KR102068205B1 - 전기이중층 커패시터 - Google Patents
전기이중층 커패시터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102068205B1 KR102068205B1 KR1020180047243A KR20180047243A KR102068205B1 KR 102068205 B1 KR102068205 B1 KR 102068205B1 KR 1020180047243 A KR1020180047243 A KR 1020180047243A KR 20180047243 A KR20180047243 A KR 20180047243A KR 102068205 B1 KR102068205 B1 KR 102068205B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- metal
- foamed
- current collector
- molten metal
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 148
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 148
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 33
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 12
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical group [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 6
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical group O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 239000006245 Carbon black Super-P Substances 0.000 claims description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 46
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
- H01G11/66—Current collectors
- H01G11/68—Current collectors characterised by their material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 발포 금속을 지지체로 하여 집전체를 제조함으로써 집전체의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 발포 금속을 이용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있어 EDLC의 에너지 밀도를 개선시킬 수 있는 EDLC에 관한 것으로, 제1전극; 제1전극과 대향되도록 배치되는 제2전극; 및 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고, 제1전극 및 제2전극은 각각 집전체와, 집전체의 일면이나 타면에 전극물질을 도포하여 형성되는 전극물질층을 구비하며, 집전체는 발포 금속과, 발포 금속의 전면에 형성되는 금속층을 구비하며, 전극물질층은 발포 금속의 일면이나 타면에 위치되도록 금속층의 표면에 전극물질을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기이중층 커패시터(EDLC)법에 관한 것으로, 특히 발포 금속(metal foam)을 지지체로 하여 집전체를 제조함으로써 집전체의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 발포 금속을 이용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있어 EDLC의 에너지 밀도를 개선시킬 수 있는 EDLC에 관한 것이다.
EDLC(electric double layer capacitor)는 전극으로 활성탄을 사용하고 있으며, EDLC의 전극으로 사용되는 활성탄에 관련된 기술이 한국공개특허공보 제10-2011-0063472호(특허문헌 1)에 공개되어 있다.
한국공개특허공보 제10-2011-0063472호는 EDLC의 전극에 사용되는 활성탄 제조 방법으로 평균 입경이 작고 입자 크기가 균일하며 비표면적이 비교적 큰 활성탄을 용이하고 생산성이 있도록 제조하기 위한 것이다. 한국공개특허공보 제10-2011-0063472호에 기재된 EDLC의 전극에 사용되는 활성탄 제조 방법은 출발 물질로서 석유 코크스나 석탄 코크스와 같은 용이하게 흑연화 가능한 탄소재를 이용하고, 탄소재는 산화 기체 대기하에서 출발 물질을 소성하고, 탄소재의 입자 크기 조절 및 활성화시켜 제조한다.
한국공개특허공보 제10-2011-0063472호에 기재된 것과 같이 종래의 EDLC의 전극은 활물질로 활성탄을 사용하고 있다. 이와 같이 한국공개특허공보 제10-2011-0063472호에 기재된 것과 같은 종래의 EDLC는 전극을 전술한 활성탄을 금속 포일에 도포하여 제조되고 있으며, 금속 포일을 이용함으로써 표면적 증가가 용이하지 않아 에너지 밀도 개선이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발포 금속(metal foam)을 지지체로 하여 집전체를 제조함으로써 집전체의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 발포 금속을 이용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있어 EDLC의 에너지 밀도를 개선시킬 수 있는 EDLC를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 발포 금속을 지지체로 하여 집전체를 제조함에 따라 발포 금속을 지지체로 사용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 무게를 줄임으로써 EDLC를 경량화시킬 수 있는 EDLC를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 발포 금속을 지지체로 하여 집전체를 제조함에 따라 발포 금속을 지지체로 사용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 강도를 개선시킬 수 있는 EDLC를 제공함에 있다.
본 발명의 EDLC는 제1전극; 상기 제1전극과 대향되도록 배치되는 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 집전체와, 상기 집전체의 일면이나 타면에 전극물질을 도포하여 형성되는 전극물질층을 구비하며, 상기 집전체는 발포 금속과, 상기 발포 금속의 전면에 형성되는 금속층을 구비하며, 상기 전극물질층은 상기 발포 금속의 일면이나 타면에 위치되도록 상기 금속층의 표면에 전극물질을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 EDLC는 발포 금속(metal foam)을 지지체로 하여 집전체를 제조함으로써 집전체의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 발포 금속을 이용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있어 EDLC의 에너지 밀도를 개선시킬 수 있는 이점이 있고, 발포 금속을 지지체로 하여 집전체를 제조함에 따라 발포 금속을 지지체로 사용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 무게를 줄임으로써 EDLC를 경량화시킬 수 있는 이점이 있으며, 발포 금속을 지지체로 하여 집전체를 제조함에 따라 발포 금속을 지지체로 사용한 집전체를 전극에 적용 시 전극의 강도를 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 EDLC의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 제1전극의 확대 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 발포 금속의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 제1전극의 확대 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 발포 금속의 사시도.
이하, 본 발명의 EDLC의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 EDLC는 제1전극(110), 제2전극(120) 및 분리막(130)을 포함하여 구성된다.
제1전극(110)은 케이스(160)의 내측에 배치되고, 제2전극(120)은 케이스(160)의 내측에 제1전극(110)과 대향되도록 배치되며, 분리막(130)은 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 배치된다. 분리막(130)을 사이에 두고 배치되는 제1전극(110) 및 제2전극(120)은 각각 집전체(10)와 전극물질층(20)을 구비된다. 집전체(10)는 발포 금속(11)과 금속층(12)을 구비하고, 발포 금속(11)은 집전체(10)을 전반적으로 지지하며, 금속층(12)은 공지된 인쇄방법을 이용해 발포 금속(11)의 전면에 형성된다. 전극물질층(20)은 집전체(10)의 일면이나 타면에 전극(110)물질을 도포하여 형성된다. 즉, 전극물질층(20)은 발포 금속(11)의 일면이나 타면에 위치되도록 금속층(12)의 표면에 전극(110)물질을 도포하여 형성된다.
본 발명의 EDLC의 실시예의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1전극(110)과 제2전극(120)은 각각 도 1 내지 도 3에서와 같이 집전체(10)와 전극물질층(20)을 구비된다.
제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 구비되는 집전체(10)는 도 1 및 도 2에서와 같이 일측에 외부단자(140,150)가 연결되고, 발포 금속(11)과 금속층(12)을 포함하여 구성된다.
발포 금속(11)은 집전체(10)을 전반적으로 지지한다. 이러한 발포 금속(10)은 도가니(도시 않음)를 이용해 금속괴를 용융시켜 형성되는 용융 금속을 이용해 형성된다. 여기서, 금속괴의 재질은 알루미늄(Al)이 사용된다. 예를 들어, 발포 금속(11)의 제조는 용융 금속이 형성되면 용융 금속에 증점제를 혼합하여 용융 금속의 점도를 증가시킨다. 여기서, 증점제는 칼슘(Ca)이 사용되며 칼슘(Ca)은 용융 금속 대비 5 내지 15wt％가 첨가된다. 증점제에 의해 용융 금속의 점도를 증가시킨 후 점도가 증가된 용융 금속에 발포제를 혼합한 상태에서 600 내지 700℃로 유지하여 용융 금속을 발포시킨 후 용융 금속이 발포되면 주형(도시 않음)에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속(11)을 형성한다. 즉, 증점제에 의해 용융 금속의 점도가 증가되면 발포제를 이용해 발포 금속(11)을 형성한다.
발포 금속(11)은 증점제에 의해 용융 금속의 점도가 증가되면 용융 금속에 발포제를 혼합한 상태에서 600 내지 700℃로 유지하여 용융 금속을 발포시킨다. 여기서, 발포제는 수산화 티타늄(TiH2)이 사용되며, 수산화 티타늄(TiH2)은 용융 금속 대비 10 내지 20wt％가 첨가된다. 발포제에 의해 용융 금속이 발포되면 용융 금속을 주형(도시 않음)에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속(11)을 형성한다. 여기서, 주형(도시 않음)은 공지된 기술이 적용되며, 주형을 이용해 형성된 발포 금속(11)은 도 2에서와 같이 다수개의 기공(11a)이 형성된 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 40 내지 60％으로 형성된다. 즉, 본 발명의 EDLC의 전극은 발포 금속(11)이 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 40 내지 60％인 것이 사용된다.
금속층(12)은 공지된 인쇄방법을 이용해 발포 금속(11)의 전면에 형성된다. 예를 들어, 금속층(12)은 금속 페이스트를 이용해 두께가 1 내지 10㎛가 되도록 형성되며, 금속 페이스트는 금속재질을 포함하며, 금속재질은 알루미늄(Al)과 니켈(Ni) 중 하나가 사용된다. 여기서, 금속 페이스트의 제조는 공지된 방법을 이용해 형성되며, 금속 페이스트가 형성되면 인쇄방법 등을 이용해 발포 금속(11)의 전면에 형성된다. 이러한 금속층(12)은 발포 금속(11)이 표면적 증가, 강도 개선이나 경량화를 용이하게 구현하는 반면에 열이나 전기에 대한 전도성이 저하됨으로 이를 개선하기 위해 사용된다. 즉, 금속층(12)은 발포 금속(11)의 전면에 형성되어 본 발명의 EDLC 전극에 적용되는 집전체(10)가 열이나 전기에 대한 전도성이 저하되는 것을 방지한다.
제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 구비되는 전극물질층(20)은 집전체(10)의 일면이나 타면에 전극(110)물질을 도포하여 형성된다. 즉, 전극물질층(20)은 발포 금속(11)의 일면이나 타면에 위치되도록 금속층(12)의 표면에 전극(110)물질을 도포하여 형성된다. 이러한 전극물질층(20)은 전극물질로 형성되며, 전극물질은 활성탄 80 내지 90wt％와 도전제 8 내지 15wt％와 바인더 2 내지 5wt％로 이루어지며, 도전제는 슈퍼-피(Super-P), 케쳔블랙(ketjen black) 및 카본블랙(carbon black) 중 하나가 사용되며, 바인더는 PVDF(polyvinylidene difluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber) 및 CMC(carboxymethylcellulose) 중 하나가 사용된다.
제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 배치되는 분리막(130)은 다공성 셀룰로스(cellulose)가 사용되며, 외부전극(140,150)은 각각 제1전극(110)과 제2전극(120)과 서로 전기적으로 도통되도록 연결된다. 즉, 외부전극(140,150)은 각각 제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 구비되는 집전체(10) 중 전극물질층(20)이 도포되지 않은 영역에 배치되어 집전체(10)와 연결된다. 예를 들어, 외부전극(140,150)은 각각 집전체(10)에 구비되는 금속층(12)과 접합되도록 연결되어 제1전극(110)이나 제2전극(120)과 전기적으로 연결된다. 케이스(150)는 공지된 캔형이나 파우치형이 사용된다.
전술한 본 발명의 EDLC의 전기적인 시험을 위해 실시예1 및 2를 제조하였다. EDLC의 실시예 1은 전술한 것과 같이 제1전극(110), 제2전극(120) 및 분리막(130)을 포함하여 구성되며, 제1전극(110)과 제2전극(120)은 서로 동일하게 제조됨으로 도 2에 도시된 제1전극(110)을 이용해 설명하면 다음과 같다.
제1전극(110)의 제조방법은 먼저, 발포 금속(11)을 제조한다. 발포 금속(11)은 집전체(10)를 전반적으로 지지하며, 도가니(도시 않음)를 이용해 금속괴를 용융시켜 형성되는 용융 금속을 이용하였다. 여기서, 금속괴의 재질은 알루미늄(Al)이 사용된다. 예를 들어, 발포 금속(11)의 제조는 용융 금속이 형성되면 용융 금속에 증점제를 혼합하여 용융 금속의 점도를 증가시킨다. 여기서, 증점제는 칼슘(Ca)이 사용되며 칼슘(Ca)은 용융 금속 대비 10wt％를 첨가하였었다. 증점제에 의해 용융 금속의 점도를 증가시킨 후 점도가 증가된 용융 금속에 발포제를 혼합한 상태에서 650℃로 유지하여 용융 금속을 발포시킨 후 용융 금속이 발포되면 주형(도시 않음)에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속(11)을 형성하였다. 즉, 증점제에 의해 용융 금속의 점도가 증가되면 발포제를 이용해 발포 금속(11)을 형성하였다.
발포 금속(11)은 증점제에 의해 용융 금속의 점도가 증가되면 용융 금속에 발포제를 혼합한 상태에서 650℃로 유지하여 용융 금속을 발포시킨다. 여기서, 발포제는 수산화 티타늄(TiH2)이 사용되며, 수산화 티타늄(TiH2)은 용융 금속 대비 15wt％가 첨가하였다. 발포제에 의해 용융 금속이 발포되면 용융 금속을 주형(도시 않음)에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속(11)을 형성하였다. 여기서, 주형(도시 않음)은 공지된 기술이 적용되며, 주형을 이용해 형성된 발포 금속(11)은 도 3에서와 같이 다수개의 기공(11a)이 형성된 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 50％으로 형성되었다. 즉, 본 발명의 EDLC의 전극은 발포 금속(11)이 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 50％인 것을 사용하였다.
금속층(12)은 공지된 인쇄방법을 이용해 발포 금속(11)의 전면에 형성하였으며, 금속층(12)을 형성하기 위한 금속 페이스트는 알루미늄(Al) 페이스트를 사용하여 금속층(12)의 두께가 실시예 1인 경우에 두께가 1㎛가 되도록 형성하였다. 여기서, 알루미늄(Al) 페이스트 제조는 공지된 방법을 이용해 형성되며, 알루미늄(Al) 페이스트가 제조되면 알루미늄(Al) 페이스트를 인쇄방법 등을 이용해 발포 금속(11)의 전면에 도포하여 금속층(12)을 형성하였다. 이러한 금속층(12)은 발포 금속(11)이 표면적 증가, 강도 개선이나 경량화를 용이하게 구현하는 반면에 열이나 전기에 대한 전도성이 저하됨으로 이를 개선하기 위해 사용된다. 즉, 금속층(12)은 발포 금속(11)의 전면에 형성되어 본 발명의 EDLC 전극에 적용되는 집전체(10)가 열이나 전기에 대한 전도성이 저하되는 것을 방지한다.
발포 금속(11)과 금속층(12)을 구비한 집전체(10)를 형성한 후 전극물질층(20)을 형성하였다. 전극물질층(20)은 집전체(10)의 일면이나 타면에 전극물질을 도포하여 형성하였다. 즉, 전극물질층(20)은 발포 금속(11)의 일면이나 타면에 위치되도록 금속층(12)의 표면에 전극물질을 도포하여 형성하였다. 이러한 전극물질층(20)은 전극물질로 형성되며, 전극물질은 활성탄 80wt％와 도전제 8wt％와 바인더 2wt％로 이루어지며, 도전제는 슈퍼-피(Super-P), 케쳔블랙(ketjen black) 및 카본블랙(carbon black) 중 하나가 사용되며, 바인더는 PVDF(polyvinylidene difluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber) 및 CMC(carboxymethylcellulose) 중 하나가 사용된다.
제1전극(110)이 제조되면 제2전극(120) 또한 동일한 방법으로 제조되며, 제1전극(110)과 제2전극(120)이 각각 제조되면 제1전극(110)과 제2전극(120)를 이용해 도 1에 도시된 것과 같이 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 다공성 셀룰로스(cellulose)가 사용되는 분리막(130)을 개재시킨 후 케이스(150)의 내측에 조립시켜 실시예 1에 따른 EDLC를 제조하였다. 여기서, 제1전극(110)과 제2전극(120)은 각각 외부전극(140,150)이 연결되며, 외부전극(140,150)은 각각 집전체(10)에 구비되는 금속층(12)과 접합되도록 연결시켜 제1전극(110)이나 제2전극(120)과 전기적으로 연결되도록 하였다.
EDLC의 실시예 2는 실시예 1과 같이 제1전극(110), 제2전극(120) 및 분리막(130)을 포함하여 구성되며, 제1전극(110)과 제2전극(120) 역시 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 다만, EDLC의 실시예 2의 경우에 금속층(12)의 두께가 10㎛가 되도록 형성하였다. 즉, 본 발명의 전극(111: 도 2에 도시됨)의 전기적인 시험을 위해 표 1에서와 같이 EDLC를 실시예 1 및 2로 제조하였고, 각각의 실시예 1 및 2의 차이는 금속층(12)의 두께에 차이를 두어 제조하였다.
상기와 같이 금속층(12)의 두께에 따라 실시예 1 및 2로 제조된 EDLC에 대해 ESR(equivalent series resistance) 특성을 테스트한 결과가 표 1에 도시되어 있다.
| 금속층의 두께(㎛) | ESR(mΩ) | |
| 실시예1 | 1 | 12 |
| 실시예2 | 10 | 10 |
표 1에서와 같이 금속층(12)의 두께가 1㎛로 제조된 EDLC는 ESR의 특성의 전기적인 시험한 결과, 12mΩ으로 측정되었으며, 금속층(12)의 두께가 10㎛로 제조된 EDLC는 ESR의 특성의 전기적인 시험한 결과, 10mΩ으로 측정되었다. 즉, 금속층(12)의 두께에 따라 ESR의 특성이 다소 차이가 있으며, 금속층(12)의 두께가 큰 것이 ESR의 특성이 개선되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 EDLC의 전극(111)을 이용해 제조된 EDLC는 집전체(10)의 지지체로 발포 금속(11)을 사용하고 발포 금속(11)에 금속층(12)을 형성함으로써 열이나 전기 전도성의 저하를 방지한 상태에서 발포 금속(11)에 형성된 다수개의 기공(11a)에 의해 집전체(10)의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 전극(111)의 무게를 줄임으로써 EDLC를 경량화시킬 수 있으며, 전극의 강도를 개선시킬 수 있게 된다.
본 발명의 EDLC는 EDLC 제조산업 분야에 적용할 수 있다.
10: 집전체 11: 발포 금속
12: 금속층 20: 전극물질층
110: 제1전극 120: 제2전극
130: 분리막 140,150: 외부단자
160: 케이스
12: 금속층 20: 전극물질층
110: 제1전극 120: 제2전극
130: 분리막 140,150: 외부단자
160: 케이스
Claims (5)
- 제1전극;
상기 제1전극과 대향되도록 배치되는 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고,
상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 집전체와, 상기 집전체의 일면이나 타면에 전극물질을 도포하여 형성되는 전극물질층을 구비하며, 상기 집전체는 발포 금속과, 상기 발포 금속의 전면에 형성되는 금속층을 구비하며, 상기 전극물질층은 상기 발포 금속의 일면이나 타면에 위치되도록 상기 금속층의 표면에 전극물질을 도포하여 형성되며,
상기 발포 금속은 도가니를 이용해 금속괴를 용융시켜 용융금속을 형성하고 형성된 용융 금속에 증점제를 혼합하여 용융 금속의 점도를 증가시키고 점도가 증가된 용융 금속에 발포제를 혼합한 상태에서 600 내지 700℃로 유지하여 용융 금속을 발포시키며 용융 금속이 발포되면 주형에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속을 형성하며, 상기 금속괴의 재질은 알루미늄이 사용되고 상기 증점제는 칼슘(Ca)이 사용되며 상기 칼슘(Ca)은 용융 금속 대비 5 내지 15wt％가 첨가되며, 상기 발포제는 수산화 티타늄(TiH2)이 사용되며, 상기 수산화 티타늄(TiH2)은 용융 금속 대비 10 내지 20wt％가 첨가되며, 상기 발포 금속은 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 40 내지 60％이며,
상기 금속층은 인쇄방법을 이용해 형성되고 금속 페이스트를 이용해 두께가 1 내지 10㎛가 되도록 형성되며, 상기 금속 페이스트는 금속재질을 포함하며, 상기 금속재질은 알루미늄(Al)과 니켈(Ni) 중 하나인 EDLC(electric double layer capacitor). - 제1항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 구비되는 집전체는 일측에 외부단자가 연결되는 EDLC. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전극물질층은 전극물질로 형성되며, 상기 전극물질은 활성탄 80 내지 90wt％와 도전제 8 내지 15wt％와 바인더 2 내지 5wt％로 이루어지며, 상기 도전제는 슈퍼-피(Super-P), 케쳔블랙(ketjen black) 및 카본블랙(carbon black) 중 하나가 사용되며, 상기 바인더는 PVDF(polyvinylidene difluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), SBR(styrene butadiene rubber) 및 CMC(carboxymethylcellulose) 중 하나가 사용되는 EDLC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180047243A KR102068205B1 (ko) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 전기이중층 커패시터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180047243A KR102068205B1 (ko) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 전기이중층 커패시터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190123480A KR20190123480A (ko) | 2019-11-01 |
| KR102068205B1 true KR102068205B1 (ko) | 2020-01-20 |
Family
ID=68535358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180047243A KR102068205B1 (ko) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 전기이중층 커패시터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102068205B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102298424B1 (ko) * | 2019-12-04 | 2021-09-07 | 삼화전기 주식회사 | 전기이중층 커패시터 |
| KR102394337B1 (ko) * | 2019-12-16 | 2022-05-09 | 한국제이씨씨(주) | 폐포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013138050A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | キャパシタ用電極、キャパシタ、および、キャパシタ用電極の製造方法 |
| KR101843194B1 (ko) * | 2011-10-21 | 2018-04-11 | 삼성전기주식회사 | 전기 이중층 캐패시터 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5473282B2 (ja) | 2008-09-16 | 2014-04-16 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ用炭素材およびその製造方法 |
| KR101849645B1 (ko) * | 2016-03-18 | 2018-05-30 | 삼화전기 주식회사 | 전기 이중층 커패시터 |
-
2018
- 2018-04-24 KR KR1020180047243A patent/KR102068205B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101843194B1 (ko) * | 2011-10-21 | 2018-04-11 | 삼성전기주식회사 | 전기 이중층 캐패시터 |
| JP2013138050A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | キャパシタ用電極、キャパシタ、および、キャパシタ用電極の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190123480A (ko) | 2019-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210193398A1 (en) | Compositions and methods for energy storage device electrodes | |
| KR102068204B1 (ko) | Edlc의 전극 | |
| JPH10275747A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| KR101137719B1 (ko) | 슈퍼커패시터용 활성탄 전극의 제조방법 | |
| KR101079317B1 (ko) | 슈퍼커패시터용 그라핀 전극의 제조방법 및 이에 의해 제조된 슈퍼커패시터용 그라핀 전극 | |
| CN102610830A (zh) | 锂离子电池 | |
| WO2014157010A1 (ja) | 集電体、電極構造体、非水電解質電池又は蓄電部品 | |
| KR102068205B1 (ko) | 전기이중층 커패시터 | |
| KR102120317B1 (ko) | 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터 | |
| KR100567393B1 (ko) | 다공성의 3차원 집전체로 구성된 전극을 포함하는 캐패시터 | |
| KR102068203B1 (ko) | Edlc의 전극 제조방법 | |
| CN109741956A (zh) | 一种石墨烯基高比能锂离子电容器及其制备方法 | |
| KR101919048B1 (ko) | 리튬이차전지용 음극의 제조 방법 | |
| KR100917408B1 (ko) | 전기화학 커패시터용 전극 및 이의 제조방법 | |
| KR20080056794A (ko) | 전기이중층 축전기용 전극 및 그 제조방법 | |
| KR102120316B1 (ko) | 비대칭 접착 강도 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터 | |
| KR102188237B1 (ko) | 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 | |
| KR102013179B1 (ko) | 슈퍼커패시터용 전극활물질의 제조방법, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 슈퍼커패시터의 제조방법 | |
| KR102298424B1 (ko) | 전기이중층 커패시터 | |
| KR100571189B1 (ko) | 전기이중층 축전기용 전극 및 그 제조방법 | |
| JP2017195033A (ja) | 全固体二次電池及びその製造方法、並びに積層体グリーンシート | |
| JP2011009608A (ja) | ニッケルアルミニウム多孔集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ | |
| KR20110135096A (ko) | 전기 에너지 저장 소자용 전극 및 그의 제조방법 | |
| KR101815190B1 (ko) | 전기에너지 저장소자용 전극의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조된 전기에너지 저장소자용 전극 | |
| KR101120504B1 (ko) | 전기화학 커패시터용 전극 및 이의 제조방법 |
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 |