KR102507912B1 - Nickel oxide powder and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 산화니켈 분말, 산화니켈 박막, 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 제조방법에 따라 특정 중간체를 거쳐 얻어진 산화니켈 분말은 수십나노미터 수준의 크기를 갖고, 구형상을 가지며, 낮은 결정성을 보인다.In an example relating to the present application, the present application relates to nickel oxide powder, nickel oxide thin films, and methods for producing them. Nickel oxide powder obtained through a specific intermediate according to the manufacturing method of the present application has a size of several tens of nanometers, has a spherical shape, and shows low crystallinity.

Description

산화니켈 분말 및 그 제조방법{Nickel oxide powder and method for preparing the same}Nickel oxide powder and method for preparing the same {Nickel oxide powder and method for preparing the same}

본 출원은 산화니켈 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.This application relates to nickel oxide powder and a manufacturing method thereof.

산화니켈(NiOx) 분말은 전기변색필름, 가스 센서, 전지 양극재, 촉매, 수소저장 또는 반도체 등 다양한 분야에 적용되는 물질이다. 상기와 같은 용도에서 산화니켈의 입자 크기를 감소시킬 경우에는, 양자 크기 효과, 표면 효과로 인해 벌크 입자 대비 소재의 특성을 개선시킬 수 있다. 특히, 산화니켈 분말이 수십 나노 수준의 입자 크기를 가지면서 구형상일 때에는, 분말의 패킹 정도가 우수해지면서 단위 부피당 효율이 개선될 수 있다.Nickel oxide (NiOx) powder is a material that is applied to various fields such as electrochromic films, gas sensors, battery cathode materials, catalysts, hydrogen storage or semiconductors. In the case of reducing the particle size of nickel oxide in the above applications, it is possible to improve the properties of the material compared to the bulk particles due to the quantum size effect and the surface effect. In particular, when the nickel oxide powder has a particle size of several tens of nanometers and has a spherical shape, the efficiency per unit volume can be improved while the degree of packing of the powder is excellent.

본 출원의 일 목적은 수십 나노미터(nm) 수준의 작은 입자 크기를 갖고, 구형상이며, 결정성이 낮은 산화니켈 분말을 제공하는 것이다.One object of the present application is to provide nickel oxide powder having a small particle size of several tens of nanometers (nm), spherical shape, and low crystallinity.

본 출원의 다른 목적은 상기 산화니켈 분말을 포함하는 산화니켈 박막을 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a nickel oxide thin film containing the nickel oxide powder.

본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.The above and other objects of the present application can all be solved by the present application described in detail below.

본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 산화니켈 분말의 제조방법에 관한 것이다. 하기 설명되는 바와 같이, 본 출원의 방법은 산화니켈 분말 제조에 있어서 특정 중간체를 거치도록 수행된다. 본 출원 방법에 따라 특정 중간체를 거쳐 제조된 산화니켈 분말은 소정의 용도에서 개선된 성능을 제공할 수 있다.In an example relating to the present application, the present application relates to a method for producing nickel oxide powder. As explained below, the method of the present application is carried out through certain intermediates in the production of nickel oxide powder. Nickel oxide powders prepared via certain intermediates according to the methods of the present application may provide improved performance in certain applications.

본 출원에서 상기 산화니켈 분말의 제조방법은, 니켈염 함유 조성물을 교반하여 침전물을 수득하는 단계, 및 상기 침전물 함유 조성물을 300 ℃ 이상의 온도에서 열처리하여 산화니켈 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다. In the present application, the method for producing the nickel oxide powder may include obtaining a precipitate by stirring a nickel salt-containing composition, and heat-treating the precipitate-containing composition at a temperature of 300 ° C. or higher to obtain a nickel oxide powder. .

상기 니켈염 함유 조성물은, 니켈염 외에도, 용매 성분 및 침전물인 중간체 형성을 위한 이종의 염 성분을 더 포함할 수 있다.The nickel salt-containing composition may further include, in addition to the nickel salt, a solvent component and a heterogeneous salt component for forming an intermediate that is a precipitate.

상기 조성물에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 물이 사용될 수 있고, 또는 에탄올이나 메탄올과 같은 알코올에 물이 혼합된 혼합 용매가 사용될 수도 있다. 상기 조성물에 포함되는 이종의 염성분은 하기 설명되는 바와 같이 탄산염일 수 있다.The type of solvent used in the composition is not particularly limited. For example, water may be used, or a mixed solvent in which water is mixed with an alcohol such as ethanol or methanol may be used. The heterogeneous salt component included in the composition may be a carbonate as described below.

침전물 수득을 위해 수행되는 교반에 있어서, 상기 교반을 일으키는 방법이나 장치, 및 교반 조건(예: 교반 시간, 교반 온도 등)은 특별히 제한되지 않는다.In the stirring performed to obtain the precipitate, the method or apparatus for causing the stirring, and the stirring conditions (eg, stirring time, stirring temperature, etc.) are not particularly limited.

예를 들어, 교반에는 임펠러 교반 시스템을 구비한 스테인리스강 또는 글라스 반응기가 사용될 수 있다. 또한, 상기 교반에는 수분 내지 수십시간 또는 수분 내지 십수시간 범위 내의 시간이 소요될 수 있다. 예를 들어, 상기 교반 시간은 5분 이상, 10분 이상, 30분 이상, 60분 이상, 120분 이상일 수 있고, 8시간 이하, 6시간 이하, 4시간 이하, 또는 2시간 이하일 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 교반은 0 ℃ 이상, 10 ℃ 이상 또는 20 ℃ 이상의 온도에서, 그리고 60 ℃ 이하 또는 50 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 교반시 온도 상승이 수반될 수도 있으나, 상기 온도 범위 내에서 교반이 이루어질 수 있도록 온도를 조절하는 것이 바람직하다.For example, a stainless steel or glass reactor with an impeller agitation system may be used for agitation. In addition, the stirring may take a time within the range of several minutes to several tens of hours or several minutes to several tens of hours. For example, the stirring time may be 5 minutes or more, 10 minutes or more, 30 minutes or more, 60 minutes or more, or 120 minutes or more, and may be 8 hours or less, 6 hours or less, 4 hours or less, or 2 hours or less. Although not particularly limited, the stirring may be performed at a temperature of 0 °C or higher, 10 °C or higher, or 20 °C or higher, and at a temperature of 60 °C or lower or 50 °C or lower. Although a temperature increase may be accompanied during stirring, it is preferable to control the temperature so that stirring can be performed within the above temperature range.

본 출원에서 상기 침전물에 대한 열처리 온도는 적어도 300 ℃ 일 수 있다. 예를 들어, 305 ℃ 이상, 310 ℃ 이상, 315 ℃ 이상, 320 ℃ 이상, 325 ℃ 이상, 330 ℃ 이상, 335℃ 이상, 340 ℃ 이상, 345 ℃ 이상 또는 350 ℃ 이상 일 수 있다. 열처리 온도가 300 ℃ 미만일 경우 산화니켈 분말 외에, 미반응물이나 니켈카보네이트와 같은 부산물이 잔류할 수 있고, 그 결과 본 출원에서 목적하는 분말을 충분히 얻을 수 없다.In the present application, the heat treatment temperature for the precipitate may be at least 300 °C. For example, it may be 305 °C or more, 310 °C or more, 315 °C or more, 320 °C or more, 325 °C or more, 330 °C or more, 335 °C or more, 340 °C or more, 345 °C or more, or 350 °C or more. When the heat treatment temperature is less than 300° C., unreacted substances or by-products such as nickel carbonate may remain in addition to the nickel oxide powder, and as a result, the desired powder cannot be sufficiently obtained in the present application.

하나의 예시에서, 상기 열처리 온도의 상한은 700 ℃ 일 수 있다. 구체적으로, 상기 열처리는 650 ℃ 이하, 600 ℃ 이하, 550 ℃ 이하, 500 ℃ 이하 또는 450 ℃ 이하에서 이루어질 수 있다. 상기 열처리 온도가 상기 범위를 초과하는 경우, 분말의 입자 크기가 커지거나 입자 간 응집이 일어날 수 있다. 입자 크기의 증가나 입자간 응집이 일어나면, 분말의 비표면적이 감소하게 되고, 이는 분말이 사용되는 용도와 관련된 물리/화학적인 반응의 저하를 가져올 수 있다.In one example, the upper limit of the heat treatment temperature may be 700 ℃. Specifically, the heat treatment may be performed at 650 °C or less, 600 °C or less, 550 °C or less, 500 °C or less, or 450 °C or less. When the heat treatment temperature exceeds the above range, the particle size of the powder may increase or aggregation between particles may occur. When the particle size increases or inter-particle aggregation occurs, the specific surface area of the powder decreases, which may lead to a decrease in physical/chemical reactions related to the purpose for which the powder is used.

하나의 예시에서, 상기 침전물에 대한 열처리는, 공기, 진공, 아르곤 또는 질소 분위기 하에서 이루어질 수 있다. 상기 분위기 하에서 열처리된 결과 침전물이 산화니켈로 전환된다.In one example, the heat treatment of the precipitate may be performed under air, vacuum, argon or nitrogen atmosphere. As a result of heat treatment in the atmosphere, the precipitate is converted to nickel oxide.

본 출원의 일례에 따르면, 상기 침전물에 대한 열처리는, 300 ℃ 이상의 온도에서 침전물에 질소 또는 아르곤을 흘려주면서 수행될 수 있다. 즉, 질소 분위기 또는 아르곤 분위기하에서 침전물에 대한 열처리가 이루어질 수 있다. 침전물을 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 열처리할 경우, 산화니켈의 산소 결함, 즉 산화니켈의 산소 함량 감소를 유도할 수 있다. 본 출원에 따라 제조되는 산화니켈 분말은 도전성 필름 상에 산화니켈 분말을 포함하는 박막이 형성된 도전성 적층체에 사용될 수 있는데, 이러한 적층체 중 하나인 전기변색필름(예: ITO와 산화니켈 박막의 적층체)을 예로 들면, 산화니켈의 산소 함량 감소는 산화니켈 박막에서 이루어지는 전기화학반응에 관여하는 물질(예: 전해질 이온)에 대하여 충분한 이동 통로를 제공하는데 기여한다.According to an example of the present application, the heat treatment of the precipitate may be performed while flowing nitrogen or argon to the precipitate at a temperature of 300 °C or higher. That is, heat treatment of the precipitate may be performed under a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere. When the precipitate is heat-treated under a nitrogen or argon atmosphere, oxygen defects in nickel oxide, that is, a decrease in the oxygen content of nickel oxide may be induced. The nickel oxide powder manufactured according to the present application can be used in a conductive laminate in which a thin film containing nickel oxide powder is formed on a conductive film. One of such laminates is an electrochromic film (eg, a laminate of ITO and a nickel oxide thin film). Sieve), for example, the reduction in the oxygen content of nickel oxide contributes to providing a sufficient passage for substances (eg, electrolyte ions) involved in electrochemical reactions in the nickel oxide thin film.

하나의 예시에서, 질소 또는 아르곤 분위기하에서 열처리가 이루어지는 경우, 최종적으로 제조되는 산화니켈 분말의 산소 함량은 25 wt% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 산화니켈 분말의 산소 함량은 24.9 wt% 이하, 24.8 wt% 이하, 24.7 wt% 이하, 24.6 wt% 이하, 24.5 wt% 이하, 24.4 wt% 이하, 24.3 wt% 이하, 24.2 wt% 이하, 24.1 wt% 이하, 24.0 wt% 이하, 23.9 wt% 이하, 23.8 wt% 이하, 23.7 wt% 이하, 23.6 wt% 이하 또는 23.5 wt% 이하일 수 있다. 그리고, 상기 산화니켈 분말의 산소 함량 하한은 23.0 wt% 이상일 수 있다. 상기 산소 함량은, 공지된 장치, 예를 들어 원소분석기(Flash 2000 series, Thermo Scientific)를 이용하여 분석될 수 있다.In one example, when the heat treatment is performed under a nitrogen or argon atmosphere, the finally produced nickel oxide powder may have an oxygen content of 25 wt% or less. For example, the oxygen content of the nickel oxide powder is 24.9 wt% or less, 24.8 wt% or less, 24.7 wt% or less, 24.6 wt% or less, 24.5 wt% or less, 24.4 wt% or less, 24.3 wt% or less, 24.2 wt% or less or less, 24.1 wt% or less, 24.0 wt% or less, 23.9 wt% or less, 23.8 wt% or less, 23.7 wt% or less, 23.6 wt% or less, or 23.5 wt% or less. And, the lower limit of the oxygen content of the nickel oxide powder may be 23.0 wt% or more. The oxygen content may be analyzed using a known device, for example, an elemental analyzer (Flash 2000 series, Thermo Scientific).

하나의 예시에서, 상기 니켈염 함유 조성물은 니켈염과 탄산염을 포함할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 출원의 제조방법은 니켈염과 탄산염을 포함하는 조성물을 교반하는 단계를 포함한다. 그에 따라, 본 출원에서는 산화니켈을 제조하기 위한 중간체로서 탄산니켈(NiCO3)이 사용된다. 하기 실시예를 통해 확인 되듯이, 본 출원의 제조 방법이 수행되는 과정 중에서 얻어지는 탄산니켈은 비정형(amorphous)이기 때문에, 열처리 후에도 결정성이 낮은 산화니켈 분말을 제공할 수 있다. 낮은 결정성은 도전성 적층체에 사용되는 산화니켈 박막의 전기화학적 특성 개선에 기여하는 것으로 판단된다. In one example, the nickel salt-containing composition may include a nickel salt and a carbonate. In other words, the manufacturing method of the present application includes stirring a composition comprising a nickel salt and a carbonate. Accordingly, in the present application, nickel carbonate (NiCO 3 ) is used as an intermediate for producing nickel oxide. As confirmed through the following examples, since the nickel carbonate obtained during the process of the manufacturing method of the present application is amorphous, it is possible to provide nickel oxide powder having low crystallinity even after heat treatment. Low crystallinity is believed to contribute to improving the electrochemical properties of the nickel oxide thin film used in the conductive laminate.

본 출원에서 니켈염은 소정의 용매와 혼합되는 경우 니켈 또는 니켈 이온을 제공할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 또한, 탄산염은 소정의 용매와 혼합되는 경우 탄산 또는 탄산 이온을 제공할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 상기 니켈염 및 탄산염의 종류는 특별히 제한되지 않는다.In the present application, a nickel salt may mean a material capable of providing nickel or nickel ions when mixed with a predetermined solvent. In addition, carbonate may refer to a material capable of providing carbonic acid or carbonate ions when mixed with a predetermined solvent. Types of the nickel salt and carbonate are not particularly limited.

하나의 예시에서, 니켈염으로는 질산니켈, 황화니켈, 아세트산니켈, 염화니켈, 황산니켈, 브롬화니켈, 또는 요오드화니켈 등이 사용될 수 있다. 또한, 이들 중에서 하나 이상의 물질이 사용될 수도 있다.In one example, nickel nitrate, nickel sulfide, nickel acetate, nickel chloride, nickel sulfate, nickel bromide, or nickel iodide may be used as the nickel salt. Also, one or more materials among these may be used.

하나의 예시에서, 탄산염으로는 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 탄산바륨, 또는 탄산리튬 등이 사용될 수 있다. 또한, 이들 중에서 하나 이상의 물질이 사용될 수도 있다.In one example, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, barium carbonate, or lithium carbonate may be used as the carbonate. Also, one or more materials among these may be used.

하나의 예시에서, 상기 니켈염 함유 조성물은 선택적으로 니켈 외에 다른 금속이나 상기 다른 금속의 산화물 또는 질화물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 질산 알루미늄과 같은 물질이 상기 조성물에 추가될 수 있다. 상기와 같은 선택적인 물질들을 사용하여 제조된 산화니켈 분말이 도전성 적층체에 적용되는 경우, 도전성을 개선할 수 있다.In one example, the nickel salt-containing composition may optionally further include a metal other than nickel or an oxide or nitride of the other metal. For example, a material such as aluminum nitrate may be added to the composition. When the nickel oxide powder prepared using the above selective materials is applied to the conductive laminate, conductivity can be improved.

하나의 예시에서, 상기 산화니켈 분말의 제조방법은, 상기 침전물 수득 후 열처리 전에, 침전물에 대한 세척 단계 및/또는 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다. 세척 및 건조를 통해, 산화니켈 분말의 순도를 높일 수 있다. In one example, the method for producing the nickel oxide powder may further include a washing step and/or a drying step for the precipitate after obtaining the precipitate and before heat treatment. Through washing and drying, the purity of the nickel oxide powder can be increased.

상기 세척의 수단 및 세척 조건은 특별히 제한되지 않고, 당업자에 의해 선택된 공지의 수단과 방법에 따라 적절하게 세척이 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 세척은 물 또는 이온수를 이용하여 수행될 수 있고, 상온에서 세척이 이루어질 수 있다. 본 출원에서 상온이란 인위적으로 가온 또는 감온되지 않은 상태의 온도로서, 예를 들어, 15 내지 30 ℃ 사이의 온도를 의미할 수 있다.The washing means and washing conditions are not particularly limited, and washing may be appropriately performed according to known means and methods selected by those skilled in the art. For example, the washing may be performed using water or ionized water, and washing may be performed at room temperature. In the present application, room temperature is a temperature in a state where the temperature is not artificially warmed or reduced, and may mean, for example, a temperature between 15 and 30 °C.

상기 건조의 수단 및 건조 조건 역시 특별히 제한되지 않고, 당업자에 의해 선택된 공지의 수단과 방법에 따라 적절하게 건조가 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 건조는 적정한 수준의 바람을 불러일으키는 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 다른 예시에서, 상기 건조는 추가적인 장치 없이 자연 상태에서, 또는 진공 상태에서 적정 시간 침전물을 방치함으로써 이루어질 수도 있다. 상기 건조는 상기 설명된 열처리 보다는 낮은 온도에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 150 ℃ 이하의 온도 및 상온 사이의 온도에서 이루어질 수 있다.The drying means and drying conditions are also not particularly limited, and drying may be appropriately performed according to known means and methods selected by those skilled in the art. For example, the drying may be performed using a device that generates an appropriate level of wind. In another example, the drying may be performed by leaving the precipitate in a natural state without an additional device or in a vacuum state for an appropriate time. The drying may be performed at a lower temperature than the heat treatment described above. For example, it can be made at a temperature between 150 °C or less and room temperature.

본 출원에 따라서 탄산니켈 중간체를 거쳐 제조되는 산화니켈 분말은 수백 나노미터(nm) 미만의 크기, 예를 들어서, 100 nm 미만, 구체적으로는 수십 나노미터 크기 수준의 입자 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 산화니켈 분말은, 하기 실험례의 SEM 이미지를 통해 확인되듯이, 대체적으로 구형상(또는 구형에 가까운 타원구 형상)을 가질 수 있다. 수백 나노미터 수준의 크기를 갖는 경우 및/또는 판상형과 같이 구형 외의 형상을 갖는 분말 입자와 비교할 때, 본 출원에 따라 상기 크기와 형상(입형)을 만족하는 산화니켈 분말은, 산화니켈 박막 형성시 입자의 패킹(packing)에 유리한 환경을 조성하고, 산화니켈 박막 내에 공극의 증가를 억제하므로, 산화니켈 박막의 전기화학적 반응을 개선할 수 있다.The nickel oxide powder produced through the nickel carbonate intermediate according to the present application may have a particle size of less than several hundred nanometers (nm), for example, less than 100 nm, specifically several tens of nanometers. In addition, the nickel oxide powder may have a substantially spherical shape (or an elliptical spherical shape close to the spherical shape), as confirmed through SEM images of the following experimental examples. Compared to powder particles having a size of several hundred nanometers and/or having a shape other than a spherical shape such as a plate shape, the nickel oxide powder satisfying the size and shape (granular shape) according to the present application is, when forming a nickel oxide thin film Since an environment favorable to packing of particles is created and the increase of voids in the nickel oxide thin film is suppressed, the electrochemical reaction of the nickel oxide thin film can be improved.

본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 상기 설명된 제조방법에 따라 제조된 산화니켈 분말에 관한 것이다. 상기 분말은 전기변색필름, 가스 센서, 전지 양극재, 촉매, 수소저장 또는 반도체 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.In another example of the present application, the present application relates to a nickel oxide powder produced according to the above-described manufacturing method. The powder can be used in various fields such as electrochromic films, gas sensors, battery cathode materials, catalysts, hydrogen storage, or semiconductors.

일반적으로 입자의 크기가 작아짐에 따라, 나노 입자는 벌크상의 물질 보다 단위부피당 표면적이 증가하게 되는데, 표면적이 증가하는 경우 표면 원자의 에너지가 내부 원자의 에너지보다 커지게 된다. 나노 물질은 높은 에너지를 갖는 표면 원자들이 높은 비율을 차지하게 되므로, 반응이 주로 물질 표면에서 일어나게 되고, 그에 따라 우수한 화학 반응성을 나타나게 된다. 따라서, 입자의 크기가 수십 나노미터 수준인 분말을 사용하게 될 경우, 그 보다 큰 입자 크기를 갖는 분말을 사용하는 것 보다 반응 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 입자의 크기가 구형인 경우, 1차원 또는 2차원 형상의 입자(예를 들어, 비교예 1 또는 2와 같은 결정형 입자) 대비 패킹율이 높아지게 된다. 패킹율이 높은 박막에서는 단위 부피당 반응에 참여하는 원자들의 수가 증가하고, 입자간 네트워킹이 원활하게 되면서 반응 효율이 증가할 수 있다.In general, as the particle size decreases, the surface area per unit volume of nanoparticles increases more than that of bulk materials. When the surface area increases, the energy of surface atoms becomes greater than the energy of internal atoms. Since nanomaterials have a high proportion of surface atoms having high energy, reactions mainly occur on the surface of the material, resulting in excellent chemical reactivity. Therefore, when powder having a particle size of several tens of nanometers is used, reaction efficiency can be increased compared to using powder having a particle size larger than that. In addition, when the size of the particles is spherical, the packing ratio is increased compared to the one-dimensional or two-dimensional particles (eg, crystalline particles such as Comparative Example 1 or 2). In a thin film with a high packing ratio, the number of atoms participating in the reaction per unit volume increases and the networking between particles becomes smooth, thereby increasing reaction efficiency.

이와 관련하여, 상기 과정을 거쳐 얻어진 산화니켈 분말은 소정의 입자 특성을 가질 수 있다.In this regard, the nickel oxide powder obtained through the above process may have predetermined particle characteristics.

하나의 예시에서, 상기 산화니켈 분말은 100 nm 미만의 입경을 가질 수 있다. 본 출원에서 입경은 주사전자현미경으로 촬영한 이미지를 이미지 분석 프로그램 Nikon NIS-Elements AR을 통해 스케일 바를 보정하고 분석하여 얻어지는 평균 입경을 의미한다. 구체적으로, 구형(또는 구형에 가까운 타원구형) 입자임을 가정할 때, 크기의 측정값을 기준으로 최소 입자, 하위 25% 입자, 중위(50%) 입자, 상위 25% 입자, 최대 입자로 표시한 후 평균 입자 크기를 계산할 수 있다.In one example, the nickel oxide powder may have a particle size of less than 100 nm. In the present application, the particle diameter refers to an average particle diameter obtained by correcting and analyzing a scale bar of an image taken with a scanning electron microscope through an image analysis program Nikon NIS-Elements AR. Specifically, assuming that the particles are spherical (or ellipsoidal, close to spherical), the smallest particle, the bottom 25% particle, the median (50%) particle, the top 25% particle, and the largest particle are displayed based on the measured value of the size. After that, the average particle size can be calculated.

구체적으로, 상기 산화니켈 분말은 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 또는 50 nm 이하의 입경을 가질 수 있다. 상기 산화니켈 분말 입경의 하한은 5 nm 이상 또는 10 nm 이상일 수 있다. 상기 입경의 산화니켈 분말은 대체적으로 구형상을 갖는다.Specifically, the nickel oxide powder may have a particle diameter of 90 nm or less, 80 nm or less, 70 nm or less, 60 nm or less, or 50 nm or less. The lower limit of the particle size of the nickel oxide powder may be 5 nm or more or 10 nm or more. The nickel oxide powder having the above particle size has a generally spherical shape.

상기 범위의 입경을 갖고, 대체적으로 구형상을 갖는 상기 산화니켈은 소정의 비표면적을 갖는다. 하나의 예시에서, 본 출원의 산화니켈 분말은 120 m2/g 내지 400 m2/g 범위의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 산화니켈 분말은 130 m2/g, 140 m2/g 또는 150 m2/g 이상의 비표면적, 그리고 390 m2/g 이하, 380 m2/g 이하, 370 m2/g 이하, 360 m2/g 이하, 350 m2/g 이하의 비표면적을 가질 수 있다. 상기 비표면적은 공지된 분석기 및 방법을 이용하여 측정된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 비표면적은 입자에 대하여 질소 흡착·탈착 브루너-에미트-텔러 비표면적(SBET)을 BEL Japan Inc., BELSORPmax 분석기를 이용하여 측정된 것일 수 있다. 비표면적이 상기 범위 미만일 경우, 큰 입경으로 인해 치밀한 박막의 형성이 어렵다. 그리고 비표면적이 상기 범위를 초과하는 경우에는 입자간 응집 경향성이 커지기 때문에, 산화니켈 박막 형성을 위한 코팅액 내에서 고른 분산을 기대하기 어렵고, 그 결과 산화니켈 박막의 물성이 저하될 수 있다.The nickel oxide having a particle diameter within the above range and having a substantially spherical shape has a predetermined specific surface area. In one example, the nickel oxide powder of the present application may have a BET specific surface area ranging from 120 m 2 /g to 400 m 2 /g. More specifically, the nickel oxide powder has a specific surface area of 130 m 2 /g, 140 m 2 /g or 150 m 2 /g or more, and 390 m 2 /g or less, 380 m 2 /g or less, 370 m 2 /g It may have a specific surface area of 360 m 2 /g or less and 350 m 2 /g or less. The specific surface area may be measured using a known analyzer and method. For example, the specific surface area may be a nitrogen adsorption/desorption Bruner-Emmett-Teller specific surface area (SBET) of the particles measured using a BELSORPmax analyzer from BEL Japan Inc. When the specific surface area is less than the above range, it is difficult to form a dense thin film due to the large particle diameter. In addition, when the specific surface area exceeds the above range, since the aggregation tendency between particles increases, it is difficult to expect even dispersion in the coating solution for forming the nickel oxide thin film, and as a result, the physical properties of the nickel oxide thin film may be deteriorated.

상기 산화니켈 분말은 낮은 결정성을 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 산화니켈 분말은, X선 회절 측정시, 소정 크기의 피크가 나타나는 2θ 각도 범위에서 계산되는 반가폭(full width at half maximum)이 1.5 내지 5 범위를 만족하는 분말일 수 있다. 구체적으로, 상기 분말은 X선 회절 측정시, 40 ° 내지 45 ° 범위인 각도 영역에서 관측되는 피크에 대한 반가폭이 1.5 내지 5 범위를 만족하는 분말일 수 있다. XRD 및 반가폭은 하기 실험례에서 설명되는 것과 같이 측정 또는 계산될 수 있다. 상기 반가폭이 1.5 미만, 구체적으로 1.0 이하인 경우에는 피크가 매우 가파르다는 것으로, 해당 분말의 결정성 정도가 크다는 것을 의미한다.The nickel oxide powder may have low crystallinity. In one example, the nickel oxide powder may be a powder having a full width at half maximum calculated in the 2θ angle range in which a peak of a predetermined size appears in the range of 1.5 to 5 during X-ray diffraction measurement. . Specifically, the powder may be a powder having a full width at half maximum for a peak observed in an angular region ranging from 40 ° to 45 ° in the range of 1.5 to 5 when X-ray diffraction is measured. XRD and full width at half maximum can be measured or calculated as described in the experimental examples below. When the full width at half maximum is less than 1.5, specifically less than 1.0, the peak is very steep, which means that the degree of crystallinity of the powder is high.

본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 산화니켈 박막의 제조방법에 관한 것이다.In another example related to the present application, the present application relates to a method for manufacturing a nickel oxide thin film.

상기 산화니켈 박막의 제조방법은, 니켈염 함유 조성물을 교반하여 침전물을 수득하는 단계, 상기 침전물 함유 조성물을 300 ℃ 이상의 온도에서 열처리하여 산화니켈 분말을 수득하는 단계; 및 상기 산화니켈 분말을 포함하는 코팅액을 마련하고, 상기 코팅액을 기재 상에 도포 후 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 산화니켈 분말을 포함하는 코팅액을 마련하기 까지의 과정, 즉 산화니켈 분말을 수득하는 단계까지는, 상기 설명한 것과 동일한 과정이 반복될 수 있다. The method for producing the nickel oxide thin film includes the steps of stirring a nickel salt-containing composition to obtain a precipitate, heat-treating the precipitate-containing composition at a temperature of 300 ° C. or higher to obtain a nickel oxide powder; and preparing a coating solution containing the nickel oxide powder, applying the coating solution on a substrate, and then drying the coating solution. The same process as described above may be repeated until the process up to preparing the coating liquid containing the nickel oxide powder, that is, the step of obtaining the nickel oxide powder.

구체적으로, 본 출원의 산화니켈 박막 제조방법은, 상기 설명된 소정의 과정을 거쳐 얻어진 산화니켈 분말을 소정의 용매와 혼합하여 코팅액 형태로 마련하고, 상기 코팅액을 기재 상에 도포 후 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. Specifically, the method for manufacturing a nickel oxide thin film of the present application includes the steps of preparing a coating liquid by mixing the nickel oxide powder obtained through the predetermined process described above with a predetermined solvent, applying the coating liquid on a substrate, and then drying it. can include more.

상기 산화니켈 분말과 혼합되어 코팅액을 형성하는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서, 상기 용매는 알코올일 수 있다. 이때, 코팅액 형성용 알코올의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 에탄올 또는 메탄올일 수 있다.The type of solvent that is mixed with the nickel oxide powder to form the coating solution is not particularly limited. In one example, the solvent may be alcohol. At this time, the type of alcohol for forming the coating solution is not particularly limited, and may be, for example, ethanol or methanol.

하나의 예시에서, 본 출원의 제조방법은, 코팅액의 분산성 개선 및 기재에 대한 산화니켈의 부착성 개선을 위해, 코팅액에 대한 분쇄분산 단계를 더 포함할 수 있다. 분쇄분산 단계는 기재 상에 코팅액을 도포 하기 전에 이루어질 수 있다.In one example, the manufacturing method of the present application may further include a grinding and dispersing step for the coating solution in order to improve the dispersibility of the coating solution and the adhesion of nickel oxide to the substrate. The grinding and dispersing step may be performed before applying the coating solution on the substrate.

분쇄분산 단계를 수행하기 위한 기구나 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 비즈 쉐이커, 페인트 쉐이커, 또는 수평 디스크밀 등을 통해 분쇄분산 단계가 이루어질 수 있다.A mechanism or method for performing the grinding and dispersing step is not particularly limited. For example, the grinding and dispersing step may be performed through a bead shaker, a paint shaker, or a horizontal disc mill.

상기 코팅액을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 공지된 방식의 습식 코팅법, 예를 들어 스핀 코팅이나 바 코팅 등이 사용될 수 있다.A method of applying the coating solution on the substrate is not particularly limited. A known wet coating method, such as spin coating or bar coating, may be used.

상기 코팅액이 도포되는 기재의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도전성 또는 비도전성 기재일 수 있다. The type of substrate to which the coating solution is applied is not particularly limited. For example, it may be a conductive or non-conductive substrate.

하나의 예시에서, 상기 기재가 비도전성인 경우, 상기 기재는 이형 기재일 수 있다. 이형 기재 상에 형성된 산화니켈 박막은 이형 기재로부터 박리된 후 ITO와 같은 도전성 기재에 라미네이션 될 수 있다.In one example, when the substrate is non-conductive, the substrate may be a release substrate. The nickel oxide thin film formed on the release substrate may be separated from the release substrate and then laminated to a conductive substrate such as ITO.

또 하나의 예시에서, 상기 기재는 소위 전극 기능을 수행할 수 있는 도전성 기재일 수 있다. In another example, the substrate may be a so-called conductive substrate capable of performing an electrode function.

상기 도전성 기재는 금속 및/또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 기재는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 이들의 합금; 및 상기 나열된 금속의 산화물 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 특별히 제한되지 않으나, 상기 도전성 기재가 상기 나열된 금속 관련 성분을 포함하는 경우, 상기 도전성 기재는 연속적으로 형성된 단일 층 형태를 가질 수도 있고, 또는 메탈메쉬 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 도전성 기재는 투명 도전성 화합물을 포함할 수 있다. 투명 도전성 화합물의 예시로는, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3(indium oxide), IGO(indium galium oxide), FTO(Fluor doped Tin Oxide), AZO(Aluminium doped Zinc Oxide), GZO(Galium doped Zinc Oxide), ATO(Antimony doped Tin Oxide), IZO(Indium doped Zinc Oxide), NTO(Niobium doped Titanium Oxide), ZnO(zink oxide), 또는 CTO (Cesium Tungsten Oxide)를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.The conductive substrate may include metal and/or metal oxide. For example, the conductive substrate may be aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), titanium (Ti), nickel (Ni), tungsten (W), copper ( Cu), alloys thereof; And it may include one or more selected from the oxides of the metals listed above. Although not particularly limited, when the conductive substrate includes the metal-related components listed above, the conductive substrate may have a continuously formed single layer shape or may have a metal mesh shape. In addition, the conductive substrate may include a transparent conductive compound. Examples of the transparent conductive compound include ITO (Indium Tin Oxide), In 2 O 3 (indium oxide), IGO (indium gallium oxide), FTO (Fluor doped Tin Oxide), AZO (Aluminium doped Zinc Oxide), GZO (Galium doped zinc oxide), antimony doped tin oxide (ATO), indium doped zinc oxide (IZO), niobium doped titanium oxide (NTO), zink oxide (ZnO), or cesium tungsten oxide (CTO). it is not going to be

본 출원에서, 상기 기재 상에 도포된 코팅액에 대한 건조는 170 ℃ 이하에서 이루어질 수 있다. 구체적으로, 160 ℃ 이하, 150 ℃ 이하, 140 ℃ 이하, 또는 130 ℃ 이하의 온도에서, 코팅액에 대한 건조가 이루어질 수 있다. 상기 건조를 통해 알코올 용매가 제거되고, 니켈 산화물 분말이 고상의 박막 형태로 기재 상에 형성될 수 있다. 상기 건조 온도의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 50 ℃ 이상, 60 ℃ 이상 또는 70 ℃ 이상일 수 있다.In the present application, drying of the coating solution applied on the substrate may be performed at 170 °C or less. Specifically, the coating solution may be dried at a temperature of 160 °C or less, 150 °C or less, 140 °C or less, or 130 °C or less. The alcohol solvent is removed through the drying, and the nickel oxide powder may be formed on the substrate in the form of a solid thin film. The lower limit of the drying temperature is not particularly limited, but may be, for example, 50 °C or higher, 60 °C or higher, or 70 °C or higher.

본 출원에서는 특정 전구체에 대한 열처리를 거쳐 형성된 산화니켈 분말을 먼저 수득하고, 수득된 산화니켈 분말을 기재 상에 도포하고 (열처리 보다는 상대적으로 훨씬 낮은 온도에서) 건조함으로써 산화니켈 박막을 형성한다. 반면에 종래 기술에서는 산화니켈을 제공할 수 있는 전구체 함유 코팅액을 기재 상에 직접 도포한 후에 약 200 ℃ 이상의 고온에서 열처리를 수행하여, 산화니켈과 이를 포함하는 박막을 직접 기재 상에 형성하는 것이 일반적이었다. 이처럼 200 ℃ 이상의 고온에서 니켈 전구체 함유 코팅액을 열처리할 경우, 박막과 기재는 리지드(rigid)한 성질을 갖게 된다. 상기와 같은 제조방법 상의 차이로 인하여, 본 출원에서는 산화니켈 전구체를 포함하는 코팅액을 박막으로 형성하기 위한 고온의 열처리가 필요하지 않다. 따라서, 본 출원의 방법을 따를 경우, 함께 적층되는 박막과 기재에 유연성(flexibility)을 부여할 수 있다.In the present application, nickel oxide powder formed through heat treatment for a specific precursor is first obtained, and the obtained nickel oxide powder is coated on a substrate and dried (at a relatively much lower temperature than heat treatment) to form a nickel oxide thin film. On the other hand, in the prior art, it is common to directly apply a coating solution containing a precursor capable of providing nickel oxide on a substrate and then heat-treat at a high temperature of about 200 ° C. or more to form nickel oxide and a thin film containing the same directly on the substrate. was As such, when the coating solution containing the nickel precursor is heat-treated at a high temperature of 200 ° C. or higher, the thin film and the substrate have rigid properties. Due to the difference in the manufacturing method as described above, in the present application, high-temperature heat treatment is not required to form a coating solution containing a nickel oxide precursor into a thin film. Therefore, in the case of following the method of the present application, flexibility can be imparted to the thin film and the substrate to be laminated together.

본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 도전성 적층체에 관한 것이다. 상기 도전성 적층체는 도전성 기재, 및 산화니켈 박막을 포함할 수 있다. In another example of the present application, the present application relates to a conductive laminate. The conductive laminate may include a conductive substrate and a nickel oxide thin film.

상기 산화니켈 박막은 앞서 설명된 제조방법에 따라 제조된 산화니켈 분말을 포함할 수 있고, 상기 도전성 기재는 앞서 설명된 재료를 포함할 수 있다.The nickel oxide thin film may include nickel oxide powder manufactured according to the manufacturing method described above, and the conductive substrate may include the material described above.

도전성 기재 및 산화니켈 박막을 포함할 수 있다면, 상기 도전성 적층체의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 도전성 적층체는 전기변색필름, 가스 센서, 전지 양극재, 촉매, 수소저장 또는 반도체 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.As long as it can include a conductive substrate and a nickel oxide thin film, the use of the conductive laminate is not particularly limited. For example, the conductive laminate may be used in various fields such as electrochromic films, gas sensors, battery cathode materials, catalysts, hydrogen storage, or semiconductors.

본 출원의 일례에 따르면, 수십나노미터 수준의 크기를 갖고, 구형상이며, 결정성이 낮은 산화니켈 분말, 및 상기 분말을 포함하는 산화니켈 박막이 제공될 수 있다.According to an example of the present application, nickel oxide powder having a size of several tens of nanometers, spherical shape, and low crystallinity, and a nickel oxide thin film including the powder may be provided.

도 1은 실시예 및 비교예에서 사용된 중간체 및/또는 산화니켈 분말에 대한 XRD 분석 결과를 도시한 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 사용된 산화니켈 분말에 대한 SEM 이미지이다.
1 shows XRD analysis results for intermediates and/or nickel oxide powders used in Examples and Comparative Examples.
Figure 2 is a SEM image of the nickel oxide powder used in Examples and Comparative Examples.

이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.

실험례Example 1: 중간체 및 산화니켈 분말의 특성 비교 1: Comparison of properties of intermediates and nickel oxide powders

실시예Example 1 One

0.25M 질산니켈 수용액에 0.25M 탄산나트륨 수용액을 20분간 드로핑한 뒤 1시간 동안 교반하였다. 이때, 용매로는 물을 사용하였다. 침전물(NiCO3)을 물로 세척한 뒤 진공 건조시켰다. Bruker D4 Endeavor를 이용하여, 세척 및 건조된 중간체(NiCO3)에 대한 XRD(X-ray diffraction) 분석을 수행하였다. 침전물(NiCO3)에 대한 XRD 분석 결과는 도 1의 a와 같다.A 0.25M sodium carbonate aqueous solution was dropped into a 0.25M nickel nitrate aqueous solution for 20 minutes, followed by stirring for 1 hour. At this time, water was used as a solvent. The precipitate (NiCO 3 ) was washed with water and dried under vacuum. X-ray diffraction (XRD) analysis was performed on the washed and dried intermediate (NiCO 3 ) using a Bruker D4 Endeavor. XRD analysis results for the precipitate (NiCO 3 ) are shown in a of FIG.

그리고, 세척 및 건조된 NiCO3 침전물을 공기 분위기 및 350 ℃에서 2시간 동안 열처리하고, 산화니켈 분말을 얻었다. 얻어진 산화니켈 분말에 대하여 XRD 분석을 수행하였다(도 1의 d). 또한, 얻어진 산화니켈 분말에 대하여 HITACHI S-4800 를 이용하여 SEM 이미지를 촬영하였다. 그 결과는 도 2(a)와 같다.Then, the washed and dried NiCO 3 precipitate was heat-treated in an air atmosphere at 350° C. for 2 hours, and nickel oxide powder was obtained. XRD analysis was performed on the obtained nickel oxide powder (Fig. 1 d). Further, a SEM image was taken of the obtained nickel oxide powder using a HITACHI S-4800. The result is shown in FIG. 2(a).

비교예comparative example 1 One

CTAB 수용액 (0.37g/12.5ml)에 25% NH4OH 2.25ml을 혼합하고, 상기 용액에 염화니켈 수용액(1.04g/32ml)을 적하하여 침전물(α-Ni(OH)2)을 얻고, 실시예 1에서와 마찬가지로 세척 및 건조하였다. 침전물(α-Ni(OH)2)에 대한 XRD 분석 결과는 도 1의 b와 같다.2.25 ml of 25% NH 4 OH was mixed with an aqueous CTAB solution (0.37 g/12.5 ml), and an aqueous solution of nickel chloride (1.04 g/32 ml) was added dropwise to the solution to obtain a precipitate (α-Ni(OH) 2 ). Washed and dried as in Example 1. XRD analysis results for the precipitate (α-Ni(OH) 2 ) are shown in b of FIG.

건조된 분말을 전기로에서 공기분위기 및 400℃조건으로 2시간 열처리를 실시하고, 산화니켈 분말을 얻었다. 얻어진 산화니켈 분말의 SEM 이미지는 도 2(b)와 같다.The dried powder was heat-treated for 2 hours in an air atmosphere and 400° C. in an electric furnace to obtain nickel oxide powder. The SEM image of the obtained nickel oxide powder is shown in FIG. 2(b).

비교예comparative example 2 2

우레아(urea) 수용액(5g/30ml)을 혼합한 용액을, 질산니켈 수용액(3g/10ml)과 혼합/교반하면서, 90 ℃로 가열한 뒤 3시간 유지시키면서, 침전물(β-Ni(OH)2)을 얻었다. 침전물을 물로 세척한 뒤 진공 건조시켰다. 침전물(β-Ni(OH)2)에 대한 XRD 분석 결과는 도 1의 c와 같다.While mixing/stirring a solution of a mixture of an aqueous solution of urea (5g/30ml) with an aqueous solution of nickel nitrate (3g/10ml), heated to 90° C. and maintained for 3 hours, the precipitate (β-Ni(OH) 2 ) was obtained. The precipitate was washed with water and dried under vacuum. XRD analysis results for the precipitate (β-Ni(OH) 2 ) are shown in c of FIG.

건조된 분말을 전기로에서 공기분위기 및 400℃조건으로 2시간 열처리를 실시하고, 산화니켈 분말을 얻었다. 얻어진 산화니켈 분말의 SEM 이미지는 도 2(c)와 같다.The dried powder was heat-treated for 2 hours in an air atmosphere and 400° C. in an electric furnace to obtain nickel oxide powder. The SEM image of the obtained nickel oxide powder is shown in FIG. 2(c).

비교예comparative example 3 3

산화니켈 분말로 Aldrich 社의 상용화 제품(cat.no: 637130)을 사용하였다. 산화니켈 분말의 XRD 패턴은 도 1의 d와 같고, SEM 이미지는 도 2(d)와 같다.A commercially available product from Aldrich (cat.no: 637130) was used as nickel oxide powder. The XRD pattern of the nickel oxide powder is shown in Fig. 1d, and the SEM image is shown in Fig. 2(d).

도 1을 통해, 실시예 1(도 1의 a)의 탄산니켈 중간체는 결정성을 갖지 않는다는 사실을 알 수 있다. 반면에, 탄산니켈 대신 사용된 비교예 1 및 2의 중간체인 α-Ni(OH)2 및 β-Ni(OH)2는 결정성을 갖는 다는 것을 알 수 있다(도 1 의 b 및 c). 1, it can be seen that the nickel carbonate intermediate of Example 1 (a in FIG. 1) does not have crystallinity. On the other hand, it can be seen that α-Ni(OH) 2 and β-Ni(OH) 2 , intermediates of Comparative Examples 1 and 2 used instead of nickel carbonate, have crystallinity (b and c in FIG. 1 ).

또한, 도 1 d 및 e를 통해 최종 산화니켈 분말의 결정성을 비교해보면, 탄산니켈을 열처리 하여 얻어진 실시예 1의 산화니켈은 결정성이 작다는 것을 확인할 수 있다(도 1의 d). 반면에, 산화니켈의 상용화 제품(도 1의 e)은 그 결정성이 크다는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 본 출원 실시에 1에 따라 얻어진 산화니켈의 경우 2θ의 최대 피크는 40 ° 내지 45 ° 범위, 즉 약 약 43.2 ° 에서 관찰되는데, 이때의 반가폭(full width at half maximum, FWHM)(Bruker 사의 Diffrac EVA 프로그램을 통해 계산됨)은 약 2.2 정도인 것으로 계산되었다. 즉, 실시예는 그 피크가 완만하다. 반면에 상용화 제품인 비교예 3에 대한 XRD 그래프(도 1의 e)를 살펴보면, 최대 피크의 기울기가 가파르고, 따라서 반가폭이 매우 작을 것이라는 점이 육안으로도 명확히 확인된다. 참고로, 도 1의 e는 약 43.2 ° 피크에 대한 반가폭이 1 미만이었다.In addition, comparing the crystallinity of the final nickel oxide powder through FIGS. 1 d and e, it can be confirmed that the crystallinity of the nickel oxide obtained in Example 1 obtained by heat-treating nickel carbonate is small (d in FIG. 1). On the other hand, it can be seen that the commercialized product of nickel oxide (e in FIG. 1) has high crystallinity. Specifically, in the case of nickel oxide obtained according to Practice 1 of the present application, the maximum peak of 2θ is observed in the range of 40 ° to 45 °, that is, about 43.2 °, at which time the full width at half maximum (FWHM) ( Calculated through Bruker's Diffrac EVA program) was calculated to be about 2.2. That is, the peak of the embodiment is gentle. On the other hand, looking at the XRD graph (e in FIG. 1) of Comparative Example 3, which is a commercialized product, it is clearly confirmed with the naked eye that the slope of the maximum peak is steep, and therefore the full width at half maximum will be very small. For reference, in e of FIG. 1, the full width at half maximum for the peak at about 43.2° was less than 1.

한편, 도 1 a와 도 1 a의 중간체를 열처리한 도 1의 d의 XRD 결과를 비교해보면, 비정형으로 해석될 수 있는 실시예 1의 중간체(탄산니켈)에 대하여 열처리를 수행할 경우 미약하게 나마 결정성이 발현하게 됨을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 실시예 1의 중간체인 탄산니켈 보다 결정성이 높은 비교예 1 및 비교예 2의 중간체를 열처리 할 경우에는 도 1 d 보다 더 큰 결정성이 발생하게 될 것이라는 점을 예측할 수 있다. On the other hand, when comparing the XRD results of FIG. 1d in which the intermediates of FIG. 1a and FIG. 1a were heat-treated, the heat treatment of the intermediate (nickel carbonate) of Example 1, which can be interpreted as atypical, was slightly It can be seen that crystallinity is expressed. In other words, when the intermediates of Comparative Examples 1 and 2, which have higher crystallinity than nickel carbonate, which is the intermediate of Example 1, are heat treated, it can be predicted that greater crystallinity will occur than in FIG. 1d.

실제로, 실시예 1 및 비교예 1 내지 3으로부터 제조된 산화니켈 박막에 대한 SEM 이미지(도 2)를 비교해보면, 입자가 비정형인 실시예 1의 이미지와 다르게 비교예 1에서는 플라워-라이크(flower-like) 형태의 결정성 입자가 관찰되고, 비교예 2 에서는 판상 형태의 결정성 입자가 관찰되고, 비교예 3에서는 판상형 입자가 그 외 형상의 입자들과 혼재해 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 실시예 1의 입자 크기가 비교예 입자의 그것들 대비 작다는 것도 도 2를 통해 확인된다.In fact, comparing the SEM images (FIG. 2) of the nickel oxide thin films prepared from Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, unlike the image of Example 1 in which the particles are irregular, in Comparative Example 1, the flower-like (flower-like) like) shape crystalline particles were observed, in Comparative Example 2, plate-shaped crystalline particles were observed, and in Comparative Example 3, it can be seen that plate-shaped particles are mixed with other shaped particles. And, it is also confirmed through FIG. 2 that the particle size of Example 1 is smaller than those of the comparative example particles.

결정성이 더 작은 산화니켈 분말은 보다 치밀하고 균일한 박막 형성에 기여할 수 있으므로, 결정성이 낮은 산화니켈 분말, 및 이를 포함하는 필름에 대하여 우수한 전기화학적 특성을 부여할 수 있다. 이러한 점을 고려하면, 실시예의 산화니켈 분말이 비교예의 그것 보다 더 치밀하고 더 균일한 박막을 제공할 수 있다.Nickel oxide powder with smaller crystallinity can contribute to the formation of a denser and more uniform thin film, and thus, excellent electrochemical properties can be imparted to the nickel oxide powder with lower crystallinity and a film including the same. Considering these points, the nickel oxide powder of Example can provide a more dense and more uniform thin film than that of Comparative Example.

실험례Example 2: 2: 비표면적의specific surface area 비교 comparison

질소 흡착·탈착 브루너-에미트-텔러 비표면적(SBET)을 BEL Japan Inc., BELSORPmax 분석기를 이용하여, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3의 입자가 갖는 비표면적을 측정하였다. 그 결과는 표 1과 같다. The specific surface areas of the particles of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 3 were measured for nitrogen adsorption/desorption Bruner-Emmett-Teller specific surface area (SBET) using a BELSORPmax analyzer from BEL Japan Inc. The results are shown in Table 1.

비표면적(cm2/g)Specific surface area (cm 2 /g) 실시예 1Example 1 191.74191.74 비교예 1Comparative Example 1 92.9892.98 비교예 3Comparative Example 3 101.6101.6

상기 표 1에서와 같이, 본건 실시예 1의 산화니켈 분말은 적정 수준의 비표면적을 갖기 때문에 치밀한 박막을 형성하면서도 동시에 입자간 응집을 예방할 수 있다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that since the nickel oxide powder of Example 1 has an appropriate level of specific surface area, it is possible to prevent aggregation between particles while forming a dense thin film.

실험례Example 3: 산화니켈 박막 특성 비교(도전성 3: Comparison of nickel oxide thin film properties (conductivity 적층체에to the laminate 대한 적용) applied for)

하기와 같이 ITO/NiO의 적층체 및 LiClO4와 프로필렌 카보네이트를 포함하는 전해질을 포함하는 반쪽-셀(half-cell)을 준비하고, pt를 상대전극으로 하는 포텐시오스탯(PARSTAT, Princeton Applied Research) 장비를 사용하여 상기 반쪽-셀을 구동시켰다(+ 0.5 V 및 - 0.5 V의 구동 전압을 각각 50초간 번갈아 가면서 인가하였음). 소자 구동 중에, 투과도 측정 장비(Avantes, Netherlands)를 이용하여 파장 350 nm 내지 1,200 nm 영역의 빛이 소자에 투과되는 정도를 측정하였고, 그 중 550 nm 파장의 가시광에 대한 투과도를 기록하였다. Prepare a half-cell containing an electrolyte containing a laminate of ITO / NiO and LiClO 4 and propylene carbonate as follows, and a potentiostat using pt as a counter electrode (PARSTAT, Princeton Applied Research) The half-cell was driven using the equipment (driving voltages of + 0.5 V and - 0.5 V were alternately applied for 50 seconds, respectively). During device operation, the transmittance of light in a wavelength range of 350 nm to 1,200 nm was measured by using a transmittance measuring instrument (Avantes, Netherlands), and transmittance for visible light having a wavelength of 550 nm was recorded.

실시예Example 2 2

산화니켈 분말의 제조: 실시예 1과 동일하게 산화니켈 분말을 제조하되, 하기 사항만을 다르게 적용 하였다. 즉, 0.25M 질산니켈 수용액에 0.25M 탄산나트륨 수용액을 20분간 드로핑한 뒤 1시간 동안 교반하였다. 용매로는 물을 사용하였다. 침전물(NiCO3)을 물로 세척한 뒤 건조시켰다. 건조된 침전물(분말)을 질소 중에서 400 ℃에서 2시간 동안 열처리하고, 산화니켈 분말을 얻었다. Preparation of nickel oxide powder: Nickel oxide powder was prepared in the same manner as in Example 1, but only the following items were applied differently. That is, 0.25 M sodium carbonate aqueous solution was dropped into 0.25 M nickel nitrate aqueous solution for 20 minutes, followed by stirring for 1 hour. Water was used as a solvent. The precipitate (NiCO 3 ) was washed with water and then dried. The dried precipitate (powder) was heat-treated in nitrogen at 400 DEG C for 2 hours to obtain nickel oxide powder.

ITO/산화니켈 박막의 적층체의 제조: 얻어진 산화니켈 분말과 습윤 분산제를 10~20wt%로 에탄올에 첨가하고, 비즈 쉐이커를 통해 3일간 분산시켰다. 제조된 분산졸을 수십초간 스핀코팅하여 ITO 기판 상에 코팅하고, 130°C에서 30분간 건조시켜 ITO/산화니켈 박막의 적층체를 얻었다. 상기 적층체에 대한 구동 특성 평가 결과는 표 2와 같다.Preparation of ITO/Nickel Oxide Thin Film Laminate : The obtained nickel oxide powder and wet dispersant were added to ethanol at 10 to 20 wt% and dispersed for 3 days using a bead shaker. The prepared dispersion sol was spin-coated for several tens of seconds, coated on an ITO substrate, and dried at 130 °C for 30 minutes to obtain an ITO/nickel oxide thin film laminate. Table 2 shows the driving characteristic evaluation results for the laminate.

실시예Example 3 3

산화니켈 분말의 제조: 실시예 1과 동일한 방법으로 산화니켈 분말을 제조하였다. Preparation of nickel oxide powder: Nickel oxide powder was prepared in the same manner as in Example 1.

ITO/산화니켈 박막의 적층체의 제조: 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다. 상기 적층체에 대한 구동 특성 평가 결과는 표 2와 같다.Preparation of ITO/Nickel Oxide Thin Film Laminate : A laminate was manufactured in the same manner as in Example 2 above. Table 2 shows the driving characteristic evaluation results for the laminate.

비교예comparative example 4 4

산화니켈 분말: 비교예 3과 마찬가지로, Aldrich 社의 상용화 제품(cat.no: 637130)을 사용하였다. Nickel oxide powder: As in Comparative Example 3, a commercially available product from Aldrich (cat.no: 637130) was used.

ITO/산화니켈 박막의 적층체의 제조: 실시예 2와 동일한 방법 및 조건하에서 제조되었다. 상기 적층체에 대한 구동 특성 평가 결과는 표 2와 같다.Preparation of ITO/Nickel Oxide Thin Film Laminate : It was prepared under the same method and conditions as in Example 2. Table 2 shows the driving characteristic evaluation results for the laminate.

착색시 투과율 T1 (%)Transmittance T1 (%) when colored 탈색시 투과율 T2(%)Transmittance T2 (%) during bleaching 투과율 차이(T2-T1)(%)Transmittance difference (T2-T1) (%) 실시예 2Example 2 31.931.9 82.982.9 5151 실시예 3Example 3 2727 75.375.3 48.348.3 비교예 4Comparative Example 4 43.643.6 5959 15.415.4 * 착색: 산화니켈 박막이 착색되어(colored), 투과도가 낮아진 상태
* 탈색: 산화니켈 박막이 탈색되어(bleached), 투과도가 높아진 상태
* Coloration: a state in which the nickel oxide thin film is colored and the transmittance is lowered
* Decolorization: A state in which the nickel oxide thin film is bleached and the transmittance is increased

상기 표 2로부터, 비교예 대비 실시예의 투과율 차이가 더 크다는 것을 알 수 있다. 이는, 실시예에 따라 제조된 전기변색소자의 광학 특성 변화가, 비교예 소자 보다 더 뚜렷하다는 것을 의미한다. 이러한 결과를 통해, 실시예에 따라 제조된 산화니켈 박막의 도전성 기재의 전기 화학적 특성 개선에 기여한다고 유추할 수 있다.From Table 2, it can be seen that the transmittance difference between the comparative example and the example is greater. This means that the change in optical properties of the electrochromic device manufactured according to the example is more pronounced than that of the comparative device. Through these results, it can be inferred that the nickel oxide thin film prepared according to the embodiment contributes to improving the electrochemical properties of the conductive substrate.

Claims (15)

니켈염 함유 조성물을 교반하여 침전물을 수득하는 단계; 및
상기 침전물 함유 조성물을 300 ℃ 이상의 온도에서 열처리하여 산화니켈 분말을 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 침전물에 대한 열처리는, 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 이루어지고,
상기 산화니켈 분말은, X선 회절 측정시, 피크가 나타나는 2θ 각도 범위에서 계산되는 반가폭(full width at half maximum)이 1.5 내지 5 범위를 만족하는 산화니켈 분말의 제조방법.
stirring the nickel salt-containing composition to obtain a precipitate; and
Heat-treating the precipitate-containing composition at a temperature of 300 ° C. or higher to obtain nickel oxide powder; includes,
Heat treatment of the precipitate is performed under a nitrogen or argon atmosphere,
Wherein the nickel oxide powder has a full width at half maximum calculated in the 2θ angle range in which a peak appears in the range of 1.5 to 5 during X-ray diffraction measurement.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 니켈염 함유 조성물은 니켈염과 탄산염을 혼합하여 얻어지는 산화니켈 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the nickel salt-containing composition is obtained by mixing a nickel salt and a carbonate. 제4항에 있어서, 니켈염은 질산니켈, 황화니켈, 아세트산니켈, 염화니켈, 황산니켈, 브롬화니켈, 또는 요오드화니켈인 산화니켈 분말의 제조방법.The method for producing nickel oxide powder according to claim 4, wherein the nickel salt is nickel nitrate, nickel sulfide, nickel acetate, nickel chloride, nickel sulfate, nickel bromide, or nickel iodide. 제4항에 있어서, 탄산염은 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 탄산바륨, 또는 탄산리튬인 산화니켈 분말의 제조방법.The method for producing nickel oxide powder according to claim 4, wherein the carbonate is sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, barium carbonate, or lithium carbonate. 제4항에 있어서, 상기 침전물은 탄산니켈(NiCO3)인 산화니켈 분말의 제조방법.The method of claim 4, wherein the precipitate is nickel carbonate (NiCO 3 ). 제7항에 있어서, 상기 탄산니켈은 비정형(amorphous)인 산화니켈 분말의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the nickel carbonate is amorphous. 제1항에 있어서, 상기 침전물 함유 조성물을 700 ℃ 이하의 온도에서 열처리하는 산화니켈 분말의 제조방법.The method for producing nickel oxide powder according to claim 1, wherein the precipitate-containing composition is heat-treated at a temperature of 700 °C or less. 제1항에 있어서, 상기 침전물 수득 후 열처리 전에, 침전물에 대한 세척 및 건조를 추가로 수행하는 산화니켈 분말의 제조방법.The method for producing nickel oxide powder according to claim 1, wherein after obtaining the precipitate and before heat treatment, the precipitate is further washed and dried. 제1항에 있어서, 100 nm 미만의 입경을 갖는 산화니켈 분말의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the nickel oxide powder having a particle diameter of less than 100 nm is produced. 제11항에 있어서, 10 내지 50 nm 미만의 입경을 갖는 산화니켈 분말의 제조방법.The method according to claim 11, wherein the nickel oxide powder having a particle size of 10 to less than 50 nm is produced. 삭제delete 제1항 및 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되는 산화니켈 분말이고, 100 nm 미만의 입경을 갖는 산화니켈 분말.A nickel oxide powder prepared according to the method of any one of claims 1 and 4 to 10, and having a particle diameter of less than 100 nm. 제1항 및 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되는 산화니켈 분말.
A nickel oxide powder prepared according to the method of any one of claims 1 and 4 to 10.
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