KR101166148B1 - A method of current collector with cubic pattern by photolithography and a capacitor using thereof - Google Patents

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신달우
신진식
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류장현
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure using photolithography and a method for manufacturing an ultra-high capacity capacitor comprising the aluminum current collector are provided to effectively increase the contact area between an aluminum current collector and an active material. CONSTITUTION: A method for manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure comprises the steps of: washing and drying an aluminum foil current collector, spreading a photoresist solution on the surface of the aluminum foil current collector, spreading a development solution on the entire surface of the aluminum current collector, etching the aluminum foil current collector, and washing and drying the etched aluminum foil current collector.

Description

포토리소그래피를 이용한 입체 패턴 구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법 및 이를 포함하고 있는 초고용량 커패시터의 제조방법{A method of current collector with cubic pattern by photolithography and a capacitor using thereof}A method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure using photolithography and a method of manufacturing an ultracapacitor including the same {A method of current collector with cubic pattern by photolithography and a capacitor using approx}

본 발명은 포토리소그래피(Photolithography)를 이용한 입체 패턴(Pattern) 구조를 갖는 알루미늄 집전체(Current Collector)의 제조방법 및 이를 포함하고 있는 초고용량 커패시터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토리소그래피(Photolithography)를 이용하여 알루미늄 집전체의 표면에 일정한 패턴을 설계한 후 이들을 선택적으로 엣칭(Etching)하여 알루미늄 집전체 표면에 입체 패턴 구조를 형성시켜 표면적을 넓히는 방법 및 이 입체 패턴(Pattern) 구조를 갖는 알루미늄 집전체를 적용하여 만든 초고용량 커패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum current collector (Current Collector) having a three-dimensional pattern (Pattern) structure using photolithography, and to an ultra-capacitor containing the same, and more specifically to photolithography After designing a certain pattern on the surface of the aluminum current collector using the method and selectively etching them to form a three-dimensional pattern structure on the surface of the aluminum current collector to increase the surface area and aluminum current collector having this three-dimensional pattern (Pattern) structure It relates to a supercapacitor made by applying.

유가 상승 및 지구 온난화 문제로 인하여 대체 에너지에 분야에 대한 기술이 관심을 끌고 있으며, 그 중에서 리튬이온 2차 전지를 선두로 에너지 저장장치의 기술이 급속히 발전하여 왔다. 그러나 전기적인 용량은 크지만 출력이 낮아 고출력을 요구하는 분야에 사용이 제한적인 2차 전지의 대안으로 초고용량 커패시터가 활용되고 있으며, 고출력이 장점인 초고용량 커패시터는 전기적인 용량을 확대하는 기술 연구를 통해 점차 2차 전지 영역으로의 적용 범위를 확대하고 있다. 특히 회생 제동 에너지를 활용하기 어려운 2차 전지에 비해 초고용량 커패시터는 쉽게 회생 제동 에너지를 활용할 수 있다는 장점으로 현재 더욱 더 다양한 분야로 적용이 확대가 되어가고 있는 중이다.Due to rising oil prices and global warming issues, technologies in the field of alternative energy are attracting attention, and among them, the technology of energy storage devices has been rapidly developed, led by lithium ion secondary batteries. However, supercapacitors are being used as an alternative to secondary batteries, which are limited in applications requiring high power due to their high electrical capacity but low output. Increasingly, the scope of application to the secondary battery area is gradually expanded. In particular, the ultra-capacitor capacitor is easier to utilize the regenerative braking energy than the secondary battery, which is difficult to utilize the regenerative braking energy, and is currently being applied to more and more various fields.

초고용량 커패시터는 표면적이 큰 활성탄을 이용하여 전해액 중에 이온들의 물리적인 흡착 및 탈착 반응을 이용하여 충전과 방전을 반복하는 방식으로 기존 전해 커패시터에서 표면적의 한계를 가지고 있는 알루미늄이 하고 있던 역할을 활성탄이 대신하게 함으로써 전기적인 용량을 비약적으로 향상시킬 수 있었다. 또한 최근에는 한 쪽 또는 양쪽 전극을 금속 산화물 또는 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노파이버(CNF), 복합 금속 산화물 등을 사용하여 활성탄을 대신하는 방법의 초고용량 커패시터 등의 개념들이 등장하면서 전기적 용량을 더욱 높여가고 있다.Ultracapacitors use activated carbon with a large surface area to repeat charging and discharging by using physical adsorption and desorption reactions of ions in the electrolyte. By doing so, the electrical capacity could be dramatically improved. In addition, recently, concepts such as ultracapacitor capacitors in which one or both electrodes are replaced with activated carbon by using metal oxides or carbon nanotubes (CNT), carbon nanofibers (CNF), and composite metal oxides have emerged. Is going higher.

초고용량 커패시터에서의 알루미늄 호일(Foil)은 활성탄에서 전달되는 전자를 외부 회로로 유도하는 집전체(Current Collector)로서의 역할을 수행하며, 활성탄에서 집전체로 전자가 전이될 때 발생하는 저항을 최대한 낮추기 위한 계면 특성이 요구되어지고 있다. 이를 위해 전기화학적인 방법으로 집전체 표면의 엣칭(Etching)을 통해 활물질과의 접촉 면적을 증가시켜 이를 적용한 초고용량 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR)을 낮출 수 있으며, 또한 알루미늄 대신 표면적이 월등히 크고 다공성인 니켈 폼(Nickel Foam)을 집전체로 적용하여 활물질과 집전체의 접촉면적을 향상시킴으로써 이를 적용한 초고용량 커패시터의 ESR을 낮추는 것뿐만 아니라 상승된 유효 용량을 구현하는 연구가 진행되기도 하였으나 니켈 폼을 적용한 초고용량 커패시터의 제품화는 실용적인 문제점을 가지고 있다.Aluminum foil in ultracapacitors acts as a current collector to guide electrons transferred from activated carbon to an external circuit, and minimizes the resistance that occurs when electrons are transferred from activated carbon to the current collector. There is a demand for interfacial properties. To this end, by increasing the contact area with the active material by etching the surface of the current collector by an electrochemical method, the equivalent series resistance (ESR) of the ultracapacitor applied to it can be lowered. By applying nickel foam as a current collector to improve the contact area between the active material and the current collector, research has been conducted to realize not only the ESR of the supercapacitor applied thereto but also an increased effective capacity. The commercialization of the applied ultracapacitor has a practical problem.

또한 초고용량 커패시터의 전기적 용량을 증가시키기 위한 종래의 방법은 물리적인 흡착 및 탈착 반응을 하는 활성탄 대신 산화 환원 반응을 하는 금속 산화물로 활물질을 대체하거나, 또는 활성탄 보다 표면적이 큰 탄소나노튜브(CNT)와 같은 활물질을 사용하는 방법 등이다. 활물질을 대체하는 이러한 방법은 첫째 대체 활물질이 대량으로 생산이 되고 있지 않거나 일부 생산이 되고 있는 물질들은 기존 활성탄을 사용하여 제조하는 공정 설비를 그대로 사용할 수 없는 문제점을 갖고 있으며, 더욱이 활물질 자체의 가격이 대단히 높아 비용 측면에서도 많은 문제점을 안고 있다.In addition, the conventional method for increasing the electrical capacity of the ultra-capacitor capacitor is to replace the active material with a metal oxide of the redox reaction instead of the activated carbon in the physical adsorption and desorption reaction, or carbon nanotubes (CNT) having a larger surface area than the activated carbon The method of using an active material like this, etc. are mentioned. This method of substituting the active material has the problem that the first active material is not produced in large quantities or some of the materials that are being produced cannot use the process equipment manufactured using the activated carbon as it is. It is very high and has many problems in terms of cost.

또한, 현재 전해액을 이용하여 실시하고 있는 알루미늄 집전체의 전기 화학적인 엣칭(Etching) 방법만으로는 초고용량 커패시터의 유효 용량을 증가시킬 수 있을 만큼 활물질과 알루미늄 집전체 사이의 접촉면적을 증가시키는 형태를 갖도록 할 수 없는 문제점을 가지고 있다.       In addition, the electrochemical etching method of the aluminum current collector using the current electrolyte alone may increase the contact area between the active material and the aluminum current collector to increase the effective capacity of the ultracapacitor. I can't do it.

본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 포토리소그래피(Photolithography)를 이용하여 기존 알루미늄 집전체 표면에 패턴(Pattern)을 형성시키고 이들의 선택적 엣칭(Etching)을 통하여 알루미늄 집전체와 활물질과의 접촉면적을 효과적으로 증가시켜 알루미늄 집전체를 제조하는 방법과 이러한 집전체를 적용함으로써 기존의 활물질을 그대로 사용하면서도 유효 용량이 향상된 초고용량 커패시터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, by using a photolithography (Photolithography) to form a pattern (Pattern) on the surface of the existing aluminum current collector (aluminum current collector through their selective etching) The present invention provides a method for manufacturing an aluminum current collector by effectively increasing the contact area between an active material and an active material, and by applying such a current collector, an ultra-high capacity capacitor having an effective capacity while using an existing active material as it is.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은;The present invention to achieve the above object of the present invention;

알루미늄박 집전체를 세척한 후 질소로 건조하는 단계(S1);Washing the aluminum foil current collector and then drying with nitrogen (S1);

상기 건조된 알루미늄박 집전체 표면 위에 감광액을 도포한 후 건조하여 감광액이 선택적으로 노광되게 하여 경화시키는 단계(S2);Applying a photoresist on the surface of the dried aluminum foil current collector and then drying the photoresist to selectively expose the photoresist to be cured (S2);

상기단계(S2) 후 현상액을 노광된 알루미늄 집전체에 뿌려 노광되지 않은 감광액을 선택적으로 제거한 후 남은 감광액을 완전히 경화시켜 알루미늄 집전체 위에 패턴을 형성을 완료 시키는 단계(S3);After the step (S2) by spraying the developer on the exposed aluminum current collector to selectively remove the unexposed photoresist and completely curing the remaining photoresist to complete the formation of a pattern on the aluminum current collector (S3);

두개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 패턴이 형성된 알루미늄박 집전체를 두 탄소판 사이에 위치시켜 교류전원을 인가하고 전해액에서 알루미늄 집전체를 1차 에칭하는 단계(S4);Placing two carbon plates as opposite electrodes, and placing a patterned aluminum foil current collector between the two carbon plates to apply an AC power source and primary etching the aluminum current collector in the electrolyte (S4);

에칭된 알루미늄 집전체를 건조시키는 단계(S5);Drying the etched aluminum current collector (S5);

상기단계(S5)후 두개의 탄소판을 대극으로 하고 1차 에칭 후 건조된 알루미늄 집전체를 양 대극사이에 위치시켜 2차 에칭하는 단계(S6); 그리고After the step (S5) and the second carbon plate as a counter electrode, and the primary etching after the secondary etching by placing the dried aluminum current collector between the opposite electrodes (S6); And

2차 에칭된 알루미늄박을 세척 후 건조시키는 단계(S7)를 포함함을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure characterized in that it comprises a step (S7) of washing and drying the secondary etched aluminum foil.

상기에서 상기단계(S1)의 알루미늄박은 순도가 99.00~99.99%이며 두께가 10~100㎛인 것을 사용함이 바람직한데, 순도가 99.00보다 낮으면 EDLC의 누설전류 특성이 나빠지고, 순도 100%짜리 알루미늄박은 현재 기술로는 제조가 불가능하기 때문이며, 두께가 10㎛ 미만에서는 엣칭할 수 있는 깊이도 10㎛ 미만으로 한정될 수밖에 없고 엣칭의 깊이가 낮으면 발명의 효과가 낮아지며, 두께가 100㎛가 넘어가기 시작하면 전극의 체적이 증가하게 되고 그에 따라 에너지밀도가 감소하게 되는 역 효과가 나타날 수 있기 때문이다.In the above step (S1) of the aluminum foil is preferably 99.00 ~ 99.99% purity and the thickness of 10 ~ 100㎛ used, if the purity is lower than 99.00 EDLC leakage current characteristics worse, 100% pure aluminum Since foil cannot be manufactured by current technology, the depth that can be etched must be limited to less than 10 μm when the thickness is less than 10 μm. When the depth of etching is low, the effect of the invention is lowered, and the thickness exceeds 100 μm. This can lead to the adverse effect of increasing the volume of the electrode, which in turn reduces the energy density.

또한, 상기단계(S2)에서의 감광액 도포는 0.5~50㎛의 두께로 행함이 바람직한데, 감광액 도포의 두께가 0.5㎛ 미만일 경우 집전체 엣칭 시 감광액이 파괴되기 쉬워 과도한 엣칭으로 패턴이 무너지며, 50㎛ 초과로 두께가 두꺼워지면 엣칭액 침투가 어려워지고 따라서 충분한 엣칭이 이루어지지 않아 패턴 형성이 완전하게 이루어지지 않을 수 있기 때문이고, 상기단계(S2)에서의 건조는 50~150℃의 온도에서 5~30분간 행함이 바람직한데 건조 온도가 150℃ 초과에서는 감광액이 파괴되며, 50℃ 미만에서는 감광액이 경화되기 까지 매우 많은 시간이 소요되어 실용적이지 못하고, 건조 시간이 5분 미만에서는 경화가 덜 되어 이후 과정이 진행되는 동안 패턴이 쉽게 무너질 수 있으며 30분 초과에서는 지나친 경화로 선택적으로 노광을 하여 완전한 경화를 하더라도 노광한 대로 패턴이 형성되지 않을 수 있기 때문이다.In addition, the photoresist coating in the step (S2) is preferably carried out with a thickness of 0.5 ~ 50㎛, if the thickness of the photoresist coating is less than 0.5㎛ the photoresist is easily broken when the current collector is etched, the pattern collapses due to excessive etching, 50㎛ If the thickness is too thick, it is difficult to penetrate the etching solution and thus may not be sufficiently etched to form the pattern completely, and the drying in the step (S2) is 5 to 5 at a temperature of 50 to 150 ° C. If the drying temperature is above 150 ° C, the photoresist is destroyed. If the drying temperature is lower than 50 ° C, it takes a long time to cure the photoresist, which is not practical. The pattern can easily collapse during the process, and over 30 minutes, even with selective curing with excessive curing, Gwanghan is because the pattern can not be formed correctly.

또한, 상기단계(S2)에서의 노광은 투과성 재질 위에 크롬으로 패턴을 형상화한 마스크를 감광액이 도포된 알루미늄 집전체 위에 위치시킨 후 UV광을 조사시켜 선택적으로 행하는데, 상기 마스크는 석영(quartz)을 포함한 UV광 투과성 물질을 사용하며, 상기 마스크는 크기 10~500㎛의 모양과 모양의 간격이 10~500㎛으로 조합되는 패턴으로 하는데 패턴 모양의 크기 및 간격이 10㎛ 보다 작거나 500㎛ 보다 크게 되면 활물질에서 집전체로 전자가 이동하는 이동거리가 짧아지게 되는 효과가 나타나게 되어 발명의 효과가 낮아지게 될 수 있으므로 상기와 같이 한다.In addition, the exposure in the step (S2) is selectively performed by placing a mask in the shape of a pattern made of chromium on a transparent material on an aluminum current collector coated with a photosensitive liquid and then irradiating UV light, wherein the mask is quartz UV light-transmitting material is used, and the mask has a shape of 10 to 500 μm in size and a pattern of 10 to 500 μm in combination. The size and spacing of the pattern shape is less than 10 μm or more than 500 μm. If it becomes large, the effect of shortening the moving distance of electrons moving from the active material to the current collector may appear, so that the effect of the invention may be lowered as described above.

또한, 상기단계(S3)에서의 상기 감광액은 중성을 제외한 산 또는 알칼리용액을 사용하고, 상기단계(S3)에서의 경화는 50~150℃의 온도에서 5~60분간 행하는데 건조 온도가 150℃를 초과에서는 감광액이 파괴되며, 50℃ 미만에서는 감광액이 경화되기 까지 매우 많은 시간이 소요되어 실용적이지 못하고, 건조 시간이 5분 미만에서는 경화의 정도가 부족하여 이후 엣칭 과정에서 엣칭액에 의해 감광액이 파괴되어 그에 따라 패턴 형성이 되질 않으며, 60분 초과에서는 지나친 경화로 이후 감광액 제거 단계에서 감광액 제거가 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.In addition, the photosensitive liquid in the step (S3) using an acid or an alkaline solution except neutral, the curing in the step (S3) is carried out for 5 to 60 minutes at a temperature of 50 ~ 150 ℃ but the drying temperature is 150 ℃ When the photoresist is destroyed above 50 ° C, the photoresist is too much time to cure the photoresist, and when the drying time is less than 5 minutes, the photoresist is etched by the etching solution during the etching process. This is because the pattern is not broken and thus the pattern is not formed, and the photoresist is not smoothly removed in the subsequent photoresist removal step due to excessive curing in excess of 60 minutes.

또한, 상기단계(S4)에서의 교류전원은 주파수 5~60㎐, 전류밀도 0.1~10A/㎠ 범위로 하는데, 주파수 5㎐ 미만 및 10A/㎠ 초과의 전류 밀도에서는 과도한 엣칭이 진행되어 패턴의 파괴가 일어날 수 있고, 60㎐ 초과 및 0.1A/㎠ 초과의 전류 밀도에서는 엣칭이 덜 진행되어 패턴대로의 엣칭이 원활하게 이루어지지 않기 때문이며, 상기단계(S4)에서의 전해액은 20g/ℓ이하의 Al 이온과 0.5~5M의 염산과 0.01~2M의 황산을 포함하는 것을 사용함이 바람직한데, 20g/ℓ 초과의 Al 이온이 있는 경우 Al 이온의 방해가 커져 엣칭의 진행을 방해하며, 0.5M 미만의 염산 및 0.01M 미만의 황산 농도에서는 엣칭의 진행이 잘 되지 않고, 5M 초과의 염산 및 2M 초과의 황산 농도에서는 엣칭이 과하게 진행되기 때문이며, 상기단계(S4)에서의 상기 1차 에칭은 상기 전해액의 온도 10~60℃에서 10~60초간 행하는데, 10℃ 미만의 온도 및 10초 미만의 시간에서는 엣칭의 진행이 잘 이루어지지 않고, 60℃ 초과 온도 및 60초 초과 시간에서는 과도한 엣칭이 이루어지기 때문이다.In addition, the AC power in the step (S4) is a frequency of 5 ~ 60Hz, current density 0.1 ~ 10A / ㎠ range, at the current density of less than 5kHz and more than 10A / ㎠ and excessive etching proceeds to break the pattern This is because the etching proceeds less at the current density of more than 60 mA and more than 0.1 A / cm 2, so that etching to the pattern is not performed smoothly, and the electrolyte in the step S4 is less than 20 g / l Al. It is preferable to use ions, 0.5-5 M hydrochloric acid and 0.01-2 M sulfuric acid. When there are more than 20 g / l Al ions, the interference of Al ions increases, which hinders the progress of etching, and less than 0.5 M hydrochloric acid. Etching does not proceed well at sulfuric acid concentration of less than 0.01M, the etching proceeds excessively at the sulfuric acid concentration of more than 5M hydrochloric acid and more than 2M, the primary etching in the step (S4) is the temperature of the electrolyte solution 10 to 60 seconds at 10 to 60 ° C This is because the etching proceeds poorly at a temperature of less than 10 ° C. and a time of less than 10 seconds, and excessive etching occurs at a temperature exceeding 60 ° C. and a time exceeding 60 seconds.

또한, 상기단계(S5)에서의 건조는 에칭된 알루미늄 집전체를 증류수로 세척한 다음 아세톤을 포함한 감광액 제거제로 잔류 감광액을 제거한 후 50~500℃의 온도에서 2~15분간 행하는데, 50℃ 미만의 온도 및 2분 미만의 온도에서는 건조가 잘 이루어지지 않아 알루미늄 표면이 수화 반응이 진행되어 비결정성 산화막이 형성되며, 500℃ 초과의 온도 및 15분 초과의 온도에서는 알루미늄 표면이 산화 반응이 진행되어 결정성 산화막이 형성될 수 있어서, 상기와 같이 한다.In addition, the drying in the step (S5) is performed by washing the etched aluminum current collector with distilled water and then removing the residual photoresist with a photoresist remover containing acetone, 2 to 15 minutes at a temperature of 50 ~ 500 ℃, less than 50 ℃ At the temperature of less than 2 minutes and the drying is not well done, the surface of the aluminum hydration reaction proceeds to form an amorphous oxide film, the oxidation surface of the aluminum surface at a temperature of more than 500 ℃ and more than 15 minutes A crystalline oxide film can be formed, as described above.

또한, 상기단계(S6)에서의 2차 에칭은 교류전원을 인가하여 에칭하는데, 상기 교류전원은 주파수 10~90㎐, 전류밀도 0.1~10A/㎠범위로 함이 바람직하다. 이는 주파수 10㎐ 미만 및 10A/㎠ 초과의 전류 밀도에서는 과도한 엣칭이 진행되어 패턴의 파괴가 일어날 수 있고, 90㎐ 초과 및 0.1A/㎠ 미만의 전류 밀도에서는 엣칭이 덜 진행되어 패턴대로의 엣칭이 원활하게 이루어지지 않을 수 있기 때문이다.In addition, the secondary etching in the step (S6) is applied by etching the AC power, the AC power is preferably a frequency of 10 ~ 90kHz, the current density of 0.1 ~ 10A / ㎠ range. This results in excessive etching at breakdown of the pattern at current densities below 10 Hz and above 10 A / cm 2, and less etching at current densities above 90 Hz and below 0.1 A / cm 2. This is because it may not be made smoothly.

또한 상기 2차 에칭은 10~30g/ℓ의 Al 이온과 100~300g/ℓ(q) Cl 이온, 그리고 5~30g/ℓ의 SO4 이온을 포함하는 에칭액을 사용하는데, 이온액 중 30g/ℓ 초과의 Al 이온이 있는 경우 Al 이온의 방해가 커져 엣칭의 진행을 방해하고, 100g/ℓ 미만의 Cl 이온 및 5g/ℓ 미만의 SO4 이온에서는 엣칭의 진행이 안되며 300g/ℓ 초과의 Cl 이온 및 30g/ℓ 초과의 SO4 이온에서는 엣칭이 과하게 진행될 우려가 있기 때문이고, 상기 2차에칭은 30~90℃에서 10~60초간 행하는 것이 바람직하다. 이는 30℃ 미만의 온도 및 10초 미만의 시간에서는 엣칭의 진행이 잘 이루어지지 않으며, 90℃ 초과의 온도 및 60초 초과의 시간에서는 과도한 엣칭이 이루어질 수 있기 때문이다.In addition, the secondary etching uses an etching solution containing 10 ~ 30g / L Al ions, 100 ~ 300g / L (q) Cl ions, and 5 ~ 30g / L SO 4 ions, 30g / L in the ionic liquid If there are more Al ions, the interference of Al ions increases, which hinders the progress of etching, and the etching does not proceed with Cl ions less than 100 g / l and SO 4 ions less than 5 g / l, and Cl ions greater than 300 g / l and This is because etching may proceed excessively in SO 4 ions of more than 30 g / L, and the secondary etching is preferably performed at 30 to 90 ° C. for 10 to 60 seconds. This is because the etching progresses poorly at a temperature of less than 30 ° C and a time of less than 10 seconds, because excessive etching may be made at a temperature of more than 90 ° C and a time of more than 60 seconds.

또한, 상기단계(S7)에서의 세척 및 건조는 증류수로 세척한 후 50~500℃의 온도에서 2~15분간 행하며, 이는 50℃ 미만의 온도 및 2분 미만의 온도에서는 건조가 잘 이루어지지 않아 알루미늄 표면이 수화 반응이 진행되어 비결정성 산화막이 형성되며, 500℃ 초과의 온도 및 15분 초과의 온도에서는 알루미늄 표면이 산화 반응이 진행되어 결정성 산화막이 형성될 수 있기 때문이다.In addition, the washing and drying in the step (S7) is performed for 2 to 15 minutes at a temperature of 50 ~ 500 ℃ after washing with distilled water, which is not dried well at a temperature of less than 50 ℃ and less than 2 minutes This is because the aluminum surface undergoes a hydration reaction to form an amorphous oxide film, and at a temperature of more than 500 ° C. and a temperature of more than 15 minutes, the aluminum surface may undergo an oxidation reaction to form a crystalline oxide film.

또한, 상기 본 발명에서의 상기 입체패턴은 포토리소그래피를 이용하여 형성한다.In addition, the three-dimensional pattern in the present invention is formed using photolithography.

본 발명은 또한 상기와 같이 제조되는 알루미늄 집전체를 제공하며, 상기와 같은 전극을 포함하는 초고용량 커패시터를 제공한다.The present invention also provides an aluminum current collector manufactured as described above, and provides an ultracapacitor including the electrode as described above.

본 발명에 의하면, 알루미늄 집전체와 활물질과의 접촉 면적을 효과적으로 증가시킬 수 있는 알루미늄 집전체 표면적 확대 엣칭 방법의 제공 및 상기 집전체를 적용하여 유효 용량을 향상시키는 초고용량 커패시터의 제조 방법을 제공하는 효과를 갖는다.According to the present invention, there is provided an etching method for expanding the surface area of an aluminum current collector which can effectively increase the contact area between an aluminum current collector and an active material, and providing a method of manufacturing an ultra-capacitor capacitor that improves an effective capacity by applying the current collector. Has an effect.

도 1은 실시예를 통하여 제조된 포토리소그래피를 이용한 입체 패턴 구조를 갖는 알루미늄 집전체의 도면 대용 사진.
도 2a는 포토리소그래피를 이용하여 알루미늄 집전체 표면 위에 감광액(Photo resist)으로 크기 10㎛ 모양과 그 모양들의 간격을 10㎛로 패턴을 형성 시킨 도면 대용 사진.
도 2b는 포토리소그래피를 이용하여 알루미늄 집전체 표면 위에 감광액으로 크기 50㎛ 모양과 그 모양들의 간격을 50㎛로 패턴을 형성시킨 도면 대용 사진.
도 2c는 포토리소그래피를 이용하여 알루미늄 집전체 표면 위에 감광액으로 크기 100㎛ 모양과 그 모양들의 간격을 50㎛로 패턴을 형성시킨 도면 대용 사진.
도 2d는 포토리소그래피를 이용하여 알루미늄 집전체 표면 위에 감광액으로 크기 50㎛ 모양과 그 모양들의 간격을 10㎛로 패턴을 형성시킨 도면 대용 사진.
도 2은 감광액이 남아 있는 부분과 제거된 부분의 패턴을 형성하고 있는 도면 대용 사진.
도 4는 감광액이 제거된 부분의 알루미늄만 선택적으로 엣칭을 실시한 후의 알루미늄 집전체 도면 대용 사진.
도 5는 엣칭을 실시하고 알루미늄 집전체 표면에 남아 있는 감광액을 제거제(Remover)로 전부 제거한 후의 알루미늄 집전체 도면 대용 사진.
도 6은 실시예를 통하여 제조되는 알루미늄 집전체를 적용한 초고용량 커패시터 전극의 구성 도면.
도 7은 실시예를 통해 제조된 알루미늄 집전체를 적용하여 제조한 초고용량 커패시터의 내부 구성 도면.
[도면의 주요 부호에 대한 설명]
10 : 활물질
20 : 패턴 엣칭된 알미늄 집전체
30 : 전해지
40 : 패턴 엣칭된 알미늄 집전체를 적용한 음전극
50 : 패턴 엣칭된 알미늄 집전체를 적용한 양전극
1 is a photograph showing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure formed by photolithography produced by way of an embodiment.
Figure 2a is a photo substitute photo using a photolithography on the surface of the aluminum current collector (Photo resist) to form a pattern of 10㎛ size and the interval between the shapes to form a pattern of 10㎛.
FIG. 2B is a drawing substitute photograph in which a pattern having a size of 50 μm with a photoresist on the surface of an aluminum current collector and a space of the shapes having a thickness of 50 μm using photolithography is formed.
FIG. 2C is a drawing substitute photograph in which a pattern of 100 μm in size and a space of 50 μm in intervals between the shapes are formed on a surface of an aluminum current collector using photolithography.
FIG. 2D is a photographic drawing in which a pattern having a size of 50 μm with a photoresist on the surface of an aluminum current collector and a space between the shapes at 10 μm using photolithography is formed.
Fig. 2 is a drawing substitute photograph which forms a pattern of a portion where the photosensitive liquid remains and a portion that is removed;
Figure 4 is a substitute photograph of the aluminum current collector after selectively etching only the aluminum of the portion where the photoresist is removed.
Fig. 5 is a photograph of the aluminum current collector drawing after etching, after removing all of the photoresist remaining on the surface of the aluminum current collector with a remover.
6 is a configuration diagram of an ultra-capacitor capacitor electrode to which an aluminum current collector manufactured through an embodiment is applied.
FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration of an ultracapacitor prepared by applying an aluminum current collector manufactured through an embodiment. FIG.
[Description of Major Symbols in Drawing]
10: active material
20: pattern etched aluminum current collector
30: electrolytic cell
40: negative electrode applying pattern etched aluminum current collector
50: positive electrode using a pattern-etched aluminum current collector

본 발명을 실시하기 위해 먼저, 알루미늄의 순도는 99.00~99.99%이며 불순물로는 Cu:4,000 ppm, Si:2,000 ppm, Fe:2,000ppm 이하로 첨가된 10~100㎛의 알루미늄 집전체 표면의 유기물을 제거하기 위해 1) 아세톤 용액 2) 메탄올 용액 3) 증류수로 순차적인 세척을 실시한 후 질소로 건조시킨다.In order to practice the present invention, first, the purity of aluminum is 99.00 to 99.99%, and as impurities, the organic material on the surface of the aluminum collector of 10 to 100 μm added with Cu: 4,000 ppm, Si: 2,000 ppm, Fe: 2,000 ppm or less is added. To remove 1) acetone solution 2) methanol solution 3) sequential washing with distilled water and dried with nitrogen.

그 다음 감광액(Photo resist)을 알루미늄 집전체 표면 위에 0.5㎛~50㎛의 두께로 고르게 도포한 후 감광액(Photo resist) 내에 존재하는 용매(Solvent)를 증발시켜 고형의 감광액 필름 상태를 유지하기 위하여 50~150도의 온도에서 5~30분 동안 건조하고, 쿼츠(quartz)와 같이 UV(Ultra Violet)광이 투과될 수 있는 재질 위에 크롬으로 크기 10~500㎛의 모양과 그 모양들의 간격이 10~500㎛가 조합이 되는 패턴을 형상화한 마스크(Maske)를 감광액이 도포된 알루미늄 집전체 위에 위치하게 한 후 UV광을 조사시켜 감광액이 선택적으로 노광되도록 한다.Then, a photoresist is applied evenly on the surface of the aluminum current collector to a thickness of 0.5 μm to 50 μm, and then the solvent (Solvent) present in the photo resist is evaporated to maintain a solid photoresist film state. Dry for 5 ~ 30 minutes at a temperature of ~ 150 ° C, and shape 10 ~ 500㎛ with chromium on the material that can transmit UV (Ultra Violet) light such as quartz A mask shaped as a combination of μm is positioned on the aluminum current collector to which the photoresist is applied, and then irradiated with UV light to selectively expose the photoresist.

그 후, 현상액(알카리용액)을 노광된 알루미늄 집전체에 뿌려 노광된 감광액 또는 노광되지 않은 감광액만을 선택적으로 제거하고, 남아있는 감광액을 50~150℃ 사이의 온도에서 5~60분간 완전히 굳혀 알루미늄 집전체 위에 패턴 형성을 완료시킨다.Thereafter, a developer (alkaline solution) is sprayed onto the exposed aluminum current collector to selectively remove only the exposed or unexposed photoresist, and the remaining photoresist is completely hardened for 5 to 60 minutes at a temperature between 50 and 150 ° C. Complete the pattern formation on the whole.

먼저, 또는 이후에 20g/l 이하의 Al 이온과 0.5~5M의 염산과 0.01 ~ 2M의 황산을 첨가하여 1차 엣칭 전해액을 제조한다.First or later, a primary etching electrolyte is prepared by adding 20 g / l or less of Al ions, 0.5 to 5 M of hydrochloric acid, and 0.01 to 2 M of sulfuric acid.

그 다음 두 개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 감광액으로 패턴이 형성된 알루미늄 집전체를 그 사이에 위치하도록 하여 교류 전원을 인가하는데, 교류 전원의 주파수는 5㎐~60㎐, 전류밀도는 0.1~10A/㎠로 하여 10~60℃사이의 전해액의 온도에서 10~60초 동안 알루미늄 집전체를 엣칭한다.Then, two carbon plates are used as the counter electrodes, and an aluminum current collector formed with a photoresist is positioned therebetween to apply AC power. The AC power source has a frequency of 5 Hz to 60 Hz and a current density of 0.1 to 10 A /. The aluminum current collector is etched for 10 to 60 seconds at a temperature of the electrolyte solution between 10 and 60 ° C. as cm 2.

엣칭된 알루미늄 집전체를 증류수로 세척하고 아세톤과 같은 제거제(Remover)를 사용하여 남아 있는 감광액을 모두 제거한 후 50~500도 온도에서 2~15분간 건조시킨다.The etched aluminum current collector is washed with distilled water, and all remaining photoresist is removed using a remover such as acetone, followed by drying for 2 to 15 minutes at a temperature of 50 to 500 degrees.

먼저, 또는 그 후에 10~30g/l 사이의 Al 이온과 100~300g/l 사이의 Cl 이온, 그리고 5~30g/l 사이의 SO4 이온을 첨가하여 2차 엣칭 전해액을 제조한다.First or after Al between 10 and 30 g / l Ions and Cl between 100 and 300 g / l Ions, and SO 4 between 5 and 30 g / l The secondary etching electrolyte is prepared by adding ions.

그 다음, 두 개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 1차 엣칭을 실시한 알루미늄 집전체를 그 사이에 위치하도록 하여 교류 전원을 인가하는데, 교류 전원의 주파수는 10㎐~90㎐, 전류밀도는 0.1~10A/㎠ 이고 30~90℃ 사이의 전해액 온도에서 10~60초 동안 알루미늄 집전체를 2차 엣칭하고, 2차 엣칭된 알루미늄 집전체를 증류수로 세척한 후 50~500℃ 온도에서 2~15분간 건조시키면 본 발명이 완성된다.Next, AC power is applied with the two carbon plates as the counter electrodes and the first current etched aluminum current collector is positioned therebetween. The frequency of the AC power is 10 kHz to 90 kHz and the current density is 0.1 to 10 A. / Cm2 and secondary etching of the aluminum current collector for 10 to 60 seconds at the electrolyte temperature between 30 ~ 90 ℃, washed with distilled water after the secondary etched aluminum current collector and dried for 2-15 minutes at 50 ~ 500 ℃ temperature The present invention is completed.

이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, which are intended to help those of ordinary skill in the art, but the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1] 포토레지스트를 이용한 입체 패턴 구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조Example 1 Fabrication of an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure using a photoresist

순도 99.90%의, 두께 0.030㎜의 알루미늄박을, 1) 아세톤 용액 2) 메탄올 용액 3) 증류수로 순차적인 세척을 실시한 후 질소로 건조시켰다.An aluminum foil having a purity of 99.90% and a thickness of 0.030 mm was sequentially washed with 1) acetone solution 2) methanol solution 3) distilled water and dried with nitrogen.

감광액(Photo resist)을 알루미늄 집전체 표면 위에 0.5㎛의 두께로 고르게 도포한 후 80도의 온도에서 15분간 건조한 후 지름 80㎛의 원과 그 원들의 간격이 70㎛가 되는 패턴을 형상화한 마스크(Maske)를 감광액이 도포된 알루미늄 집전체 위에 위치하게 한 후 UV광을 조사시켜 감광액이 선택적으로 노광되도록 하였다.Photoresist is applied evenly on the surface of aluminum current collector to a thickness of 0.5㎛, dried for 15 minutes at a temperature of 80 degrees, then masked to form a pattern of 80㎛ diameter and the pattern of the interval of 70㎛ ) Was placed on the aluminum current collector to which the photoresist was applied, and then irradiated with UV light to selectively expose the photoresist.

현상액을 노광된 알루미늄 집전에 뿌려 노광되지 않은 감광액만을 선택적으로 제거한 후 남아있는 감광액을 100도의 온도에서 15분간 완전히 굳혀 알루미늄 집전체 위에 패턴 형성을 완료하였다.The developer was sprayed onto the exposed aluminum current collector to selectively remove only the unexposed photoresist, and the remaining photoresist was completely hardened at a temperature of 100 degrees for 15 minutes to complete pattern formation on the aluminum current collector.

15g/l의 Al이온과 1M의 염산과 2M의 황산을 첨가하여 1차 엣칭 전해액을 제조한 후 두 개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 감광액으로 패턴이 형성된 알루미늄 집전체를 그 사이에 위치하도록 하여 교류 전원을 인가하였다.After the primary etching electrolyte was prepared by adding 15 g / l Al ion, 1 M hydrochloric acid, and 2 M sulfuric acid, two carbon plates were used as counter electrodes, and an aluminum current collector patterned with photoresist was placed therebetween. Power was applied.

교류 전원의 주파수는 50㎐, 전류밀도는 3A/㎠이고 온도는 45℃인 전해액에서 50초 동안 알루미늄 집전체를 1차로 엣칭한 후 엣칭된 알루미늄 집전체를 증류수로 세척하고, 아세톤으로 집전체 표면에 남아 있는 감광액을 모두 제거한 후 150도 온도에서 2분간 건조시켰다.The AC power source is 50 kHz, the current density is 3A / ㎠ and the temperature is 45 ℃, the aluminum current collector is first etched for 50 seconds, and then the etched aluminum current collector is washed with distilled water and the surface of the current collector with acetone. After removing all of the photoresist remaining in the dried at 150 ° C temperature.

10g/l의 Al 이온과 120g/l의 Cl 이온, 그리고 20g/l의 SO4 이온을 첨가하여 2차 엣칭 전해액을 제조한 후 두 개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 1차 엣칭을 실시한 알루미늄 집전체를 그 사이에 위치하도록 하여 교류 전원을 인가하였다.10 g / l Al Ion and Cl of 120g / l Ions, and SO 4 at 20 g / l After the secondary etching electrolyte was prepared by adding ions, AC power was applied with two carbon plates as the counter electrodes and the aluminum current collector subjected to the primary etching being positioned therebetween.

교류 전원의 주파수는 30Hz, 전류밀도는 1A/㎠이고 45의 전해액 온도에서 45초 동안 알루미늄 집전체를 2차 엣칭을 실시하였다.The frequency of the AC power supply was 30 Hz, the current density was 1 A / cm 2, and secondary etching was performed on the aluminum current collector for 45 seconds at an electrolyte temperature of 45.

2차 엣칭된 알루미늄 집전체를 증류수로 세척하고 125도의 온도에서 10분간 건조 시켰다.The secondary etched aluminum current collector was washed with distilled water and dried at a temperature of 125 degrees for 10 minutes.

상기와 같이 하여 입체 패턴 표면 구조를 갖는 알루미늄 집전체를 도 1에 나타내었다.An aluminum current collector having a three-dimensional pattern surface structure as described above is shown in FIG. 1.

[실시예 2] 입체 패턴 구조를 갖는 알루미늄 집전체를 적용한 초고용량 커패시터의 제조Example 2 Fabrication of an Ultra-Capacitor Capacitor Applying an Aluminum Current Collector Having a Three-dimensional Pattern Structure

교반 용기에 활성탄( 비표면적 2,100m2/g) 80g, 카본블랙 20g, 바인더 4g을 첨가한 후 교반기를 사용하여 30분간 교반 후 순수 200g을 넣고 200분간 다시 교반하고 순수 100g과 바인더 4g을 넣고 200분간 추가로 교반하는 것으로 슬러리를 제조하였다.80 g of activated carbon (specific surface area 2,100 m 2 / g), 20 g of carbon black, and 4 g of binder were added to the stirring vessel, and after stirring for 30 minutes using a stirrer, 200 g of pure water was added and stirred for 200 minutes. The slurry was prepared by further stirring for a minute.

포토레지스트를 이용하여 제조한 입체 패턴 구조를 갖는 알루미늄 집전체 위에 상기 슬러리를 0.6g/㎤로 코팅하여 전극을 제조하였다.An electrode was prepared by coating the slurry at 0.6 g / cm 3 on an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure manufactured using a photoresist.

상기 전극을 70℃에서 20분간 1차 건조를 한 후 100℃에서 240분간 2차 건조를 실시하였다.The electrode was first dried at 70 ° C. for 20 minutes and then secondly dried at 100 ° C. for 240 minutes.

건조가 완료된 전극을 3.5cm×4.5cm(15.75㎠)의 크기로 잘라 2매를 준비하고 상기에서 제조된 전극 1매 → 전해지 → 상기에서 준비된 전극의 나머지 1매의 순서로 적층한 후 리드 탭을 내고 알루미늄 파우치로 외장을 실시하였다.Cut the dried electrode to the size of 3.5cm × 4.5cm (15.75㎠) and prepare two sheets, and stack the lead tabs in the order of one electrode prepared above → electrolytic cell → the remaining one sheet of the electrode prepared above. The exterior was covered with an aluminum pouch.

파우치 안으로 전해액(1M TEABF4/ACN)을 넣고 진공 함침한 후 밀봉을 하여 초고용량 커패시터를 제조하였다.An electrolyte (1M TEABF 4 / ACN) was put into the pouch, vacuum impregnated, and sealed to prepare an ultracapacitor.

[비교예][Comparative Example]

교반 용기에 활성탄( 비표면적 2,100m2/g) 80g, 카본블랙 20g, 바인더 4g을 첨가한 후 교반기를 사용하여 30분간 교반 후 순수 200g을 넣고 200분간 다시 교반하고 순수 100g과 바인더 4g을 넣고 200분간 추가로 교반하는 것으로 슬러리를 제조하였다.80 g of activated carbon (specific surface area 2,100 m 2 / g), 20 g of carbon black, and 4 g of binder were added to the stirring vessel, and after stirring for 30 minutes using a stirrer, 200 g of pure water was added and stirred for 200 minutes. The slurry was prepared by further stirring for a minute.

일반적으로 시중에서 판매하는 EDLC용 알루미늄 집전체 위에 상기 슬러리를 0.6g/㎤로 코팅하여 전극을 제조하였다.In general, an electrode was prepared by coating the slurry at 0.6 g / cm 3 on a commercially available aluminum current collector for EDLC.

상기 전극을 70℃에서 20분간 1차 건조를 한 후 100℃에서 240분간 2차 건조를 실시하였다.The electrode was first dried at 70 ° C. for 20 minutes and then secondly dried at 100 ° C. for 240 minutes.

건조가 완료된 전극을 3.5cm×4.5cm(15.75㎠)의 크기로 잘라 2매를 준비하고 상기에서 제조된 전극 1매 → 전해지 → 상기에서 준비된 전극의 나머지 1매의 순서로 적층한 후 리드 탭을 내고 알루미늄 파우치로 외장을 실시한다.Cut the dried electrode to the size of 3.5cm × 4.5cm (15.75㎠) and prepare two sheets, and stack the lead tabs in the order of one electrode prepared above → electrolytic cell → the remaining one sheet of the electrode prepared above. Take out the exterior with aluminum pouch.

파우치 안으로 전해액(1M TEABF4/ACN)을 넣고 진공 함침한 후 밀봉을 하여 초고용량 커패시터를 제조하였다.An electrolyte (1M TEABF4 / ACN) was put into the pouch, vacuum impregnated, and sealed to prepare an ultracapacitor.

[평가예][Evaluation example]

실시예와 비교예에서 제조한 초고용량 커패시터를 모두 15.75mA의 정전류, 2.7V의 정전압 충전을 수행하여 30분간 유지 후 정전류(15.75mA)로 방전하였다.The ultracapacitors prepared in Examples and Comparative Examples were all charged with a constant current of 15.75 mA and a constant voltage charge of 2.7 V, held for 30 minutes, and then discharged with a constant current (15.75 mA).

상기의 조건으로 용량을 측정하였으며 그 결과는 표 1과 같다.The capacity was measured under the above conditions, and the results are shown in Table 1.

구 분division 실시예Example 비교예Comparative example 용량(F)Capacity (F) 3.563.56 2.752.75

상기 표에서 확인할 수 있듯이 본 발명에 의하면 초고용량 커패시터를 제공할 수 있는 알루미늄 집전체를 제공하게 된다.As can be seen from the above table, the present invention provides an aluminum current collector that can provide an ultra-capacitor.

Claims (21)

알루미늄박 집전체를 세척한 후 질소로 건조하는 단계(S1);
상기 건조된 알루미늄박 집전체 표면 위에 감광액을 도포한 후 건조하여 감광액이 선택적으로 노광되게 하여 경화시키는 단계(S2);
상기단계(S2)후 현상액을 노광된 알루미늄 집전체에 뿌려 노광되지 않은 감광액을 선택적으로 제거한 후 남은 감광액을 완전히 경화시켜 알루미늄 집전체 위에 패턴을 형성을 완료 시키는 단계(S3);
두개의 탄소판을 각각의 대극으로 하고 패턴이 형성된 알루미늄박 집전체를 두 탄소판 사이에 위치시켜 교류전원을 인가하고 전해액에서 알루미늄 집전체를 1차 에칭하는 단계(S4);
에칭된 알루미늄 집전체를 건조시키는 단계(S5);
상기단계(S5)후 두개의 탄소판을 대극으로 하고 1차에칭 후 건조된 알루미늄 집전체를 양 대극사이에 위치시켜 2차 에칭하는 단계(S6); 그리고
2차 에칭된 알루미늄박을 세척 후 건조시키는 단계(S7)를 포함하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법으로서, 상기단계(S1)에서의 알루미늄박은 순도가 99.00~99.99%이며 두께가 10~100㎛임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.
Washing the aluminum foil current collector and then drying with nitrogen (S1);
Applying a photoresist on the surface of the dried aluminum foil current collector and then drying the photoresist to selectively expose the photoresist to be cured (S2);
After the step (S2), spraying the developer on the exposed aluminum current collector to selectively remove the unexposed photoresist and completely curing the remaining photoresist to complete the formation of the pattern on the aluminum current collector (S3);
Placing two carbon plates as opposite electrodes, and placing a patterned aluminum foil current collector between the two carbon plates to apply an AC power source and primary etching the aluminum current collector in the electrolyte (S4);
Drying the etched aluminum current collector (S5);
After the step (S5) and the second carbon plate as a counter electrode and the first etching after the secondary aluminum by placing a dried aluminum current collector between the opposite electrodes (S6); And
A method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure including the step of washing and drying the secondary etched aluminum foil (S7), wherein the aluminum foil in the step (S1) has a purity of 99.00 to 99.99% and a thickness of 10. Method for producing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure, characterized in that ~ 100㎛.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기단계(S2)에서의 감광액 도포는 0.5~50㎛의 두께로 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the photosensitive liquid coating in the step S2 is performed at a thickness of 0.5 to 50 µm. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S2)에서의 건조는 50~150℃의 온도에서 5~30분간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the drying in the step (S2) is performed for 5 to 30 minutes at a temperature of 50 to 150 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S2)에서의 노광은 투과성 재질 위에 크롬으로 패턴을 형상화한 마스크를 감광액이 도포된 알루미늄집전체 위에 위치시킨 후 UV광을 조사시켜 선택적으로 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the exposure in the step S2 is performed by selectively irradiating UV light after placing a mask formed by forming a pattern of chromium on a transparent material on an aluminum current collector coated with a photosensitive liquid. A method of manufacturing an aluminum current collector having a pattern structure. 제 5 항에 있어서, 상기 마스크는 석영(quartz)을 포함한 UV광 투과성 물질임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 5, wherein the mask is a UV light transmitting material including quartz. 제 5 항에 있어서, 상기 마스크는 크기 10~500㎛의 모양과 모양의 간격이 10~500㎛으로 조합되는 패턴임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 5, wherein the mask is a pattern in which a shape having a size of 10 to 500 µm and a shape interval are combined at 10 to 500 µm. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S3)에서의 상기 현상액은 중성을 제외한 산 또는 알칼리용액임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the developer in step S3 is an acid or an alkaline solution excluding neutrality. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S3)에서의 경화는 50~150℃의 온도에서 5~60분간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the curing in the step S3 is performed for 5 to 60 minutes at a temperature of 50 to 150 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S4)에서의 교류전원은 주파수 5~60㎐, 전류밀도 0.1~10A/㎠임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the AC power in the step S4 has a frequency of 5 to 60 Hz and a current density of 0.1 to 10 A / cm 2. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S4)에서의 전해액은 20g/ℓ이하의 Al 이온과 0.5~5M의 염산과 0.01~2M의 황산을 포함하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrolyte in the step (S4) of the aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure, characterized in that the Al ion of less than 20g / ℓ, 0.5 ~ 5M hydrochloric acid and 0.01 ~ 2M sulfuric acid Manufacturing method. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S4)에서의 상기 1차에칭은 상기 전해액의 온도 10~60℃에서 10~60초간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the primary etching in the step S4 is performed for 10 to 60 seconds at a temperature of 10 to 60 ° C of the electrolyte solution. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S5)에서의 건조는 에칭된 알루미늄집전체를 증류수로 세척한 다음 아세톤을 포함한 감광액 제거제로 잔류감광액을 제거한 후 50~500℃의 온도에서 2~15분간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the drying in the step (S5) is to wash the etched aluminum current collector with distilled water and then remove the residual photoresist with a photoresist remover containing acetone, and is performed for 2 to 15 minutes at a temperature of 50 ~ 500 ℃. A method for producing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S6)에서의 2차에칭은 주파수 10~90㎐, 전류밀도 0.1~10A/㎠인 교류전원을 인가하여 에칭하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 1, wherein the secondary etching in the step S6 is performed by applying an AC power source having a frequency of 10 to 90 Hz and a current density of 0.1 to 10 A / cm 2. Manufacturing method. 삭제delete 제 14 항에 있어서, 상기 2차에칭은 10~30g/ℓ의 Al 이온과 100~300g/ℓ Cl 이온, 그리고 5~30g/ℓ의 SO4 이온을 포함하는 에칭전해액에서 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The three-dimensional etching method according to claim 14, wherein the secondary etching is performed in an etching electrolyte solution containing 10 to 30 g / l Al ions, 100 to 300 g / l Cl ions, and 5 to 30 g / l SO 4 ions. A method of manufacturing an aluminum current collector having a pattern structure. 제 14 항에 있어서, 상기 2차에칭은 30~90℃에서 10~60초간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 14, wherein the secondary etching is performed for 10 to 60 seconds at 30 to 90 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기단계(S7)에서의 세척 및 건조는 증류수로 세척한 후 50~500℃의 온도에서 2~15분간 행하는 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the washing and drying in the step (S7) is a method for producing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure, characterized in that for 2 to 15 minutes at a temperature of 50 ~ 500 ℃ after washing with distilled water. 제 5 항에 있어서, 상기 입체패턴은 포토리소그래피를 이용한 것임을 특징으로 하는 입체패턴구조를 갖는 알루미늄 집전체의 제조방법.The method of manufacturing an aluminum current collector having a three-dimensional pattern structure according to claim 5, wherein the three-dimensional pattern is photolithography. 삭제delete 삭제delete
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