KR101137719B1 - 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법 - Google Patents

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KR101137719B1
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박선민
이재원
조민영
박은진
이동렬
한상진
우대중
이창협
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한국세라믹기술원
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Abstract

본 발명은, 활성탄 분말을 퍼니스에 장입하고, 상기 활성탄 분말의 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거될 수 있게 비활성 가스 분위기에서 700～1000℃의 온도로 열처리하는 단계와, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거되어 순도가 향상된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조하는 단계와, 상기 전극물질을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 금속 호일에 양면 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태로 만들고 금속 호일에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계 및 전극 형태로 형성된 결과물을 100℃～350℃의 온도에서 건조하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 활성탄 분말 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기를 열처리를 통해 제거함으로써 활성탄 분말의 순도가 높아지며, 이에 따라 슈퍼커패시터가 고전압 또는 고온에서 동작될 때에도 산소(O)가 가스로 배출되는 것을 억제할 수 있고, 내전압 특성이 향상되며, 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아질 수 있다.

Description

슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법{Manufacturing method of active carbon electrode for supercapacitor}
본 발명은 슈퍼커패시터 전극의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활성탄 분말 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기를 열처리를 통해 제거함으로써 활성탄 분말의 순도가 높아지며, 이에 따라 슈퍼커패시터가 고전압 또는 고온에서 동작될 때에도 산소(O)가 가스로 배출되는 것을 억제할 수 있고, 내전압 특성이 향상되며, 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아질 수 있는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 슈퍼커패시터는 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor; EDLC), 슈퍼커패시터(Super-capacitor) 또는 울트라커패시터(Ultra-capacitor)라고도 일컬어지며, 이는 전극 및 도전체와, 그것에 함침된 전해질 용액의 계면에 각각 부호가 다른 한 쌍의 전하층(전기이중층)이 생성된 것을 이용하는 것으로, 충전/방전 동작의 반복으로 인한 열화가 매우 작아 보수가 필요없는 소자이다. 이에 따라 슈퍼커패시터는 각종 전기ㆍ전자기기의 IC(integrated circuit) 백업을 하는 형태로 주로 사용되고 있으며, 최근에는 그 용도가 확대되어 장난감, 태양열 에너지 저장, HEV(hybrid electric vehicle) 전원 등에까지 폭넓게 응용되고 있다.
이와 같은 슈퍼커패시터는 일반적으로 전해액이 함침된 양극 및 음극의 두 전극과, 이러한 두 전극 사이에 개재되어 이온(ion) 전도만 가능케 하고 절연 및 단락 방지를 위한 다공성 재질의 세퍼레이터(separator)와, 전해액의 누액을 방지하고 절연 및 단락방지를 위한 가스켓(gasket), 그리고 이들을 포장하는 도전체로서의 금속 캡으로 구성된 단위셀을 갖는다. 그리고 위와 같이 구성된 단위셀 1개 이상(통상, 코인형의 경우 2～6개)을 직렬로 적층하고 양극과 음극의 두 단자(terminal)를 조합하여 완성된다.
상기 슈퍼커패시터를 구성하는 전극은 전극활물질로서 활성탄을 주로 이용하고 있다. 슈퍼커패시터의 정전용량은 전기이중층에 축적되는 전하량에 따라 정해지며, 그 전하량은 전극의 표면적이 크면 클수록 크게 된다. 따라서 활성탄은 300㎡/g 이상이라는 높은 비표면적(比表面積)을 가지는 것이므로, 큰 표면적을 필요로 하는 슈퍼커패시터의 전극재료로서 적합하다.
활성탄 분말을 전극으로서 이용한 슈퍼커패시터는, 일본 특허공개공보 특개평4-44407호에 제시되어 있다. 이 공보에 제시된 전극은, 활성탄 분말을 페놀수지 등의 열경화성수지와 혼합하여 고형화한 고체 활성탄 전극이다.
일반적으로 슈퍼커패시터의 전극 제조용 활성탄은 비표면적 1500㎡/g 이상의 고비표면적 활성탄이 사용되고 있으나, 원료의 불순물을 완전히 제거하는 것이 어렵다. 또한, 활성탄 합성 및 수세 공정에서 물이 사용되기 때문에 표면에 산소, 수소 등을 포함하는 관능기가 형성되어 있으며, 특히 활성탄의 표면에 형성된 산소 관능기는 슈퍼커패시터가 고전압 또는 고온에서 동작될 때 가스로 배출될 수 있어 고전압 및 고온에서 슈퍼커패시터의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.
일본 특허공개공보 특개평4-44407호
본 발명이 해결하려는 과제는 활성탄 분말 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기를 열처리를 통해 제거함으로써 활성탄 분말의 순도가 높아지며, 이에 따라 슈퍼커패시터가 고전압 또는 고온에서 동작될 때에도 산소(O)가 가스로 배출되는 것을 억제할 수 있고, 내전압 특성이 향상되며, 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아질 수 있는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 활성탄 분말을 퍼니스에 장입하고, 상기 활성탄 분말의 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거될 수 있게 비활성 가스 분위기에서 700～1000℃의 온도로 열처리하는 단계와, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거되어 순도가 향상된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조하는 단계와, 상기 전극물질을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 금속 호일에 양면 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태로 만들고 금속 호일에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계 및 전극 형태로 형성된 결과물을 100℃～350℃의 온도에서 건조하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법을 제공한다.
상기 활성탄 분말은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 열처리는 1～10℃/min의 승온속도로 상승시키고, 700～1000℃의 온도에서 1분~10 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다.
상기 열처리를 통해 산소 관능기가 일부 제거되고 활성탄 분말의 순도가 상기 열처리 전의 활성탄 분말에 비하여 높아지며, 상기 열처리 후에 활성탄 분말의 탄소 함량이 95중량% 보다 많게 된다.
상기 비활성 가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 이들의 혼합 가스일 수 있고, 상기 비활성 가스는 100～2000sccm 범위의 유량으로 상기 퍼니스 내에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 전극물질은 상기 열처리된 활성탄 분말 100중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 도전재 2～20중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 바인더 2～10중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 200중량부 보다 크고 300중량부 보다 작은 함량의 분산매를 포함할 수 있다.
상기 활성탄 분말의 비표면적은 1000～2500 ㎡/g 범위이고, 상기 활성탄 분말의 입도는 전극 성형 및 분산을 용이하게 하기 위하여 0.9～20㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 양극과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막과, 상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극이 내부에 배치되고 전해액이 주입된 금속 캡, 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 가스켓을 포함하는 슈퍼커패시터 셀을 제공한다.
또한, 본 발명은, 단락을 방지하기 위한 제1 분리막과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 양극과, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하기 위한 제2 분리막과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 음극이, 순차적으로 적층되어 코일링된 롤 형태를 이루는 권취소자;와, 상기 음극에 연결된 제1 리드선;과, 상기 양극에 연결된 제2 리드선;과, 상기 권취소자를 수용하는 금속캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 실링 고무를 포함하며, 상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있는 슈퍼커패시터 셀을 제공한다.
본 발명에 의하면, 활성탄 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기는 열처리에 의해 제거되게 되고, 이에 따라 활성탄의 순도가 높아지며, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거된 활성탄을 이용한 전극을 사용하는 슈퍼커패시터는 내전압 특성이 향상될 수 있고 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아진다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄 전극의 사용 상태도이다.
도 2는 양극과 음극에 리드선을 부착하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 권취소자를 형성하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 권취소자를 금속캡에 삽착시키는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 슈퍼커패시터 셀을 일부 절취하여 도시한 도면이다.
도 6은 제조된 활성탄 전극 시편을 코인셀에 적용하여 용량유지율(retention ratio)을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명에서는 활성탄 분말의 열처리를 통하여 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기를 제거하고, 탄소의 순도를 높임으로써 내전압 특성, 고전압 및 고온에서의 신뢰성을 향상시킨 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 셀을 제시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법은, 활성탄 분말을 퍼니스에 장입하고, 상기 활성탄 분말의 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거될 수 있게 비활성 가스 분위기에서 700～1000℃의 온도로 열처리하는 단계와, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거되어 순도가 향상된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조하는 단계와, 상기 전극물질을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 금속 호일에 양면 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태로 만들고 금속 호일에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계 및 전극 형태로 형성된 결과물을 100℃～350℃의 온도에서 건조하여 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 활성탄 분말은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 열처리는 1～10℃/min의 승온속도로 상승시키고, 700～1000℃의 온도에서 1분~10 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다.
상기 열처리를 통해 산소 관능기가 일부 제거되고 활성탄 분말의 순도가 상기 열처리 전의 활성탄 분말에 비하여 높아지며, 상기 열처리 후에 활성탄 분말의 탄소 함량이 95중량% 보다 많게 된다.
상기 비활성 가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 이들의 혼합 가스일 수 있고, 상기 비활성 가스는 100～2000sccm 범위의 유량으로 상기 퍼니스 내에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 전극물질은 상기 열처리된 활성탄 분말 100중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 도전재 2～20중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 바인더 2～10중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 200중량부 보다 크고 300중량부 보다 작은 함량의 분산매를 포함할 수 있다.
상기 활성탄 분말의 비표면적은 1000～2500 ㎡/g 범위이고, 상기 활성탄 분말의 입도는 전극 성형 및 분산을 용이하게 하기 위하여 0.9～20㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 슈퍼커패시터 셀은, 상기 슈퍼커패시터용 활성탄 적극의 제조방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 양극과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막과, 상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극이 내부에 배치되고 전해액이 주입된 금속 캡, 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 가스켓을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 슈퍼커패시터 셀은, 단락을 방지하기 위한 제1 분리막과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 양극과, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하기 위한 제2 분리막과, 상기 방법으로 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 음극이, 순차적으로 적층되어 코일링된 롤 형태를 이루는 권취소자;와, 상기 음극에 연결된 제1 리드선;과, 상기 양극에 연결된 제2 리드선;과, 상기 권취소자를 수용하는 금속캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 실링 고무를 포함하며, 상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 제시한다.
<실시예 1>
본 발명의 바람직한 실시예에서는 활성탄 분말로 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 1,000～2,500㎡/g의 비표면적을 갖는 활성탄 분말을 사용한다.
활성탄 분말의 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기를 제거하기 위하여 활성탄 분말을 퍼니스(furnace)에 장입하고 열처리한다.
상기 열처리는 700~1000℃ 범위의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 열처리 온도가 700℃ 미만인 경우에는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거되지 않을 수 있고, 1000℃를 초과하여 열처리하는 것은 에너지의 소모가 많고 시간이 오래 걸려 경제적이지 못하다. 상기 열처리 온도까지는 1～10℃/min의 승온속도로 상승시키는 것이 바람직한데, 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 활성탄 분말에 열적 스트레스가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 온도를 올리는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열처리는 열처리 온도에서 1분~10 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 열처리 시간이 너무 긴 경우에는 에너지의 소모가 많으므로 비경제적일 뿐만 아니라 더 이상의 열처리 효과를 기대하기 어려우며, 열처리 시간이 적은 경우에는 불완전한 열처리로 인해 산소를 포함하는 관능기가 충분히 제거되지 않을 수 있다.
또한, 상기 열처리는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 이들의 혼합 가스와 같은 비활성 가스 분위기에서 실시하는 것이 바람직하며, 공급하는 가스의 유량은 100～2000sccm 정도인 것이 바람직하다.
열처리 공정을 수행한 후, 상기 퍼니스 온도를 하강시켜 활성탄 분말을 언로딩한다. 상기 퍼니스 냉각은 퍼니스 전원을 차단하여 자연적인 상태로 냉각되게 하거나, 임의적으로 온도 하강률(예컨대, 10℃/min)을 설정하여 냉각되게 할 수도 있다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 가스 분위기는 비활성 가스 분위기로 유지하는 것이 바람직하다.
활성탄 분말 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기는 상기와 같은 열처리에 의해 일부 제거되게 되고, 이에 따라 활성탄 분말의 순도가 높아지며, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 전극으로 사용하는 슈퍼커패시터는 내전압 특성이 향상될 수 있고 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아진다.
이하에서, 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 이용하여 슈퍼커패시터 활성탄 전극을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
열처리에 의해 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조한다.
상기 전극물질의 배합량에 있어서는 활성탄 분말 100중량부에 대하여 도전재는 2～20중량부, 바인더는 2～10중량부 함유되게 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 분산매의 함량은 특별히 제한되는 것은 아니지만 활성탄 분말 100중량부에 대하여 200중량부 보다 크고 300중량부 보다 작게 첨가한다.
상기 활성탄 분말의 입도는 전극 성형 및 분산을 용이하게 하기 위하여 0.9～20㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 도전재는 화학 변화를 야기하지 않는 전자 전도성 재료이면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 슈퍼-피(Super-P) 블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등이 가능하다.
또한, 상기 바인더는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidenefloride; PVdF), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose; CMC), 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol; PVA), 폴리비닐부티랄(poly vinyl butyral; PVB), 폴리비닐피롤리돈(poly-N-vinylpyrrolidone; PVP), 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber; SBR), 폴리아마이드-이미드(Polyamide-imide), 폴리이미드(polyimide) 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고, 상기 분산매는 에탄올(EtOH), 아세톤, 이소프로필알콜, 메틸 피롤리돈(NMP), 프로필렌글리콜 등의 유기 용매 또는 물을 사용할 수 있다.
열처리에 의해 관능기가 일부 제거된 상기 활성탄 분말을 포함하는 전극물질은 반죽 상이므로 균일한 혼합(완전 분산)이 어려울 수 있는데, 행성 믹서(Planetary mixer)와 같은 혼합기(mixer)를 사용하여 소정 시간(예컨대, 10분～12시간) 동안 교반시키면 전극 제조에 적합한 전극물질을 얻을 수 있다. 행성 믹서(Planetary mixer)와 같은 혼합기는 균일하게 혼합된 전극물질의 제조를 가능케 한다.
상기와 같이 제조된 전극물질을 롤프레스 성형기를 이용하여 압착하여 성형할 수 있다.
롤프레스 성형기는 압연을 통한 전극밀도 향상 및 전극의 두께 제어를 목적으로 하고 있으며, 상단과 하단의 롤과 롤의 두께 및 가열 온도를 제어할 수 있는 컨트롤러와, 전극을 풀어주고 감아줄 수 있는 와인딩부로 구성된다. 롤상태의 전극이 롤프레스를 지나면서 압연공정이 진행되고 이것이 다시 롤상태로 감겨서 전극이 완성된다. 이때, 프레스의 가압 압력은 5~20 ton/㎠로 롤의 온도는 0~150℃로 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 프레스 압착 공정을 거친 전극물질은 본 발명에 따라서 건조 공정을 거친다. 건조 공정은 100℃～350℃, 바람직하게는 150℃～300℃의 온도에서 수행된다. 이때, 건조 온도가 100℃ 미만인 경우 분산매의 증발이 어려워 바람직하지 않으며, 350℃를 초과하는 고온 건조 시에는 도전재의 산화가 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 건조 온도는 적어도 100℃ 이상이고, 350℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그리고 건조 공정은 위와 같은 온도에서 약 10분～6시간 동안 진행시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 건조 공정은 성형된 전극물질을 건조(분산매 증발)시킴과 동시에 분말 입자를 결속시켜 활성탄 전극의 강도를 향상시킨다.
위와 같이 제조된 본 발명에 따른 활성탄 전극은 커패시터(제품)에 곧바로 적용될 수 있다.
관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 이용하여 제조된 활성탄 전극을 사용하여 내전압 특성이 우수하고 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높은 슈퍼커패시터를 제조할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따라 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말이 사용된 활성탄 전극은 고용량으로서 소형의 코인형 슈퍼커패시터에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄 전극의 사용 상태도로서, 상기 활성탄 전극(10)이 적용된 코인형 커패시터의 단면도를 보인 것이다. 도 1에서 도면부호 50은 도전체로서의 금속 캡이고, 도면부호 60은 활성탄 전극(10) 간의 절연 및 단락 방지를 위한 다공성 재질의 분리막(separator)이며, 도면부호 70은 전해액의 누액을 방지하고 절연 및 단락방지를 위한 가스켓이다. 이때, 상기 활성탄 전극(10)은 금속 캡(50)과 접착제에 의해 견고하게 고정된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터 셀을 제조하는 방법을 더욱 구체적으로 설명하면, 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 이용하여 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 양극과, 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 이용하여 제조된 활성탄 전극으로 이루어진 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막(seperator)을 금속 캡 내에 배치하고, 상기 양극와 상기 음극 사이에 전해질이 용해되어 있는 전해액을 주입한 후, 가스켓으로 밀봉하여 제조할 수 있다.
상기 분리막은 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포, 폴리아크릴로니트릴 다공성 격리막, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 헥사플루오로프로판 공중합체 다공성 격리막, 셀룰로스 다공성 격리막, 크라프트지 또는 레이온 섬유 등 전지 및 커패시터 분야에서 일반적으로 사용되는 분리막이라면 특별히 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 슈퍼커패시터에 충전되는 전해액의 전해질은 비수성 전해질로서 리튬염이 용해된 것을 사용할 수 있다. 상기 리튬염은 커패시터에서 통상적으로 사용되는 리튬염으로서 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들면 LiPF6, LiBF4, LiClO4, Li(CF3SO2)2, LiCF3SO3, LiSbF6 또는 LiAsF6 등이 있다.
상기 전해액의 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 환상 카보네이트계 용매, 쇄상 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 환상 카보네이트계 용매로는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등을 사용할 수 있고, 상기 쇄상 카보네이트계 용매로는 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등을 사용할 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, γ-부티롤락톤 등을 사용할 수 있고, 상기 에테르계 용매로는 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라히드로푸란 등을 사용할 수 있으며, 상기 니트릴계 용매로는 아세토니트릴 등을 사용할 수 있고, 상기 아미드계 용매로는 디메틸포름아미드 등을 사용할 수 있다.
<실시예 2>
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 슈퍼커패시터 셀을 제조하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 슈퍼커패시터 셀을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
열처리되어 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조하는 방법은 실시예 1에서 앞서 설명한 방법과 동일하다.
상기 전극물질을 알루미늄 호일(Al foil), 알루미늄 에칭 호일(Al etching foil)과 같은 금속 호일(metal foil)에 양면 코팅하거나, 상기 전극물질을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태(고무 타입)로 만들고 금속 호일에 붙여서 양극 및 음극 형상으로 제조한다. 상기 알루미늄 에칭 호일이라 함은 알루미늄 호일을 요철 모양으로 에칭한 것을 의미한다.
상기와 같은 공정을 거친 양극 및 음극 형상에 대하여 건조 공정을 거친다. 건조 공정은 100℃～350℃, 바람직하게는 150℃～300℃의 온도에서 수행된다. 이때, 건조 온도가 100℃ 미만인 경우 분산매의 증발이 어려워 바람직하지 않으며, 350℃를 초과하는 고온 건조 시에는 도전재의 산화가 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 건조 온도는 적어도 100℃ 이상이고, 350℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그리고 건조 공정은 위와 같은 온도에서 약 10분～6시간 동안 진행시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 건조 공정은 전극물질을 건조(분산매 증발)시킴과 동시에 분말 입자를 결속시켜 활성탄 전극의 강도를 향상시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전극물질을 금속 호일에 양면 코팅하거나 시트 상태로 만들어 금속 호일에 붙여서 제조한 양극(120) 및 음극(110)에 각각 리드선(130, 140)을 부착한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 분리막(150), 양극(120), 제2 분리막(160) 및 작업전극(110)을 적층하고, 코일링(coling)하여 롤(roll) 형태의 권취소자(175)로 제작한 후, 롤(roll) 주위로 접착 테이프(170) 등으로 감아 롤 형태가 유지될 수 있게 한다.
상기 양극(120)과 음극(110) 사이에 구비된 제2 분리막(160)은 양극(120)과 음극(110)의 단락을 방지하는 역할을 한다. 제1 및 제2 분리막(150,160)은 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포, 폴리아크릴로니트릴 다공성 격리막, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 헥사플루오로프로판 공중합체 다공성 격리막, 셀룰로스 다공성 격리막, 크라프트지 또는 레이온 섬유 등 전지 및 커패시터 분야에서 일반적으로 사용되는 분리막이라면 특별히 제한되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 롤(roll) 형태의 결과물에 실링 고무(sealing rubber)(180)를 장착하고, 금속캡(예컨대, 알루미늄 케이스(Al Case))(190)에 삽착시킨다.
롤 형태의 권취소자(175)와 리튬 호일(195)이 함침되게 리튬염이 용해되어 있는 전해액을 주입하고, 밀봉한다. 상기 리튬염은 커패시터에서 통상적으로 사용되는 리튬염으로서 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들면 LiPF6, LiBF4, LiClO4, Li(CF3SO2)2, LiCF3SO3, LiSbF6 또는 LiAsF6 등을 사용할 수 있다. 상기 전해액을 구성하는 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 환상 카보네이트계 용매, 쇄상 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 니트릴계 용매, 아미드계 용매 등을 사용할 수 있다. 상기 환상 카보네이트계 용매로는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등을 사용할 수 있고, 상기 쇄상 카보네이트계 용매로는 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등을 사용할 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, γ-부티롤락톤 등을 사용할 수 있고, 상기 에테르계 용매로는 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라히드로푸란 등을 사용할 수 있으며, 상기 니트릴계 용매로는 아세토니트릴 등을 사용할 수 있고, 상기 아미드계 용매로는 디메틸포름아미드 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 제작된 셀을 도 5에 개략적으로 나타내었으며, 상기 셀은 슈퍼커패시터로서 사용될 수 있다.
활성탄 분말 표면에 존재하는 산소, 수소 등의 관능기를 열처리를 통해 제거할 수 있는지 여부를 관찰하기 위하여 아래의 실험예와 같이 활성탄 분말을 준비하여 실험을 수행하였다.
<실험예 1>
페놀수지계 활성탄 분말로서 입도가 5㎛이고 비표면적이 2,200㎡/g인 MSP20 활성탄 분말(일본, 관서열화학사 제품)을 준비하였다.
MSP20 활성탄 분말의 성분을 원소분석(Elementary Analysis; EA)하여 아래의 표 1에 나타내었다.
성분 C O H N 기타 합계
함량(wt%) 93.7 5.3 0.2 0.2 0.6 100.0
위의 표 1에 나타난 바와 같이 활성탄 분말은 산소(O)를 5.3중량%을 함유하고 있고 탄소(C)의 함량이 93.7중량%로서 탄소의 순도가 높지 않음을 확인할 수 있다.
준비된 활성탄 분말을 퍼니스(furnace)에 장입하고 열처리하였다.
상기 열처리는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거될 수 있게 900℃의 온도에서 이루어졌으며, 열처리 온도까지는 1℃/min의 승온속도로 상승시켰다. 상기 열처리는 900℃에서 1시간 동안 유지되고, 질소(N2) 가스 분위기에서 실시하였으며, 공급되는 질소(N2) 가스의 유량은 500sccm 정도 였다.
열처리 공정을 수행한 후, 상기 퍼니스의 전원을 차단하고 자연적인 상태로 냉각되게 하였으며, 열처리된 활성탄 분말을 언로딩하여 원소분석(EA)하여 아래의 표 2에 나타내었다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 가스 분위기는 질소(N2) 가스 분위기로 유지하였다.
성분 C O H N 기타 합계
함량(wt%) 96.0 3.0 0.2 0.2 0.6 100.0
위의 표 1과 표 2에 나타난 바와 같이 열처리에 의해 산소(O)의 함량이 3중량%로 감소된 것을 확인할 수 있으며, 또한 탄소(C)의 함량이 96.0중량%로서 순도가 높아진 것을 확인할 수 있었다. 상기 열처리 후에 활성탄 분말의 탄소 함량이 95중량% 보다 많게 된 것을 볼 수 있다.
활성탄 분말 표면에 형성되어 있는 산소를 포함하는 관능기는 상기와 같은 열처리에 의해 일부 제거되게 되고, 이에 따라 활성탄 분말의 순도가 높아지며, 산소를 포함하는 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말을 전극으로 사용하는 슈퍼커패시터는 내전압 특성이 향상될 수 있고 고전압 및 고온에서의 신뢰성이 높아진다.
<실험예 2>
실험예 1에서 열처리를 통해 산소 관능기가 일부 제거된 활성탄 분말 100중량부와 도전재인 케첸블랙(Ketjen Black)(일본, Mitsubishi chemical사 제품) 15중량부를 건식 혼합하였다. 그리고 이와는 별도로 증류수에 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 3중량부를 첨가하여 혼합하였다. 그리고 활성탄 분말이 함유된 혼합물과 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)가 함유된 혼합물을 혼합한 후, 행성 믹서(Planetary mixer)(제조사: T.K, 모델명: Hivis disper)에 투입하여 1시간 동안 교반하여 분산시킨 후 스티렌부타디엔고무(SBR) 9.8중량부를 첨가하여 1시간 동안 혼합 교반하여 전극물질을 얻었다.
다음으로, 상기 전극물질을 롤프레스 성형기를 이용하여 12 ton/㎠의 압력으로 2초간 압착하였다. 그리고 압착된 성형물을 250℃로 유지되고 있는 전기오븐(국제엔지니어링사 제품)에 투입하여 3시간 동안 건조시켜 직경 12㎜, 높이 1.2㎜의 크기를 가지는 활성탄 전극 시편을 제조하였다.
제조된 활성탄 전극 시편을 직경 20㎜ 높이 32㎜ 코인셀에 적용하여 용량유지율(retention ratio)을 측정하여 그 결과를 도 6에 나타내었다. 이때, 코인셀을 제작함에 있어 전해액은 프로필렌카보네이트(propylene carbonate; PC) 용매에 TEABF4(tetraethylammonium tetrafluoborate) 1M과 LiBF4(lithium tetrafluoroborate) 1M이 첨가된 것을 사용하였으며, 분리막은 TF4035(일본 NKK사 제품)을 사용하였다. 용량유지율(retention ratio)은 60℃, 3.0V를 기준으로 측정하였으며, 도 6에서 (a)는 실험예 1에 따른 열처리를 실시하지 않은 활성탄 분말(MSP20 활성탄 분말)을 사용하여 제작된 코인셀에 대한 것이고, (b)는 실험예 1에 따른 열처리를 실시한 활성탄 분말을 사용하여 제작된 코인셀에 대한 것이다.
도 6을 참조하면, 실험예 1에 따른 열처리를 실시한 활성탄 분말을 사용한 경우에는 실험예 1에 따른 열처리를 실시하지 않은 활성탄 분말을 사용한 경우 보다 용량유지율(retention ratio)이 전체적으로 높게 나타났으며, 사이클 수(Cycle Number)가 증가함에 따라 용량유지율(retention ratio)이 감소하는 비율도 작게 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10: 활성탄 전극 50: 금속 캡
60: 분리막 70: 가스켓
110: 작업전극 120: 양극
130: 제1 리드선 140: 제2 리드선
150: 제1 분리막 160: 제2 분리막
170: 접착 테이프 175: 권취소자
180: 실링 고무 190: 금속캡
195: 리튬 호일

Claims (9)

  1. 활성탄 분말을 퍼니스에 장입하고, 상기 활성탄 분말의 표면에 존재하는 산소를 포함하는 관능기가 충분하게 제거될 수 있게 비활성 가스 분위기에서 700～1000℃의 온도로 열처리하는 단계;
    산소를 포함하는 관능기가 일부 제거되어 순도가 향상된 활성탄 분말, 바인더, 도전재 및 분산매를 혼합하여 전극물질을 제조하는 단계;
    상기 전극물질을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 금속 호일에 양면 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 전극물질을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태로 만들고 금속 호일에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계; 및
    전극 형태로 형성된 결과물을 100℃～350℃의 온도에서 건조하여 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 전극물질은 상기 열처리된 활성탄 분말 100중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 도전재 2～20중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 바인더 2～10중량부, 활성탄 분말 100중량부에 대하여 200중량부 보다 크고 300중량부 보다 작은 함량의 분산매를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성탄 분말은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 1～10℃/min의 승온속도로 상승시키고, 700～1000℃의 온도에서 1분~10 시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열처리를 통해 산소 관능기가 일부 제거되고 활성탄 분말의 순도가 상기 열처리 전의 활성탄 분말에 비하여 높아지며, 상기 열처리 후에 활성탄 분말의 탄소 함량이 95중량% 보다 많게 되는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비활성 가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 이들의 혼합 가스이고, 상기 비활성 가스는 100～2000sccm 범위의 유량으로 상기 퍼니스 내에 공급되는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 활성탄 분말의 비표면적은 1000～2500 ㎡/g 범위이고, 상기 활성탄 분말의 입도는 전극 성형 및 분산을 용이하게 하기 위하여 0.9～20㎛ 범위의 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150117411A (ko) 2014-04-10 2015-10-20 한국세라믹기술원 이온성 액체로부터 합성된 다공성 활성탄, 그 제조방법, 상기 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터 및 그 제조방법
WO2015174553A1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-19 파워카본테크놀로지 주식회사 코크스를 이용한 전극용 활성탄의 제조방법 및 전극용 활성탄 조성물의 제조방법
KR101591264B1 (ko) 2014-08-06 2016-02-03 한국세라믹기술원 울트라커패시터용 전극활물질, 그 제조방법 및 울트라커패시터 전극의 제조방법
WO2016122070A1 (ko) * 2015-01-29 2016-08-04 한국전기연구원 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극 및 표면개질된 탄소재 전극을 포함한 전기화학 커패시터
KR20180130946A (ko) 2017-05-31 2018-12-10 한국세라믹기술원 부분 결정성 다공성 활성탄의 제조방법, 상기 부분 결정성 다공성 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터 및 그 제조방법
KR101936044B1 (ko) * 2017-03-09 2019-01-08 한국세라믹기술원 고온 슈퍼커패시터용 전극, 그 제조방법 및 상기 고온 슈퍼커패시터용 전극을 적용한 고온 슈퍼커패시터
KR101937920B1 (ko) 2011-12-28 2019-01-14 재단법인 포항산업과학연구원 산소 함유 관능기 제거방법
KR101950174B1 (ko) 2017-10-12 2019-02-20 한국세라믹기술원 인산 활성화를 이용한 다공성 활성탄의 제조방법 및 상기 다공성 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법
KR101958645B1 (ko) 2017-10-12 2019-07-02 한국세라믹기술원 수증기 활성화를 이용한 부분 결정성 다공성 활성탄의 제조방법 및 상기 부분 결정성 다공성 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법
KR20200046546A (ko) 2018-10-25 2020-05-07 한국세라믹기술원 리그노셀룰로오스 바이오매스를 이용한 부분결정성 활성탄의 제조방법 및 상기 부분결정성 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법
KR20200057188A (ko) 2018-11-16 2020-05-26 한국세라믹기술원 리그노셀룰로오스 바이오매스를 이용한 구형의 다공성 활성탄 제조방법 및 이를 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법
KR20200057191A (ko) 2018-11-16 2020-05-26 한국세라믹기술원 이종원소가 도핑된 구형의 다공성 활성탄 제조방법 및 이를 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법
KR102188237B1 (ko) 2019-10-31 2020-12-08 코칩 주식회사 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005132702A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Chemical Corp 活性炭の製造方法およびその製造装置
KR20070069280A (ko) * 2005-12-28 2007-07-03 한국전기연구원 전극 활물질, 이를 구비한 전극 및 이의 제조방법
JP2010105885A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Kansai Coke & Chem Co Ltd 活性炭の改質方法、電気二重層キャパシタ用電極材料、電気二重層キャパシタ用電極、および電気二重層キャパシタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005132702A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Chemical Corp 活性炭の製造方法およびその製造装置
KR20070069280A (ko) * 2005-12-28 2007-07-03 한국전기연구원 전극 활물질, 이를 구비한 전극 및 이의 제조방법
JP2010105885A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Kansai Coke & Chem Co Ltd 活性炭の改質方法、電気二重層キャパシタ用電極材料、電気二重層キャパシタ用電極、および電気二重層キャパシタ

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101937920B1 (ko) 2011-12-28 2019-01-14 재단법인 포항산업과학연구원 산소 함유 관능기 제거방법
KR20150117411A (ko) 2014-04-10 2015-10-20 한국세라믹기술원 이온성 액체로부터 합성된 다공성 활성탄, 그 제조방법, 상기 활성탄을 이용한 슈퍼커패시터 및 그 제조방법
WO2015174553A1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-19 파워카본테크놀로지 주식회사 코크스를 이용한 전극용 활성탄의 제조방법 및 전극용 활성탄 조성물의 제조방법
KR101591264B1 (ko) 2014-08-06 2016-02-03 한국세라믹기술원 울트라커패시터용 전극활물질, 그 제조방법 및 울트라커패시터 전극의 제조방법
KR102297370B1 (ko) * 2015-01-29 2021-09-01 한국전기연구원 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극 및 표면개질된 탄소재 전극을 포함한 전기화학 커패시터
WO2016122070A1 (ko) * 2015-01-29 2016-08-04 한국전기연구원 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극 및 표면개질된 탄소재 전극을 포함한 전기화학 커패시터
KR20160093230A (ko) * 2015-01-29 2016-08-08 한국전기연구원 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극 및 표면개질된 탄소재 전극을 포함한 전기화학 커패시터
KR101936044B1 (ko) * 2017-03-09 2019-01-08 한국세라믹기술원 고온 슈퍼커패시터용 전극, 그 제조방법 및 상기 고온 슈퍼커패시터용 전극을 적용한 고온 슈퍼커패시터
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