いた二次電池
US5953204A (en) * 1994-12-27 1999-09-14 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
JPH10188957A (ja) 1996-12-20 1998-07-21 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JPH10255807A (ja) 1997-03-13 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池
JP3500493B2 (ja) 1997-10-31 2004-02-23 潤二 伊藤 多孔性電極及びその製造方法
US6225733B1 (en) * 1997-11-18 2001-05-01 Corning Incorporated Activated carbon electrodes for electrical double layer capacitors
US6214204B1 (en) 1999-08-27 2001-04-10 Corning Incorporated Ion-removal from water using activated carbon electrodes
JP3834746B2 (ja) 1999-09-22 2006-10-18 潤二 伊藤 多孔質ゴム系電極用バインダー、これを用いた多孔質ゴム系電極及び多孔質ゴム系電極基材
JP2001283861A (ja) 2000-03-31 2001-10-12 Sony Corp 電池用電極及び非水電解質電池
JP2002083747A (ja) * 2000-09-08 2002-03-22 Honda Motor Co Ltd 電気二重層コンデンサの電極用活性炭
JP3546008B2 (ja) 2000-10-12 2004-07-21 学校法人福田学園 水の光分解により充電可能な光蓄電池、その電極及びその電極の製造方法
JP2004513529A (ja) * 2000-11-09 2004-04-30 エフオーシー　フランケンブルク　オイル　カンパニー　エスト． スーパーキャパシタおよび当該スーパーキャパシタを製造する方法
EP1575104A4 (en) * 2002-12-17 2008-05-07 Mitsubishi Chem Corp CATHODE FOR A SECONDARY BATTERY WITH A WATER-FREE ELECTROLYTE AND A SECONDARY BATTERY WITH A WATER-FREE ELECTROLYTE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020729B1 (ko) 2008-06-30 2011-03-09 충북대학교 산학협력단 탄소분말과 이산화티탄을 이용한 축전 탈이온화용 복합전극 제조방법
KR102038852B1 (ko) 2019-04-30 2019-10-31 유성운 양극 활물질, 상기 양극 활물질의 제조방법 및 상기 양극 활물질을 포함하는 고출력 및 장수명의 이차전지.
KR102636378B1 (ko) 2022-11-30 2024-02-14 (주)스마트코리아 리튬이차전지용 고성능 실리콘 음극소재 제조를 위한 탄소지지체 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050075811A (ko) 2005-07-22
EP1555244A2 (en) 2005-07-20
JP2005203365A (ja) 2005-07-28
US7505250B2 (en) 2009-03-17
EP1555244A3 (en) 2009-12-30
US20050155216A1 (en) 2005-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100569188B1 (ko) 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법
US9951443B2 (en) Separators, electrodes, half-cells, and cells of electrical energy storage devices
KR20090132543A (ko) 고밀도 슈퍼 커패시터의 전극 및 그의 제조방법
KR102051213B1 (ko) 기능성 종이 분리막을 포함한 리튬-황 전지용 종이 전극
RU2427052C1 (ru) Электродный материал для конденсатора электрического, способ его изготовления и суперконденсатор электрический
KR20150142832A (ko) 리튬설퍼 전지용 양극조성물, 이를 포함하는 리튬설퍼 전지용 양극 및 이의 제조 방법
KR101276336B1 (ko) 다공성 ｃｎｆ 집전체를 이용한 리튬 이온 커패시터용 전극과 그의 제조방법 및 이를 이용한 리튬 이온 커패시터
An et al. Characterization of supercapacitors using singlewalled carbon nanotube electrodes
US7209341B2 (en) Polarizing electrode, manufacturing method thereof, and electric double-layer capacitor
KR100819900B1 (ko) 흑연계물질 함유 나노활성탄소섬유를 이용한 슈퍼캐패시터
Yang et al. A facile self-templating synthesis of carbon frameworks with tailored hierarchical porosity for enhanced energy storage performance
KR101118186B1 (ko) 초고용량 커패시터용 전극물질, 이 전극물질을 이용한 초고용량 커패시터 전극 및 그 제조방법
KR102013173B1 (ko) 울트라커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 울트라커패시터
KR101220036B1 (ko) 전기화학소자 전극, 이의 제조 방법 및 전기화학소자
KR102188242B1 (ko) 전극밀도를 개선할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터
JP4179581B2 (ja) 活性炭及びその製造方法並びにその用途
JP2003183014A (ja) 多孔質炭素材料、その製造方法および電気二重層キャパシタ
JP2011029136A (ja) 二次電池用電極、二次電池、及び二次電池用電極の製造方法
JP2006278364A (ja) 電気二重層キャパシタ用分極性電極および電気二重層キャパシタ
TWI247345B (en) Nano-porous carbon composite for used as an ultracapacitor electrode material and preparation thereof
KR100342069B1 (ko) 왕겨활성탄을 원료로한 분극성 전극의 제조방법 및 그분극성 전극을 적용한 전기이중층 캐패시터
KR20190010317A (ko) 전극 재료, 전기 이중층 커패시터 및 이의 제조 방법
KR102336814B1 (ko) 생체적합성 전극활물질 및 그 제조 방법과, 이를 갖는 슈퍼커패시터
JP2011029135A (ja) 二次電池用電極、二次電池、及び二次電池用電極の製造方法
EP3979370A1 (en) Power storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130401

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160405

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 14