KR102120317B1 - 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터 - Google Patents

비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터 Download PDF

Info

Publication number
KR102120317B1
KR102120317B1 KR1020180165927A KR20180165927A KR102120317B1 KR 102120317 B1 KR102120317 B1 KR 102120317B1 KR 1020180165927 A KR1020180165927 A KR 1020180165927A KR 20180165927 A KR20180165927 A KR 20180165927A KR 102120317 B1 KR102120317 B1 KR 102120317B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current collector
active material
electrode
material electrode
metal
Prior art date
Application number
KR1020180165927A
Other languages
English (en)
Inventor
오영주
박종온
김태윤
엄기춘
허석
김기효
안신영
김상우
김진호
김태형
Original Assignee
삼화전기 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼화전기 주식회사 filed Critical 삼화전기 주식회사
Priority to KR1020180165927A priority Critical patent/KR102120317B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102120317B1 publication Critical patent/KR102120317B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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 OR LIGHT-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
    • H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • 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)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 양극과 음극이 서로 비대칭이 되도록 양극의 체적을 음극보다 크게 형성 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터에 관한 것으로, 양극; 양극과 이격되어 배치되는 음극; 및 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고, 양극은 제1집전체와 제1집전체의 표면에 형성되는 제1활물질 전극을 포함하며, 음극은 제2집전체와 제2집전체의 표면에 형성되는 제2활물질 전극을 포함하며, 제1집전체와 제2집전체는 각각 표면이 제1집전체가 제2집전체 보다 표면적이 넓도록 다수개의 기공으로 형성되어 제1활물질 전극의 체적이 제2활물질 전극의 체적 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터{Electric double layer capacitor with asymmetric volume elecctrode}
본 발명은 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터에 관한 것으로, 특히 양극과 음극이 서로 비대칭이 되도록 양극의 체적을 음극보다 크게 형성함으로써 충방전 시 양극과 음극의 비대칭적인 전압 시프팅 현상에 의해 전압 밸런싱의 무너짐이 발생되고, 전압 밸런싱의 무너짐에 따라 양극과 전해액 사이에 발생되는 부반응에 의해 양극으로 열화가 치중되는 것을 방지할 수 있는 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터에 관한 것이다.
전기 이중층 커패시터(EDLC: electric double layer capacitor)는 양극과 음극의 전극재질로 활성탄을 사용하고 있으며, 전기 이중층 커패시터의 전극재질로 사용되는 활성탄에 관련된 기술이 한국공개특허공보 제10-2011-0063472호(특허문헌 1)에 공개되어 있다.
한국공개특허공보 제10-2011-0063472호는 전기 이중층 커패시터의 전극재질에 사용되는 활성탄 제조 방법에 관한 것으로, 평균 입경이 작고 입자 크기가 균일하며 비표면적이 비교적 큰 활성탄을 용이하고 비용이나 효과적으로 생산할 수 있는 전기 이중층 커패시터용 활성탄 제조 방법으로, 출발 물질로서 석유 코크스 또는 석탄 코크스와 같이 용이하게 흑연화 가능한 탄소재를 이용하고, 탄소재 생산을 위해 산화 기체 대기하에서 출발 물질을 소성하고, 탄소재의 입자 크기를 조절한 후 활성화시켜 제조한다.
한국공개특허공보 제10-2011-0063472호에 기재된 활성탄을 이용해 제조되는 전기 이중층 커패시터는 양극과 음극이 동일한 두께로 대칭이 되도록 제조됨으로써 충방전 시 양극과 음극의 비대칭적인 전압 시프팅(voltage shifting) 현상이 발생되며, 이러한 전압 시프팅 현상으로 인해 전기 이중층 커패시터의 사이클(cycle) 진행 시 전압 밸런싱(voltage balancing)의 무너짐에 의해 양극과 전해액 사이에 부반응을 촉진시켜 양극으로 열화가 치중되는 문제점을 발생시킨다.
: 한국공개특허공보 제10-2011-0063472호
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 양극과 음극이 서로 비대칭이 되도록 양극의 체적을 음극보다 크게 형성함으로써 충방전 시 양극과 음극의 비대칭적인 전압 시프팅 현상에 의해 전압 밸런싱의 무너짐이 발생되고, 전압 밸런싱의 무너짐에 따라 양극과 전해액 사이에 발생되는 부반응에 의해 양극으로 열화가 치중되는 것을 방지할 수 있는 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터를 제공함에 있다.
본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극(cathode); 상기 양극과 이격되어 배치되는 음극(anode); 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고, 상기 양극은 제1집전체와 상기 제1집전체의 표면에 형성되는 제1활물질 전극을 포함하며, 상기 음극은 제2집전체와 상기 제2집전체의 표면에 형성되는 제2활물질 전극을 포함하며, 상기 제1집전체와 상기 제2집전체는 각각 표면이 제1집전체가 제2집전체 보다 표면적이 넓도록 다수개의 기공으로 형성되어 상기 제1활물질 전극의 체적이 상기 제2활물질 전극의 체적 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극과 음극이 서로 비대칭이 되도록 양극의 체적을 음극보다 크게 형성함으로써 충방전 시 양극과 음극의 비대칭적인 전압 시프팅 현상에 의해 전압 밸런싱의 무너짐이 발생되고, 전압 밸런싱의 무너짐에 따라 양극과 전해액 사이에 발생되는 부반응에 의해 양극으로 열화가 치중되는 것을 방지하여 제품의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 양극의 확대 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 음극의 확대 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 제1집전체의 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 제2집전체의 사시도.
이하, 본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극(cathode)(110), 음극(anode)(120) 및 분리막(130)을 포함하여 구성된다.
양극(110)은 음극(120)과 이격되어 배치되며, 제1집전체(111)와 제1집전체(111)의 표면에 형성되는 제1활물질 전극(112)을 포함하여 구성된다. 음극(120)은 양극(110)과 이격되어 배치되며, 제2집전체(121)와 제2집전체(121)의 표면에 형성되는 제2활물질 전극(122)을 포함하여 구성된다. 제1집전체(111)와 제2집전체(121)는 각각 표면이 제1집전체(111)가 제2집전체(121) 보다 표면적이 넓도록 다수개의 기공(111a,111b,121a)으로 형성되어 제1활물질 전극(112)의 체적이 제2활물질 전극(122)의 체적보다 크도록 형성된다. 분리막(130)은 양극(110)과 음극(120) 사이에 배치된다.
본 발명의 대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
양극(110)은 도 1, 도 2 및 도 4에서와 같이 제1집전체(111), 제1활물질 전극(112) 및 제1금속 도전층(113)을 포함하여 구성된다.
제1집전체(111)는 음극(120)을 전반적으로 지지하며, 개포형(open cell type) 발포 금속이 사용된다. 제1집전체(111)로 개포형 발포 금속이 사용되면 개포형 발포 금속은 두께(T1)가 300 내지 500㎛인 것이 사용되며, 재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용된다. 제1집전체(111)는 개포형 발포 금속이 사용되는 경우에 다수개의 기공(111a,111b)이 형성되며, 다수개의 기공(111a,111b)은 각각 부분개방 기공(111a)이나 폐쇄 기공(111b)으로 형성된다.
개포형 발포 금속은 부분개방 기공(111a)과 폐쇄 기공(111b)이 각각 서로 연통되게 형성되어 관통형 기공(through pore)(111c)을 형성함으로써 일측의 면과 타측의 면이 서로 관통되도록 형성된다. 제1집전체(111)로 사용되는 개포형 발포 금속에 제1활물질 전극(112)의 제조 시 제1활물질 전극(112)을 관통형 기공(111c)의 내측 깊숙이 충진시켜 형성함으로써 제1집전체(111)의 표면 즉, 제1금속 도전층(113)의 표면을 기준으로 동일한 두께(T1)로 폐포형(closed cell type) 발포 금속에 형성하는 것보다 제1활물질 전극(112)의 체적을 크게 형성할 수 있다.
제1활물질 전극(112)은 제1집전체(111)의 표면 즉, 제1금속 도전층(113)의 표면에 형성된다. 제1활물질 전극(112)은 제1집전체(111)의 표면 즉, 제1금속 도전층(113)의 표면을 기준으로 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 혼합해 두께(T1)가 되도록 형성된다. 여기서, 제1활물질 전극(112)에 사용되는 활성탄 분말(11)의 평균입경(D1)은 0.5 내지 5㎛인 것이 사용되고, 도전성 첨가제 분말(12)의 평균입경(R1)은 0.01 내지 0.1㎛인 것이 사용되며, 제1활물질 전극(112)의 두께(T1)는 100 내지 300㎛인 것이 사용된다. 즉, 제1활물질 전극(112)은 평균입경(D1,R1)이 부분개방 기공(111a)이나 폐쇄 기공(111b)의 내측에 충진될 수 있는 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 선택하여 두께(T1)가 100 내지 300㎛이 되도록 형성한다.
제1금속 도전층(113)은 제1집전체(111)의 표면 즉, 제1집전체(111)로 개포형 발포 금속이 사용되면 개포형 발포 금속의 표면에 형성되어 제1집전체(111)로 개포형 발포 금속을 사용함으로 인한 전기전도성이나 열전도전성이 저하되는 것을 방지한다. 이러한 제1금속 도전층(113)의 두께는 0.01 내지 0.1㎛가 되도록 형성되며 재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용되며, 제1금속 도전층(113)의 일측에는 제1외부단자(114)가 연결된다.
음극(120)은 도 1, 도 3 및 도 5에서와 같이 제2집전체(121), 제2활물질 전극(122) 및 제2금속 도전층(123)을 포함하여 구성된다.
제2집전체(121)는 음극(120)을 전반적으로 지지하며, 폐포형(closed cell type) 발포 금속이 사용된다. 제2집전체(121)로 폐포형 발포 금속이 사용되면 폐포형 발포 금속은 두께(T2)가 300 내지 500㎛인 것이 사용되며, 재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용된다. 제2집전체(121)는 폐포형 발포 금속이 사용되는 경우에 일측의 면과 타측의 면에 각각 다수개의 기공(121a)이 형성되며, 다수개의 기공(121a)은 각각 부분개방 기공으로 형성된다.
폐포형 발포 금속은 다수개의 기공(121a)이 각각 부분개방 기공으로 형성됨으로써 폐포형 발포 금속에 제2활물질 전극(122)의 제조 시 제2활물질 전극(122)은 부분개방 기공에만 충진됨으로써 제2집전체(121)의 표면 즉, 제2금속 도전층(123)의 표면을 기준으로 동일한 두께(T2)로 개포형 발포 금속에 형성하는 것보다 제2활물질 전극(122)의 체적을 작게 형성할 수 있다.
제2활물질 전극(122)은 제2집전체(121)의 표면 즉, 제2금속 도전층(123)의 표면에 형성된다. 제2활물질 전극(122)은 제2집전체(121)의 표면 즉, 제2금속 도전층(123)의 표면을 기준으로 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 혼합해 두께(T2)가 되도록 형성된다. 여기서, 제2활물질 전극(122)에 사용되는 활성탄 분말(11)의 평균입경(D2)은 0.5 내지 5㎛인 것이 사용되고, 도전성 첨가제 분말(12)의 평균입경(R2)은 0.01 내지 0.1㎛인 것이 사용되며, 제2활물질 전극(122)의 두께(T2)는 100 내지 300㎛인 것이 사용된다. 즉, 제2활물질 전극(122)은 평균입경(D2,R2)이 부분개방 기공의 내측에 충진될 수 있는 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 선택하여 두께(T1)가 100 내지 300㎛이 되도록 형성한다.
제2금속 도전층(123)은 제2집전체(121)의 표면 즉, 제2집전체(121)로 폐포형 발포 금속이 사용되면 폐포형 발포 금속의 표면에 형성되어 제2집전체(121)로 폐포형 발포 금속을 사용함으로 인한 전기전도성이나 열전도전성이 저하되는 것을 방지한다. 이러한 제2금속 도전층(123)의 두께는 0.01 내지 0.1㎛가 되도록 형성되며 재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용되며, 제2금속 도전층(123)의 일측에는 제2외부단자(124)가 연결된다.
분리막(130)은 도 1에서와 같이 양극(110)과 음극(120) 사이에 배치되어 양극(110)과 음극(120)이 서로 분리되도록 하며, 바인더와 섬유상 세라믹 물질을 포함하여 구성되며, 섬유상 세라믹 물질은 규산칼슘이나 알루미나 섬유가 사용되며, 바인더는 스티렌 부타디엔 고무나 폴리비닐리덴 플루오라이드 등이 사용된다.
케이스(140)는 본 발명의 전기 이중층 커패시터를 전반적으로 지지하며, 양극(110)의 제1금속 도전층(113)의 일측에는 연결되는 제1외부단자(114)나 제2금속 도전층(123)의 일측에 연결된 제2외부단자(124)가 외부로 노출되도록 조립된다. 여기서, 제1외부단자(114)와 제2외부단자(124)는 본 발명의 전기 이중층 커패시터를 공지된 전기장치(도시 않음)에 연결 시 사용된다.
본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터의 구성에 따른 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극(110)의 제1집전체(111)는 개포형 발포 금속이 사용되고 개포형 발포 금속의 표면에는 제1금속 도전층(113)이 형성되며, 음극(120)의 제2집전체(121)는 폐포형 발포 금속이 사용되고 폐포형 발포 금속의 표면에는 제2금속 도전층(123)이 형성된다. 개포형 발포 금속이나 폐포형 발포 금속의 제조방법은 도가니(도시 않음)를 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 발포시키고 용융 금속이 발포되면 주형에 투입시킨 후 냉각시켜 발포 금속을 형성하며, 증점제는 칼슘(Ca)이 사용하며 칼슘(Ca)은 용융 금속 대비 5 내지 15wt％가 첨가되며, 발포제는 수산화 티타늄(TiH2)이 사용되며, 수산화 티타늄(TiH2)은 용융 금속 대비 10 내지 20wt％가 첨가되며, 발포 금속은 스폰지 형상으로 발포되어 기공율이 40 내지 60％인 것이 사용된다.
양극(110)에 적용되는 제1집전체(111)와 음극(120)에 적용되는 제2집전체(121)로 사용되는 개포형 발포 금속과 폐포형 발포 금속의 두께(T1)는 서로 동일한 것이 사용되고 각각은 두께(T1)는 300 내지 500㎛가 되도록 형성된다. 개포형 발포 금속과 폐포형 발포 금속의 표면에 형성되는 제1금속 도전층(113)이나 제2금속 도전층(123)은 각각 다수개의 기공(111a,111b,121a)이 매몰되지 않도록 개포형 발포 금속과 폐포형 발포 금속의 각각의 표면을 따라 형성되며, 각각의 두께는 서로 동일하고 각각 0.01 내지 0.1㎛가 되도록 형성한다.
제1활물질 전극(112)과 제2활물질 전극(122)은 서로 제1집전체(111)나 제2집전체(121)의 표면을 기준으로 평균입경(D1,D2,R1,R2)이 동일한 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 혼합해 두께(T2)가 동일하도록 형성된다. 보다 구체적으로 제1활물질 전극(112)과 제2활물질 전극(122)에 각각 사용되는 활성탄 분말(11)의 평균입경(D1,D2)은 서로 동일한 것이 적용되며, 제1활물질 전극(112)과 제2활물질 전극(122)에 각각 사용되는 도전성 첨가제 분말(12)은 서로 평균입경(R1,R2)이 동일한 것이 적용된다.
이러한 제1활물질 전극(112)과 제2활물질 전극(122)은 서로 제1집전체(111)나 제2집전체(121)의 표면을 기준으로 평균입경(D1,D2,R1,R2)이 동일한 활성탄 분말(11)과 도전성 첨가제 분말(12)을 혼합해 두께(T2)가 동일하도록 형성되고, 활성탄 분말(11)의 평균입경(D1,D2)은 0.5 내지 5㎛인 것이 사용되며, 도전성 첨가제 분말(12)의 평균입경(R1,R2)은 0.01 내지 0.1㎛인 것이 사용되며, 두께(T2)는 100 내지 300㎛인 것이 사용된다.
즉, 본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극(110)에 적용되는 제1집전체(111)를 개포형 발포 금속을 사용하고, 음극(120)에 적용되는 제2집전체(121)를 폐포형 발포 금속을 사용함으로써 제1활물질 전극(112)의 체적을 제2활물질 전극(122) 보다 크게 형성할 수 있게 된다. 예를 들어, 개포형 발포 금속은 다수개의 기공(111a,111b)이 부분개방 기공(111a)과 폐쇄 기공(111b)으로 형성되고, 부분개방 기공(111a)과 폐쇄 기공(111b)이 서로 연통되어 관통형 기공(111c)을 형성함으로써 관통형 기공(111c)에 제1활물질 전극(112)이 깊숙이 충진시켜 형성할 수 있는 반면에, 폐포형 발포 금속은 다수개의 기공(121a)이 제2집전체(121)의 일측의 면이나 타측의 면에 부분개방 기공으로 형성됨으로써 다수개의 기공(121a)에만 제2활물질 전극(122)을 충진함으로써 제1집전체(111)와 제2집전체(121)에 제1금속 도전층(113)의 표면이나 제2금속 도전층(123)의 표면을 기준으로 동일한 두께(T2)로 제1활물질 전극(112)이나 제2활물질 전극(122)을 형성 시 제1활물질 전극(112)의 체적 즉, 비표면적을 크게 형성할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 양극(110)에 적용되는 제1집전체(111)로 개포형 발포 금속이 사용되고 음극(120)에 적용되는 제2집전체(121)로 폐포형 발포 금속이 사용됨으로써 전기 이중층 커패시터의 전체적인 무게를 줄일 수 있으며, 양극(110)에 적용되는 제1활물질 전극(112)의 체적을 음극(120)에 적용되는 제2활물질 전극(122) 보다 크도록 비대칭되게 형성함으로써 충방전 시 양극(110)과 음극(120)의 비대칭적인 전압 시프팅 현상에 의해 전압 밸런싱의 무너짐이 발생되고, 전압 밸런싱의 무너짐에 따라 양극(110)과 전해액 사이에 발생되는 부반응에 의해 양극(110)으로 열화가 치중되는 것을 방지하여 제품의 신뢰성을 개선시킬 수 있게 된다.
본 발명의 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터는 전지나 하이브리드 커패시터와 같은 슈퍼 커패시터의 제조산업 분야에 적용할 수 있다.
110: 양극 111: 제1집전체
112: 제1활물질 전극 113: 제1금속 도전층
114: 제1외부단자 120: 음극
121: 제2집전체 122: 제2활물질 전극
123: 제2금속 도전층 124: 제2외부단자
130: 분리막 140: 케이스

Claims (5)

  1. 양극(cathode);
    상기 양극과 이격되어 배치되는 음극(anode); 및
    상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고,
    상기 양극은 제1집전체와 상기 제1집전체의 표면에 형성되는 제1활물질 전극을 포함하며, 상기 음극은 제2집전체와 상기 제2집전체의 표면에 형성되는 제2활물질 전극을 포함하며, 상기 제1집전체와 상기 제2집전체는 각각 표면이 제1집전체가 제2집전체 보다 표면적이 넓도록 다수개의 기공으로 형성되어 상기 제1활물질 전극의 체적이 상기 제2활물질 전극의 체적 보다 크도록 형성되며, 상기 제1집전체는 개포형(open cell type) 발포 금속과 상기 개포형 발포 금속의 표면에 형성되는 제1금속 도전층을 포함하고, 상기 제2집전체는 폐포형(closed cell type) 발포 금속과 상기 폐포형 발포 금속의 표면에 형성되는 제2금속 도전층을 포함하는 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개포형 발포 금속, 상기 폐포형 발포 금속, 상기 제1금속 도전층 및 상기 제2금속 도전층 중 상기 개포형 발포 금속과 상기 폐포형 발포 금속의 두께는 서로 동일하고 각각은 두께는 300 내지 500㎛이며 각각의 재질은 각각 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용되며, 상기 제1금속 도전층과 상기 제2금속 도전층의 두께는 서로 동일하고 각각의 두께는 0.01 내지 0.1㎛이며 각각의 재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg) 중 어느 하나가 사용되는 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극은 각각 상기 제1집전체와 상기 제2집전체의 표면을 기준으로 활성탄 분말과 도전성 첨가제 분말을 혼합해 두께가 동일하도록 형성되고, 상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극에 각각 사용되는 활성탄 분말은 서로 평균입경이 동일한 것이 적용되며, 상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극에 각각 사용되는 도전성 첨가제 분말은 서로 평균입경이 동일한 것이 적용되는 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극은 각각 상기 제1집전체와 상기 제2집전체의 표면을 기준으로 활성탄 분말과 도전성 첨가제 분말을 혼합해 두께가 동일하도록 형성되고, 상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극에 각각 사용되는 활성탄 분말은 서로 평균입경이 동일한 것이 적용되며, 상기 제1활물질 전극과 상기 제2활물질 전극에 각각 사용되는 도전성 첨가제 분말은 서로 평균입경이 동일한 것이 적용되며, 상기 활성탄 분말의 평균입경은 0.5 내지 5㎛인 것이 사용되며, 상기 도전성 첨가제 분말의 평균입경은 0.01 내지 0.1㎛인 것이 사용되며, 상기 두께는 100 내지 300㎛인 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터.
KR1020180165927A 2018-12-20 2018-12-20 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터 KR102120317B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180165927A KR102120317B1 (ko) 2018-12-20 2018-12-20 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180165927A KR102120317B1 (ko) 2018-12-20 2018-12-20 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102120317B1 true KR102120317B1 (ko) 2020-06-09

Family

ID=71082761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180165927A KR102120317B1 (ko) 2018-12-20 2018-12-20 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102120317B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210076830A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국제이씨씨(주) 개포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
KR20210076829A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국제이씨씨(주) 폐포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
WO2022075822A1 (ko) * 2020-10-08 2022-04-14 상명대학교산학협력단 자가방전이 억제되는 전기이중층 커패시터 및 그 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08339941A (ja) * 1995-06-12 1996-12-24 Asahi Glass Co Ltd 電気二重層キャパシタ
KR20110063472A (ko) 2008-09-16 2011-06-10 제이엑스 닛코닛세키 에네루기 가부시키가이샤 전기 이중층 커패시터용 탄소재 및 이의 제조방법
KR20120067431A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 (주) 퓨리켐 전기화학 커패시터용 고밀도 시트 라미네이팅 전극 제조방법 및 이를 이용한 보급형 전기화학 커패시터
JP2014187383A (ja) * 2014-06-03 2014-10-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属多孔体を用いたキャパシタ
JP2015149463A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 日本蓄電器工業株式会社 アルミニウムエッチング箔およびアルミニウムエッチング箔を集電体に用いた電極、これを用いた蓄電デバイス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08339941A (ja) * 1995-06-12 1996-12-24 Asahi Glass Co Ltd 電気二重層キャパシタ
KR20110063472A (ko) 2008-09-16 2011-06-10 제이엑스 닛코닛세키 에네루기 가부시키가이샤 전기 이중층 커패시터용 탄소재 및 이의 제조방법
KR20120067431A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 (주) 퓨리켐 전기화학 커패시터용 고밀도 시트 라미네이팅 전극 제조방법 및 이를 이용한 보급형 전기화학 커패시터
JP2015149463A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 日本蓄電器工業株式会社 アルミニウムエッチング箔およびアルミニウムエッチング箔を集電体に用いた電極、これを用いた蓄電デバイス
JP2014187383A (ja) * 2014-06-03 2014-10-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属多孔体を用いたキャパシタ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210076830A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국제이씨씨(주) 개포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
KR20210076829A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국제이씨씨(주) 폐포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
KR102394337B1 (ko) 2019-12-16 2022-05-09 한국제이씨씨(주) 폐포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
KR102394339B1 (ko) 2019-12-16 2022-05-09 한국제이씨씨(주) 개포형 발포 금속을 이용한 전극 제조방법
WO2022075822A1 (ko) * 2020-10-08 2022-04-14 상명대학교산학협력단 자가방전이 억제되는 전기이중층 커패시터 및 그 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102120317B1 (ko) 비대칭 체적 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터
KR102622781B1 (ko) 전극 제조 방법 및 관련 제품
JP3568052B2 (ja) 金属多孔体、その製造方法及びそれを用いた電池用極板
Wang et al. A 3D Cu current collector with a biporous structure derived by a phase inversion tape casting method for stable Li metal anodes
KR101997261B1 (ko) 유황 다공성 나노복합구조체와 다공성 나노도전재를 함유한 리튬 유황 이차전지용 양극
WO2012111613A1 (ja) 電気化学デバイス用電極およびその製造方法
KR20150027085A (ko) 리튬 이온 커패시터
US20170194630A1 (en) Battery electrode and method
WO2013054710A1 (ja) リチウムイオンキャパシタ、および蓄電デバイス、蓄電システム
KR20140005976A (ko) 전지용 전극 및 전지
KR20160146917A (ko) 도전층을 갖는 금속 포일 및 이의 제조 방법
JP2012256582A (ja) 電気化学素子用電極の製造方法
JP2015149463A (ja) アルミニウムエッチング箔およびアルミニウムエッチング箔を集電体に用いた電極、これを用いた蓄電デバイス
KR102068204B1 (ko) Edlc의 전극
JP2012186145A (ja) 電気化学素子用電極の製造方法
CN113169313A (zh) 包括弹性可压缩功能层的电池及其制造工艺
KR20200072184A (ko) 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지
KR102068205B1 (ko) 전기이중층 커패시터
JP2015008166A (ja) キャパシタ
KR102120316B1 (ko) 비대칭 접착 강도 전극을 갖는 전기 이중층 커패시터
KR102120318B1 (ko) 가스 억제제를 갖는 전기 이중층 커패시터
WO2015114984A1 (ja) 導電化樹脂成形体、構造体、アルミニウム多孔体、アルミニウム多孔体の製造方法、集電体、電極、非水系電気二重層キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
JP2012251231A (ja) アルミニウム多孔体の製造方法
JP2014187383A (ja) 金属多孔体を用いたキャパシタ
CN105308781A (zh) 用于电化学储能器的电极

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant