KR101912017B1 - 분리막, 이를 포함한 에너지 저장 장치 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 전극층 사이에 전기 에너지를 저장할 수 있는 장치에 사용되는 분리막과 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 이들의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 분리막 제조 방법은, 셀룰로오스 나노 파이버(CNF) 잉크를 준비하는 잉크준비단계와, 임의의 평면 상에 상기 CNF 잉크를 단속적으로 분사하는 잉크분사단계와, 상기 분사된 CNF 잉크를 건조하는 건조단계를 포함할 수 있다.

Description

분리막, 이를 포함한 에너지 저장 장치 및 이들의 제조 방법 {DIELECTRIC LAYER, DEVICE FOR STORING ENERGY WITH THE DIELECTRIC LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 분리막, 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 전극층 사이에 전기 에너지를 저장할 수 있는 장치에 사용되는 분리막과 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

전기 에너지 저장 장치의 일례로서 커패시터(capacitor)가 널리 사용되고 있다. 최근에는 고용량의 커패시터로서 이른바 슈퍼커패시터(supercapacitor)의 개발도 활발하다. 슈퍼커패시터는 이차전지에 비해 수명이 반영구적으로 길며 충방전 속도가 빠르므로 고출력이 필요한 전기 자동차 등을 위한 에너지 저장장치로서 각광받고 있다. 그러나 슈퍼커패시터일지라도 이차전지에 비해 저장 용량이 적다는 단점이 있다.

종래기술에 따른 커패시터는 제1 전극과 분리막과 제2 전극을 순차 적층하여 제조하는데, 커패시터의 용량을 늘이기 위해서는 각 전극의 유효면적을 넓히거나 분리막의 두께를 얇게 하는 것이 유리하다.

종래기술에 따른 커패시터는 대량생산에 적합하도록 폴리머 등의 재질로 된 분리막을 얇은 필름, 쉬트(sheat) 또는 종이 등의 형태로 만든 뒤 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 통해 제조한다. 그러나 이와 같은 구조에서는 분리막의 두께를 얇게 만드는 데에 한계가 있을 뿐더러, 분리막의 재질에 따라서는 두께가 지나치게 얇을 경우 유전율을 충분히 확보하지 못할 수도 있다. 또한, 롤투롤 공정의 특성상 미리 정해진 규격의 커패시터만을 제조할 수 있을 뿐, 요구되는 다양한 형태나 면적, 또는 용량을 가지도록 커패시터를 제조하는 데에 적합하지 않기도 하다. 나아가서 초고밀도 전자 회로의 구성을 위해 필수적인 커패시터의 소형화, 유연화, 박막화의 요구도 충족시키지 못한다.

이와 같은 문제는 커패시터에서만 나타나는 것이 아니라 다른 형태의 에너지 저장 장치, 예컨대 이차전지에서도 나타난다. 이차전지에 사용되는 분리막은 특정한 크기의 입자는 통과시키면서 절연성을 가질 것이 요구되는데, 이런 특성을 가진 분리막을 소형화하는 것 등이 어렵다는 문제도 있다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 필요한 두께로 손쉽게 제조할 수 있는 분리막 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 좁은 면적에 대해서도 손쉽게 형성할 수 있는 분리막 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 분리막을 필요한 두께로 손쉽게 제조할 수 있는 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 필요에 따라 다양한 저장 용량을 가지되 소형화에 유리한 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분리막 제조 방법은, 셀룰로오스 나노 파이버(CNF) 잉크를 준비하는 잉크준비단계와, 임의의 평면 상에 상기 CNF 잉크를 단속적으로 분사하는 잉크분사단계와, 상기 분사된 CNF 잉크를 건조하는 건조단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 잉크준비단계는, 셀룰로오스 파우더를 NaOH 2wt% 용액에서 교반하는 단계와, 상기 교반된 셀룰로오스 파우더를 증류수로 세척하는 단계와, 상기 세척된 셀룰로오스 파우더를 IPA로 세척하는 단계와, 상기 IPA로 세척된 셀룰로오스 파우더와 IPA를 셀룰로오스 파우더가 1wt% 이하가 되도록 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 용액을 고압균질기로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 분리막 제조 방법에 있어서, 상기 셀룰로오스 파우더는 입자의 최대 길이가 20㎛일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 분리막 제조 방법에 있어서, 상기 잉크분사단계는, 상기 CNF 잉크를 30kPa 내지 500kPa의 압력으로 분사할 수 있다. 또한 상기 잉크분사단계는, 상기 CNF 잉크를 100kPa로 분사하되, 셀룰로오스 파우더가 5mg/ml인 CNF 잉크는 직경 100㎛ 이상인 노즐을 통해 분사하고, 셀룰로오스 파우더가 10mg/ml인 CNF 잉크는 직경 200㎛ 이상인 노즐을 통해 분사할 수 있다. 아울러 상기 잉크분사단계는, 상기 CNF 잉크를 10msec 내지 200msec 동안 1차 분사한 뒤 다른 지점으로 이동하여 다시 동일한 시간 동안 2차 분사하는 것을 반복할 수 있다. 이때 상기 다른 지점으로 이동하는 거리는 상기 1차 분사에 의해 형성된 CNF 잉크 방울의 직경의 80% 이하일 수 있다.

본 발명에 따른 분리막은, 셀룰로오스 나노 파이버(CNF) 잉크를 단속적으로 분사하여 형성되고, 두께가 1.6㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 여기서 상기 CNF 잉크는 셀룰로오스 파우더와 IPA의 혼합 용액을 고압균질기로 처리하여 셀룰로오스 입자의 크기가 나노미터급으로 된 분산체일 수 있다.

본 발명에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치는, 기재 상에 형성된 제1 전극층과, 상기 제1 전극층 상에 앞서 언급된 본 발명에 따른 분리막 제조 방법에 따라 형성된 분리막과, 상기 분리막 상에 형성된 제2 전극층을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 방법은, 기재 상에 제1 전극층을 형성하는 단계와, 상기 제1 전극층 상에 앞서 언급된 본 발명에 따른 분리막 제조 방법에 따라 분리막을 형성하는 단계와, 상기 분리막 상에 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에 더하여 상기 제2 전극층 상에 제1항 내지 제7항에 따른 분리막 제조 방법에 따라 분리막을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따르면 CNF 잉크를 분사하여 분리막을 형성하게 되므로, CNF 잉크의 분사량을 조절함으로써 필요한 두께의 분리막을 손쉽게 획득할 수 있다.

또한 롤투롤 공정과 달리 필요에 따라 즉각적으로 분리막의 두께를 변경하여 형성할 수 있으며, CNF 잉크를 분사할 수만 있다면 좁은 면적에 대해서도 분리막을 형성하는 것이 가능하다.

이와 같은 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치는 필요에 따라 다양한 용량을 가진 것으로 손쉽게 제조할 수 있으며, 박막들이 적층된 구조로 되어 있어 박막화, 소형화에 극히 유리하다.

도 1은 본 발명에 따른 분리막 제조 방법의 일실시예의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실험예 1에서 분사 압력에 따른 잉크 방울의 직경 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실험예 2에서 잉크 방울의 간격에 따른 막두께의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실험예 3에서 잉크 방울의 간격에 따른 막두께의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 실험예 4에서 분사 시간에 따른 잉크 방울의 직경 및 높이 변화를 도시한 그래프이다.
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명에 따른 실험예 5에서 잉크 방울의 중심 간격에 따른 막 형상을 나타낸 이미지이다.
도 9는 본 발명에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 실시예에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 과정을 나타낸 개략 단면도이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 분리막 제조 방법의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 분리막 제조 방법의 일실시예의 순서도이다.

분리막을 제조하기 위해서 먼저 분리막을 형성할 재료로 혼합 용액을 만든다(잉크준비단계, S100). 잉크준비단계(S100)는 더욱 구체적으로 다음과 같은 과정을 거친다.

셀룰로오스 파우더에 수산화나트륨(NaOH) 2wt% 용액을 혼합하여 약 1시간 동안 교반한다(S110). 이때 셀룰로오스 파우더는 각 입자의 최대 길이가 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 단계를 통해 셀룰로오스 입자들이 팽윤되며 인장강력이 증가한다.

다음으로 셀룰로오스 파우더를 증류수로 세척한다(S120). 이는 수산화나트륨을 제거하기 위한 것이다.

이어서 셀룰로오스 파우더를 IPA(이소프로필 알코올)로 다시 세척한다(S130). 이 단계는 셀룰로오스 파우더로부터 잔존 증류수를 제거하여 이어질 IPA와의 혼합을 대비하기 위한 것이다.

세척된 셀룰로오스 파우더에 IPA를 혼합하되, 셀룰로오스 파우더가 1wt%가 되도록 한다(S140).

다음으로 이 셀룰로오스 파우더와 IPA의 혼합 용액을 고압균질기(high pressure homogenizer)에 투입하고, 140Mpa의 압력 조건에서 20회 반복 처리한다(S150). 이 과정을 지나면 셀룰로오스 파우더는 최대 길이가 나노미터급으로 분쇄되며, IPA 용액 내에 골고루 분산된 분산체를 형성한다. 이 분산체가 곧 셀룰로오스 나노 파이버(cellulose nano fiber, CNF) 잉크가 된다. 이 잉크에 IPA를 추가하거나, IPA를 제거함으로써 필요한 농도의 CNF 잉크를 얻을 수 있다.

CNF 잉크가 준비되면, 임의의 평면 상에 CNF 잉크를 단속적으로 분사한다(잉크분사단계, S200). 여기서 '단속적으로' 분사한다는 것은 CNF 잉크를 방울(droplet)의 형태로 분사함을 의미한다. 예컨대 잉크젯 인쇄기, 버블젯 인쇄기, 잉크 디스펜서 등으로 알려져 있는 비접촉 인쇄 방식을 채용한 기기들의 작동 방식과 유사하다. 따라서 이 단계에서 '분사한다'는 것은 이들 기기에서와 같은 잉크젯, 버블젯, 디스펜싱 등을 포함하는 비접촉 인쇄 방식으로 잉크를 인쇄한다는 것으로 이해되어야 한다. 또한 잉크 방울이 분사되는 횟수나 1회의 분사에서 분사되는 잉크 방울의 수 역시 필요에 따라 취사선택할 수 있으므로, 예컨대 단일한 잉크 방울을 1회 분사하여 절연막을 형성하는 것도 포함한다. 한편, CNF 잉크를 분사할 대상인 임의의 평면은, 차후에 설명할 전극층 등을 포함하여 분리막을 형성할 필요가 있는 대상물이라면 어떤 것도 해당될 수 있다. 잉크분사단계는 적절한 막두께를 형성할 수 있으면서도 CNF 잉크가 잘 분사될 수 있는 적절한 조건으로 분사되어야 한다. 예컨대, CNF의 함량이 5mg/ml인 CNF 잉크를 100kPa로 분사하는 경우, 노즐은 직경은 100㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이보다 작은 직경의 노즐에서는 잉크 방울이 분사되지 못하고 노즐이 막히는 현상이 발생한다. 다른 예로서 CNF 함량이 10mg/ml인 CNF 잉크를 같은 압력으로 분사하는 경우, 노즐은 직경은 200㎛ 이상인 것이 바람직하다.

잉크분사단계(S200)에서 분사된 잉크를 건조하면 CNF에 의해 형성된 분리막을 얻게 된다(건조단계, S300).

한편, 잉크분사단계(S200)에서는 분사되는 잉크 방울의 크기와 간격에 따라 결과적으로 형성될 분리막의 품질이 결정되므로, 이들 사이의 관계에 대해 다음과 같은 실험을 수행하였다.

<실험예 1>

디스펜서로 CNF 잉크를 분사하되, CNF의 함량이 5mg/ml인 CNF 잉크는 직경 100㎛인 노즐로 분사하고, CNF 함량이 10mg/ml인 CNF 잉크는 직경 200㎛으로 분사한다. 한편, 분사 압력은 30~500kPa로 변화시키면서 분사된 한 방울의 잉크가 평면 위에서 형성하는 직경을 측정하면 도 2의 그래프와 같은 양상을 보인다.

즉, 압력(pressure)이 증가함에 따라 CNF의 함량이 5mg/ml인 CNF 잉크 한 방울(single droplet)은 평면 상에서 그 직경이 2.2~6.3mm가 되도록 형성되며, CNF 함량이 10mg/ml인 CNF 잉크는 평면 상에서 그 직경이 5~8mm가 된다.

이는 다른 조건이 동일할 때, 분사 압력을 조절함으로써 잉크 방울의 크기를 조절할 수 있음을 의미하며, 따라서 적용처의 크기나 면적, 필요한 분리막의 두께 등을 고려하여 적절한 분사 압력을 설정할 수 있다. 예컨대, 하나의 잉크 방울만으로 절연막을 형성하는 경우에, 절연막을 형성할 대상의 크기에 따라 실험예 1의 결과에 따라 적절한 함량을 가진 CNF 잉크를 적절한 직경의 노즐로 적절한 분사 압력으로 분사할 수 있다.

또한, 분리막의 두께와 같은 특성은 잉크 내의 CNF 함량이나 잉크 방울의 크기 뿐만 아니라 각 잉크 방울 사이의 간격(drop spacing)에 의해서도 영향을 받는다. 이 영향을 알아보기 위해 다음과 같은 실험들을 수행하였다.

<실험예 2>

CNF의 함량이 5mg/ml인 CNF 잉크를 직경 100㎛인 노즐을 통해 50kPa의 분사 압력으로 단속적으로 분사하되, 각 잉크 방울 사이의 간격을 0.5~2.5mm로 변화시켜가면서 각 간격에서 최종적으로 형성된 분리막의 두께를 측정하였다. 그 결과는 도 3의 그래프에 나타나 있는데, 결론적으로 1.6~5.5㎛의 막두께를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

<실험예 3>

CNF의 함량이 10mg/ml인 CNF 잉크를 직경 200㎛인 노즐을 통해 30kPa의 분사 압력으로 단속적으로 분사하되, 각 잉크 방울 사이의 간격을 1.5~3.5mm로 변화시켜가면서 각 간격에서 최종적으로 형성된 분리막의 두께를 측정하였다. 그 결과는 도 4의 그래프에 나타나 있는데, 결론적으로 8~20㎛의 막두께를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

실험예 2 와 3을 통해, 다른 조건이 동일할 때, 잉크 방울 사이의 간격을 조절함으로써 막두께를 결정할 수 있으며, 필요한 막두께에 맞추어 적당한 간격을 설정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 위 실험예들에 따르면 분리막의 두께는 1.6~20㎛의 범위에서 조절하는 것이 가능하다.

물론, 분리막의 특성은 분사 시간으로도 조절할 수 있다. 이를 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.

<실험예 4>

분사 압력을 30kPa로 고정하되 잉크 방울 하나를 분사하는 시간, 즉 단위 분사 시간을 10~200msec로 변경해 가면서 분사한 결과가 도 5에 제시되어 있다. 즉, 단위 분사 시간이 늘어날수록 잉크 방울이 평면 상에서 형성하는 직경(lateral direction)이나 높이(height) 또는 두께가 늘어나는데, 그 구체적인 수치는 도 5에 제시된 바와 같이, 단위 분사 시간이 10msec일 때 직경 약 1.5mm, 정상부 높이 약 2.5㎛이고, 단위 분사 시간이 50msec일 때 직경 약 3mm, 정상부 높이 약 7㎛이며, 단위 분사 시간이 200msec일 때 직경 약 5mm, 정상부 높이 약 12㎛와 같았다.

실험예 4의 결과는 하나의 잉크 방울만으로 절연막을 형성할 때, 그 형성될 절연막의 두께를 결정하기 위해 참고할 수 있다.

이상의 실험결과를 바탕으로, 실용적으로 사용 가능한 분사 조건 및 당해 분사 조건에서 각 잉크 방울 사이의 간격을 변화시킬 때 형성되는 분리막의 형태에 대해 다음과 같은 실험을 수행하였다.

<실험예 5>

상용의 디스펜서(무사시 엔지니어링사 제조)를 이용하여 CNF 함량 10mg/ml인 CNF 잉크를 100kPa의 압력으로 유리기판 상에 분사하되, 사용된 노즐의 직경은 150㎛이고 단위 분사 시간은 10msec로 유지한다.

이 조건에서는 유리기판 상에서 하나의 잉크 방울이 직경 2.5mm를 형성하는데, 각 잉크 방울의 중심 간격(drop space 또는 distance)을 1~3mm로 조절하면서 단속적으로 분사하면, 도 6 내지 도 8의 결과를 얻을 수 있다. 이 중심 간격은 실제로는 디스펜서를 통해 유리기판 상에 하나의 잉크 방울을 1차로 분사한 뒤 디스펜서의 노즐 또는 유리기판을 다른 지점으로 이동시킨 후 다른 잉크 방울을 2차로 분사하며, 이를 반복하는 식으로 구현된다. 즉, 잉크 방울들의 중심 간격은 이와 같이 노즐 또는 유리기판을 이동시킨 거리에 상당하다. 도 6에 나타낸 결과는 잉크 방울의 중심 간격이 2mm인 경우로서, 최종적으로 분리막의 높이(height) 또는 두께는 5㎛ 이하가 되며, 도 7에 나타낸 결과는 잉크 방울의 중심 간격이 1.5mm인 경우로서, 최종적으로 분리막의 두께가 7㎛ 이하가 되고, 도 8에 나타낸 결과는 잉크 방울의 중심 간격이 1mm인 경우로서, 최종적으로 분리막의 두께는 14㎛ 이하가 되는 것을 확인할 수 있다. 요컨대, 잉크 방울의 중심 간격을 조절함으로써 얻고자 하는 분리막의 두께를 결정할 수 있는데, 이때 잉크 방울의 직경에 대한 잉크 방울들의 중심 간격의 비율은 80% 이하인 것이 바람직하다.

이상과 같은 방법으로 제조된 분리막은 결국 CNF 잉크를 단속적으로 분사하여 형성된 것으로서, 두께가 1.6~20㎛인 분리막이 된다. 여기서 CNF 잉크는 앞서 설명한 바와 같이 셀룰로오스 파우더를 IPA에 혼합한 용액이되, 고압균질기를 거치면서 셀롤로오스 입자가 나노미터급으로 분쇄 분산되어 있는 분산체이다.

도 9는 본 발명에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 방법의 일실시예를 도시한 순서도이고, 도 10 내지 도 12는 도 9의 실시예에 따른 분리막을 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 과정을 나타낸 개략 단면도이다.

먼저 기재(50) 상에 제1 전극층(110)을 형성한다(S410). 기재(50)는 회로기판을 포함하여 적어도 일면에 평탄면을 가지는 임의의 부재일 수 있다. 제1 전극층(110)은 에너지 저장 장치의 전극을 형성하기 위해 도체로 만들어진 박판으로서, 도금, 에칭, 스퍼터링, 인쇄 등 알려져 있는 어떠한 방식으로 만들어진 것이라도 무방하다.

다음으로, 제1 전극층(110) 위에 CNF 잉크를 분사하여 분리막(200)을 형성한다(S420). CNF 잉크를 준비하는 것이나 CNF 잉크를 분사하는 구체적인 사항들은 앞서 설명한 본 발명에 따른 분리막 제조 방법들에 따를 수 있다.

분리막(200)이 형성되면, 그 위에 다시 제2 전극층(120)을 형성한다(S430). 제2 전극층(120)은 제1 전극층(110)과 함께 에너지 저장 장치의 전극을 형성하는 것이므로 역시 도체로 만들어진다. 제1 전극층(110)의 경우와 마찬가지로 그 구체적인 재질이나 형성 방법은 알려져 있는 기술들로부터 선택될 수 있다.

추가적으로, 제2 전극층(120)을 형성한 뒤(S430), 다시 분리막을 형성하는 단계(S420)로 돌아가서 이번에는 제2 전극층(120) 위에 또다시 분리막(300)을 추가하여 형성할 수 있다. 이는 제2 전극층(120)을 외부로부터 절연시켜 보호하기도 하지만, 이 분리막(300) 위에 제3의 전극층, 추가적인 분리막, 제4의 전극층 등등의 순으로 반복하여 적층하면 에너지 저장 용량을 늘이는 효과를 얻거나, 여러 개의 에너지 저장 장치로 기능하게 할 수도 있다.

이와 같이 제조된 에너지 저장 장치는 도 12에 도시된 바와 같이 기본적으로 기재(50) 상에 형성된 제1 전극층(110)과, 제1 전극층(110) 상에 형성된 분리막(200)과, 분리막(200) 상에 형성된 제2 전극층(120)을 포함하며, 추가적으로 제2 전극층(120) 상에 추가적인 분리막(300)을 더 포함할 수 있다. 여기서 각 분리막들(200, 300)은 앞서 설명한 본 발명에 따른 분리막 제조 방법에 따라 제조된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 종래기술에 따른 에너지 저장 장치에 비해 적어도 동등하거나 우수한 효과를 가진다. 이를 확인하기 위해 상용의 커패시터와 본 발명에 따라 제조된 에너지 저장 장치로서의 커패시터를 비교 측정한 결과를 아래 표 1에 나타나 있다.

	용량(F)	질량당 용량(F/g)	ESR(Ω)
종래기술에 따른 커패시터	0.52	173	1.6
본 발명에 따른 커패시터	0.55	184	1.1

여기서 종래기술에 따른 커패시터는 30㎛ 두께의 필름 형태로 된 분리막을 포함하고 있으며, 본 발명에 따른 커패시터는 앞선 실험예 5에서와 같이 14㎛ 두께의 분리막을 포함하고 있다. 본 발명에 따른 커패시터는 종래기술에 따른 커패시터에 비해 높은 질량당 용량을 가지며, ESR(equivalent series resistance)의 측면에서는 특히 우수한 것을 알 수 있다. 아울러 분리막의 두께가 얇아진 만큼 종래기술에 비해 소형화, 박형화에 유리하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (12)

1. 셀룰로오스 나노 파이버(CNF) 잉크를 준비하는 잉크준비단계와,
   임의의 평면 상에 상기 CNF 잉크를 단속적으로 분사하는 잉크분사단계와,
   상기 분사된 CNF 잉크를 건조하는 건조단계를 포함하고,
   상기 잉크준비단계는,
   셀룰로오스 파우더를 NaOH 2wt% 용액에서 교반하는 단계와,
   상기 교반된 셀룰로오스 파우더를 증류수로 세척하는 단계와,
   상기 세척된 셀룰로오스 파우더를 IPA로 세척하는 단계와,
   상기 IPA로 세척된 셀룰로오스 파우더와 IPA를 셀룰로오스 파우더가 1wt% 이하가 되도록 혼합하는 단계와,
   상기 혼합된 용액을 고압균질기로 처리하여 셀룰로오스 나노 파이버 잉크를 얻는 단계를 포함하는 분리막 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 셀룰로오스 파우더는 입자의 최대 길이가 20㎛인 분리막 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 잉크분사단계는,
   상기 CNF 잉크를 30kPa 내지 500kPa의 압력으로 분사하는 분리막 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 잉크분사단계는,
   상기 CNF 잉크를 100kPa로 분사하되,
   셀룰로오스 파우더가 5mg/ml인 CNF 잉크는 직경 100㎛ 이상인 노즐을 통해 분사하고,
   셀룰로오스 파우더가 10mg/ml인 CNF 잉크는 직경 200㎛ 이상인 노즐을 통해 분사하는 분리막 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 잉크분사단계는,
   상기 CNF 잉크를 10msec 내지 200msec 동안 1차 분사한 뒤 다른 지점으로 이동하여 다시 동일한 시간 동안 2차 분사하는 것을 반복하는 분리막 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 다른 지점으로 이동하는 거리는 상기 1차 분사에 의해 형성된 CNF 잉크 방울의 직경의 80% 이하인 분리막 제조 방법.
8. 셀룰로오스 나노 파이버(CNF) 잉크를 단속적으로 분사하여 형성되고,
   두께가 1.6㎛ 내지 20㎛이며,
   상기 CNF 잉크는,
   셀룰로오스 파우더를 NaOH 2wt% 용액에서 교반하는 단계와,
   상기 교반된 셀룰로오스 파우더를 증류수로 세척하는 단계와,
   상기 세척된 셀룰로오스 파우더를 IPA로 세척하는 단계와,
   상기 IPA로 세척된 셀룰로오스 파우더와 IPA를 셀룰로오스 파우더가 1wt% 이하가 되도록 혼합하는 단계와,
   상기 혼합된 용액을 고압균질기로 처리하는 단계를 포함하여 제조된 분리막.
9. 제8항에 있어서,
   상기 CNF 잉크는 셀룰로오스 파우더와 IPA의 혼합 용액을 고압균질기로 처리하여 셀룰로오스 입자의 크기가 나노미터급으로 된 분산체인 분리막.
10. 기재 상에 형성된 제1 전극층과,
    상기 제1 전극층 상에 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 분리막 제조 방법에 따라 형성된 분리막과,
    상기 분리막 상에 형성된 제2 전극층을 포함하는 에너지 저장 장치.
11. 기재 상에 제1 전극층을 형성하는 단계와,
    상기 제1 전극층 상에 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 분리막 제조 방법에 따라 분리막을 형성하는 단계와,
    상기 분리막 상에 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전극층 상에 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 분리막 제조 방법에 따라 분리막을 형성하는 단계를 더 포함하는 에너지 저장 장치의 제조 방법.

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