KR101381648B1

KR101381648B1 - 초음파 합성법을 이용하여 제조된 탄소 복합체 구조의 양극 활물질 제조 방법과 이 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질 및 이를 포함하는 하이브리드 커패시터

Info

Publication number: KR101381648B1
Application number: KR1020110137877A
Authority: KR
Inventors: 우대중
Original assignee: 비나텍주식회사
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2014-04-14
Also published as: KR20130085550A

Abstract

본 발명은 양극 활물질 및 그를 포함하는 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)에 관한 것으로, 인산리튬을 마련하는 단계, 인산철 또는 인산철 수화물을 마련하는 단계, 상기 인산리튬 및 인산철을 수용액에서 합성하면서 탄소 재료를 첨가하고 초음파 합성하는 단계, 합성된 재료를 열처리하여 LiFePO₄/C를 생성하는 단계를 포함하는 초음파 합성법을 이용한 양극 활물질 제조 방법, 이 방법에 의해 제조되는 양극 활물질, 상기 양극 활물질을 이용한 하이브리드 커패시터의 구성을 개시한다.

Description

초음파 합성법을 이용하여 제조된 탄소 복합체 구조의 양극 활물질 제조 방법과 이 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질 및 이를 포함하는 하이브리드 커패시터{Manufacturing Method For Cathode active material with Carbon composite structure Manufactured by using a ultrasonic composite and Cathode active material thereof and hybrid capacitor comprising the same}

본 발명은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 합성법을 이용하여 LiFePO₄/C 합성물을 생성하고 이를 하이브리드 커패시터의 전기화학적 특성을 향상시킨 양극 활물질 제조 방법과 양극 활물질 및 그를 포함하는 하이브리드 커패시터에 관한 것이다.

각종 휴대용 전자기기를 비롯하여 전기자동차 등은 전원 공급 장치가 요구되는 시스템이나, 순간적으로 발생하는 과부하를 조절 또는 공급하는 시스템을 위한 전기에너지 저장장치도 요구되고 있으며, 이러한 전기에너지 저장장치로 배터리, 전해 커패시터, 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor), 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor) 등이 있다.

여기서 전기이중층 커패시터는 서로 다른 상의 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하현상을 이용한 커패시터로서 에너지 저장 메커니즘이 산화 및 환원과정에 의존하는 배터리에 비하여 충방전 속도가 빠르고 충방전 효율이 높으며 사이클 특성이 월등하여 백업 전원에 광범위하게 사용되며, 향후 전기자동차의 보조전원으로서의 가능성도 무한하다.

하이브리드 커패시터는 기존 전기이중층 커패시터의 고출력 및 장수명 특성과, 리튬 이온 전지의 고에너지밀도를 결합한 새로운 개념의 전기에너지 저장 시스템으로, 리튬 이온 커패시터(LIC: lithium ion capacitor)라고도 한다. 전기이중층 내 전하의 물리적 흡착반응을 이용하는 전기이중층 커패시터는 우수한 출력특성 및 수명특성에도 불구하고 낮은 에너지밀도 때문에 다양한 응용분야에 적용이 제한되고 있다. 이러한 전기이중층 커패시터의 문제점을 해결하는 수단으로서 음극 활물질을 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 작동할 수 있는 탄소계 소재를 이용하는 하이브리드 커패시터가 제안되었다. 하이브리드 커패시터는 이온화 경향이 큰 리튬 이온을 음극에 미리 도핑하여 음극의 전위를 대폭적으로 낮출 수 있고, 셀 전압도 종래의 전기이중층 커패시터의 2.5 V 대비 크게 향상된 3.8 V 이상의 고전압 구현이 가능하며 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있다.

리튬 이온이 도핑된 탄소계 소재를 이용해 음극을 구성한 하이브리드 커패시터의 반응 메카니즘을 살펴보면, 충전 시에는 음극에서 탄소계 소재로 전자가 이동하여 탄소계 소재가 음전하를 띠게 함으로써, 리튬 이온이 음극의 탄소계 소재에 삽입되고, 반대로 방전 시에는 음극의 탄소계 소재에 삽입되어 있던 리튬 이온이 탈리되고 양극에 음이온이 흡착된다. 하이브리드 커패시터는 이러한 메카니즘을 이용하는 것으로 음극에서의 리튬 이온의 도핑량을 제어하여 고에너지밀도를 갖는 전지 구현이 가능할 수 있다.

이러한 하이브리드 커패시터는 리튬 이온 전지의 에너지 저장 능력과 커패시터의 출력 특성을 조합한 시스템으로 두 가지 기능을 동시에 발현할 수 있는 소재를 적용하여 고출력 사용 시에 커패시터 특성을 나타내고 기기의 지속 사용 시간을 리튬 이온 전지 수준으로 확장한 미래형 전기에너지 저장 시스템이다.

이와 같은 하이브리드 커패시터를 구현하기 위해서, 단성분계 양극 활물질로 LiCoO₂, LiMn₂O₄, LiNiO₂ 등이 사용되고 있다. LiCoO₂의 경우 열적 안정성 및 용량이 우수하다는 장점이 있지만 상대적으로 비싼 가격으로 인해 그 수요가 점차 줄어들고 있다. LiNiO₂는 용량면에서는 우수하지만 열적 안정성이 불안하다. 이와는 반대로 LiMn₂O₄의 경우 높은 열적 안정성을 가지고 있지만 가역용량이 낮은 단점이 있다. 특히 LiMn2O4는 양극소재를 사용함에 있어서 60℃이상의 고온에서 Mn2+ 이온의 용출로 인해 용량이 급저하 되는 현상이 발생한다.

이러한 문제 해결을 위하여 LiFePO₄가 대안 물질로 대두되고 있다. LiFePO₄ 양극활물질은 구조적으로 매우 안정한 올리빈 구조를 갖고 있기 때문에 열적, 화학적으로 안정하며 이론용량이 170mAh/g으로 비교적 높으며 무엇보다 Fe원료를 사용함으로써 친환경적이고 저가인 장점이 있다. 하지만 일반적인 LiFePO₄는 리튬이온의 확산 속도가 느리고 낮은 전기전도도로 인하여 고율에서의 특성이 상대적으로 떨어져 적용 범위의 확대가 어려운 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 전기전도도 개선을 위하여 초음파 합성법을 이용하여 LiFePO₄/C 합성물을 생성하고 이를 이용하여 하이브리드 커패시터의 전기화학적 특성을 향상시킨 양극 활물질 제조 방법과 양극 활물질 및 그를 포함하는 하이브리드 커패시터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인산리튬을 마련하는 단계, 인산철 또는 인산철 수화물을 마련하는 단계, 상기 인산리튬 및 인산철을 수용액에 합성하면서 탄소 재료를 첨가하고 초음파 합성하는 단계, 합성된 재료를 열처리하여 LiFePO₄/C를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용한 양극 활물질 제조 방법의 구성을 개시한다.

여기서 상기 방법은 상기 LiFePO₄ 85~99 wt%와, 상기 Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 열처리는 600℃에서 수행될 수 있다.

본 발명은 또한, 초음파 합성법에 의하여 합성된 LiFePO₄/C를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용하여 제조된 양극 활물질의 구성을 개시한다.

본 발명은 또한, 초음파 합성법에 의하여 합성된 LiFePO₄/C를 포함하는 양극 활물질로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 커패시터의 구성을 개시한다. 여기서 상기 양극 활물질은 상기 LiFePO₄/C 85~99 wt%와, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, LiFePO₄/C 합성물을 초음파 합성법에 의하여 합성함으로써 전기 전도도가 우수하며 안정된 특성을 가짐과 아울러 충방전 싸이클 특성이 우수한 양극 활물질 제조 및 우수한 하이브리드 커패시터 생산이 가능하도록 지원한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 초음파 합성에 의하여 구성된 LiFePO₄/C의 XRD 패턴을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 초음파 합성에 의하여 구성된 LiFePO₄/C의 TEM 이미지를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 초음파 합성에 의해 구성되는 LiFePO₄/C의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 비교 예 및 실시 예에 따른 양극 활물질을 이용한 하이브리드 커패시터의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교 예 및 실시 예에 따른 양극 활물질을 이용한 하이브리드 커패시터의 전류밀도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교 예 및 실시 예에 따른 양극 활물질을 이용한 하이브리드 커패시터의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 하이브리드 커패시터용 양극 활물질은 초음파 합성법에 의하여 합성한 LiFePO₄/C 합성물을 포함하고, 이러한 양극 활물질에 탄소계 재료를 혼합하여 양극 재료를 제조할 수 있다. 이때 양극 재료는 양극 활물질 5~20 wt%와, 탄소계 재료 80~95 wt%를 포함할 수 있다.

특히 양극 활물질은 LiFePO₄/C 85~99 wt%와, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 포함할 수 있다. 양극 활물질은 5V 이하의 전압영역에서 리튬을 가역적으로 삽입 또는 탈리할 수 있다.

양극 활물질은 탄소계 재료에 첨가되는 양에 따라 탄소계 재료 전체에 균일하게 혼합될 수도 있고, 일부에만 국부적으로 혼합될 수도 있다.

그리고 탄소계 재료로는 활성탄 소재와, 활성탄 소재를 개선한 활성탄-금속산화물 복합소재 및 전도성고분자-활성탄 복합소재를 포함하며, 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 양극 활물질은 전기화학적으로, 탄소계 재료에 리튬을 도핑할 수 있으며, 도핑된 리튬 이온이 하이브리드 커패시터 특성에 기여함으로써, 하이브리드 커패시터의 사이클 특성 및 전류밀도 특성(율특성)은 향상시키고, 임피던스는 감소시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 커패시터용 양극 활물질의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

여기서 도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 초음파 합성법에 의해 제조된 LiFePO₄/C의 XRD 패턴을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 LiFePO₄/C의 TEM 이미지를 나타낸 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 초음파 합성법에 의한 LiFePO₄/C 합성물을 제조하는 방법을 나타낸 도면이다.

본 실시 예에 따른 초음파 합성법에 따른 LiFePO₄/C 합성물을 이용한 양극 활물질 제조 방법은 먼저, 인산리튬 Li3PO₄을 마련하는 S101 단계를 수행한다. 그리고 양극 활물질 제조 방법은 인산리튬 Li₃PO₄에 합성할 인산철 Fe₃(PO₄)₂ 또는 이의 수화물 Fe₃(PO₄)₂ㅇnH₂O을 마련하는 S103 단계를 수행한다. 여기서 n은 수화물 수가 될 수 있다.

이후 본 발명의 양극 활물질 제조 방법은 인산리튬과 인산철을 물에 용해시키면서 탄소 재료를 함께 공급하고 초음파 합성을 수행하는 S105 단계를 수행한다. 여기서 초음파 합성 과정 전후 분산 여과 처리하는 과정을 수행할 수 있다.

한편 본 발명의 양극 활물질 제조 방법은 합성이 완료된 재료를 열처리하는 S107 단계를 수행한다. 여기서 열처리는 예를 들면, 400∼900℃ 온도범위에서 일정시간 동안 수행될 수 있다. 열처리 온도가 400℃ 보다 낮으면 잔류 유기물이 제거되지 않아 싸이클 특성에 영향을 주고, 900℃보다 높으면 Li₂O형태로 휘발이 일어나 다른 상(phase)을 얻게 되어 싸이클 특성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어 열처리 과정은 철의 산화 온도를 고려한 600℃에서 수행될 수 있다.

이러한 방법을 통하여 제작된 합성물을 이용한 양극 활물질은 싸이클 특성이 향상되고 우수한 전기 전도도 특성을 가지는 하이브리드 커패시터를 제조할 수 있도록 한다. 특히 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 초음파의 진동 에너지가 인산철리튬의 결합에 영향을 주면서 탄소 재료가 LiFePO₄의 표면에 보다 고르고 균일하게 흡착되게 함으로써 전기 전도도를 가지는 탄소에 의하여 비약적인 비표면적 향상 및 그에 따른 LiFePO₄의 전기 전도도 개선의 효과를 가져올 수 있다. 이에 따라 본 발명의 합성물은 고율에서의 특성이 개서된 하이브리드 커패시터의 제조가 가능하도록 지원한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 양극 활물질은 LiFePO₄/C 합성물 제조 당시 초음파 합성법을 이용하여 인산리튬과 인산철 및 탄소 재료를 합성함으로써 원소들의 배열을 보다 균일하고 고르게 배치함과 아울러 인산리튬과 인산철 간의 결합력을 일정하게 유지하여 탄소 재료가 해당 결합들 사이에 고르게 분포하면서 합성될 수 있도록 지원한다. 즉 LiFePO₄/C는 합성 과정에서 조사된 초음파에 의한 진동 에너지가 고르게 제공되는 환경에서 LiFePO₄를 일정하게 분포시키고 이와 함께 탄소 재료가 LiFePO₄/C의 표면에 고르고 균일하게 흡착되는 형태로 합성을 이루게 한다. 이에 따라 합성이 완료된 LiFePO₄/C는 비표면적이 균일하고 고르게 분포된 형태를 가질 수 있다. 결과적으로 초음파 합성법에 의하여 합성된 LiFePO₄/C는 각 원소들의 균일한 배열을 통하여 저항을 낮춤으로써 보다 개선된 전기 전도도를 가질 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 양극 활물질의 사이클 특성, 전류밀도 특성, 및 임피던스를 평가하기 위해서, 아래와 같이 하이브리드 커패시터를 제조하였다. 이때 본 발명에 따른 실시 예의 경우, 양극 재료는 양극 활물질 5~20 wt%와, 탄소계 재료 80~95 wt%를 포함할 수 있다. 이때 양극 활물질은 전술된 바와 같이 LiFePO₄/C에 금속 이온이 첨가된 복합 물질이다. 비교 예의 경우, 양극 재료로 양극 활물질 LiNi_0.4Co_0.3Mn_0.3O₂ 5~20 wt%와, 탄소계 재료 80~95 wt%를 포함한다. 그리고 실시 예 및 비교 예에서는 하이브리드 커패시터를 하프 셀로 제조하였다.

실시 예와 비교 예에 따른 하이브리드 커패시터의 제조는 동일하게 진행되기 때문에, 실시 예에 따른 하이브리드 커패시터의 제조 방법을 중심으로 설명하도록 하겠다. 이때 탄소계 재료로는 활성탄이 사용될 수 있다.

양극 활물질 92 wt%와 결착제 PVdF를 8 wt%로 하여, NMP을 용매로 슬러리(slurry)를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄 메쉬(Al mesh)에 도포하여 건조 후 프레스로 압밀화시켜, 진공상에서 120℃로 16시간 건조해 직경 12 mm의 원판으로 전극을 제조하였다. 상대극으로는 직경 12 mm로 펀칭(punching)을 한 리튬금속박을, 분리막으로는 PP 필름을 사용하였다. 전해액으로는 1M의 LiPF₆의 EC/DMC를 3:7로 배합한 혼합 용액을 사용하였다. 전해액을 분리막에 함침시킨 후, 이 분리막을 작용극과 상대극 사이에 끼운 후 스테인레스(SUS) 제품의 케이스를 전극 평가용 시험 셀, 즉 비수계 하이브리드 커패시터용 하프 셀로 제조하였다.

이때 풀 셀로 적용할 경우 음극 활물질로 탄소계 재료인 인조흑연, 천연흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본마이크로비드, 석유코크스, 수지소성체, 탄소섬유, 열분해 탄소 등의 결정질이나 비정질 탄소로 이루어진 물질 중에서 적어도 하나가 사용될 수 있다.

양극 활물질은 5V 이하의 전압영역에서 가역적으로 리튬 이온은 삽입 또는 탈리하며, 5V 이하의 전압영역에서 구동되는 비수계 전해질이 적용된 하이브리드 커패시터에 적용이 가능하다.

한편 양극 극판의 제작은 본 발명에 따른 양극 활물질의 분말에, 필요에 따라서, 도전제(탄소계 재료), 결착제, 필러, 분산제, 이온 도전제, 압력 증강제 등과 통상 이용되고 있는 l종 또는 2종 이상의 첨가 성분을 첨가해, 적당한 용매(유기용매)에 의해 슬러리 내지 페이스트(paste)화 한다. 이렇게 얻은 슬러리 또는 페이스트를 전극 지지 기판에 해당하는 집전체에 닥터 플레이드법 등을 이용해 도포 및 건조한 후, 압연 롤 등으로 프레스한 것을 양극 극판으로서 사용한다.

이때 필요에 따라 도전제(탄소계 재료)로는 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, Ketjen Black, 탄소섬유, 금속가루 등이 사용될 수 있다. 결착제로는 PVdF, 폴리에틸렌 등을 사용할 수 있다. 전극 지지 기판은, 동, 니켈, 스테인레스 강철, 알루미늄 등의 박, 시트, 메쉬 혹은 탄소섬유 등으로 구성할 수 있다.

이와 같이 제조된 양극을 이용하여 하이브리드 커패시터를 제작한다. 하이브리드 커패시터의 형태는 코인, 버튼, 시트, 파우치, 원통형, 각형 등 어느 것이라도 좋다. 하이브리드 커패시터의 음극, 전해질, 분리막 등은 기존 리튬이차전지에 사용할 수 있다.

전해액은 유기용매에 리튬염을 용해시킨 비수계 전해액, 무기 고체 전해질, 무기 고체 전해질의 복합재 등을 사용할 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.

여기서 비수계 전해액의 용매로서는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있다. 에스테르로는 부티로락톤(BL), 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤(valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있다. 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있다. 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 비수계 전해액은 비수성 유기용매의 종류에 한정되는 것은 아니다.

비수계 전해액의 리튬염의 예로서는, LiPF₆, LiBF₄, LiSbF₆, LiAsF₆, LiClO₄, LiCF₃SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂, LiN(C₂F₅SO₂)₂, LiAlO₄, LiAlCl₄, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2x+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO₃CF₃로 이루어진 군에서 선택되는 것을 하나 이상 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

그리고 분리막으로는 PP 또는 PE 등의 폴리올레핀(Polyolefin)으로부터 제조되는 다공성 필름이나, 부직포 등의 다공성재를 사용할 수 있다.

이와 같이 제조된 실시 예 및 비교 예에 따른 하이브리드 커패시터의 충방전 특성을 비교하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 양극 활물질이 비교 예에 따른 양극 활물질에 비해서 사이클 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 예컨대 비교 예의 경우 84%인 반면에, 실시 예는 92%로 비교 예에 비해서 사이클 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 양극 활물질이 비교 예에 따른 양극 활물질에 비해서 전류밀도 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 이것은 전도성이 양호한 탄소를 초음파 합성법을 이용하여 LiFePO₄에 균일하게 첨가함으로써, 전류밀도와 같은 출력특성이 향상된 것으로 판단된다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 양극 활물질이 비교 예에 따른 양극 활물질에 비해서 임피던스가 감소된 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 양극 활물질은 LiFePO₄를 탄소와 합성하는 과정에서 초음파 합성법을 이용함으로써 탄소가 LiFePO₄에 균일하고 고르게 흡착되도록 함으로써 높은 전기 전도도 향상을 획득할 수 있다. 또한 탄소가 균일하고 매끄럽게 배치되도록 함으로써 하이브리드 커패시터의 사이클 특성 및 전류밀도(율특성)는 향상시키고, 임피던스는 감소시킬 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

인산리튬을 마련하는 단계;
인산철 또는 인산철 수화물을 마련하는 단계;
상기 인산리튬 및 인산철을 수용액에서 합성하면서 탄소 재료를 첨가하고 초음파 합성하는 단계;
합성된 재료를 열처리하여 LiFePO₄/C를 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용한 양극 활물질 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 생성하는 단계 이후에,
상기 LiFePO₄/C 85~99 wt%와, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 혼합하는 단계;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용한 양극 활물질 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 600℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용한 양극 활물질 제조 방법.
초음파 합성법에 의하여 합성된 LiFePO₄/C 85~99 wt%와, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 합성법을 이용하여 제조된 양극 활물질.
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초음파 합성법에 의하여 합성된 LiFePO₄/C를 포함하는 양극 활물질로 구성되고,
상기 양극 활물질은
상기 LiFePO₄/C 85~99 wt%와, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 1~15 wt%를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 커패시터.
삭제