KR102518143B1 - 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스에 있어서, α-니켈하이드록사이드와 탄소재를 혼합하여 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 제조하는 단계와; 상기 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 스프레이건조하여 균일한 입자 사이즈를 가지는 활물질을 얻는 단계를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 하이브리드 커패시터용 활물질인 α-니켈하이드록사이드와 전도성 증가를 위해 탄소재를 혼합한 복합체를 스프레이건조 방법을 통해 균일한 입도를 형성하며, 이를 활물질로 적용한 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 커패시터용 활물질인 α-니켈하이드록사이드와 전도성 증가를 위해 탄소재를 혼합한 복합체를 스프레이건조 방법을 통해 균일한 입도를 형성하며, 이를 활물질로 적용한 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것이다.
산업발전 및 생활수준 향상에 맞춰 휴대 전자기기의 소형화와 장시간 연속 사용을 목표로 부품의 경량화와 저소비 전력화에 대한 연구와 더불어 소형이면서 고용량을 실현할 수 있는 고성능 에너지 저장 디바이스가 요구되고 있다. 이에 최근에는 리튬 이온 전지(lithium ion battery), 전기이중층 커패시터(electric double layer capacitor, EDLC), 슈퍼 커패시터(super capacitor) 또는 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)와 같은 에너지 저장 디바이스를 전기자동차, 전지전력 저장시스템 등 대용량 전력저장전지와 휴대전화, 캠코더, 노트북 등의 휴대전자기기 등과 같은 소형의 고성능 에너지원으로 사용되고 있다. 하지만 리튬 이온 전지의 경우 높은 에너지밀도를 나타냄에도 불구하고 낮은 출력특성과 1000회 정도의 충방전 횟수로 인해 무선충전 효율이 감소하고, 2~3년 사용 후에는 교체하여야 한다는 단점이 있다. 또한 전기이중층 커패시터는 높은 출력과 많은 충방전 횟수로 인해 높은 무선충전 효율과 10년 이상의 장기신뢰성을 지니나, 낮은 에너지밀도로 인해 1회 충전시 사용할 수 있는 용량이 작아 상업적 가치가 떨어진다. 따라서 높은 무선충전 효율 및 장기신뢰성을 확보하기 위해서는 기존의 전기이중층 커패시터와 이차전지와의 장점을 겸비한 하이브리드 커패시터의 개발이 필요한 실정이다.
하이브리드 커패시터는 전기이중층 커패시터의 출력특성과 이차전지의 에너지 특성을 겸비한 융합형 에너지 저장 디바이스이며, 전기이중층 커패시터의 장점과 이차전지의 장점을 모두 가지고 있어 최근 커패시터 시장에서는 최근에 이러한 커패시터의 개발 필요성이 대두되고 있다. 하이브리드 커패시터는 주로 활물질로 루테늄옥사이드(RuO2), 망가니즈옥사이드(MnO2), 니켈옥사이드(Ni(OH)2), 틴옥사이드(SnO2), 몰리브데넘옥사이드(Mo2N), 티타늄니트라이드(TiN), 바나듐옥사이드(V2O5), 페라이트(MnFe2O4), 탄탈럼옥사이드(Ta2O5) 등과 같은 전이금속산화물(transition metal oxide)을 많이 사용한다. 그 중 니켈옥사이드는 3152F/g의 높은 이론용량, 안정적인 전기화학 반응, 우수한 속도 성능, 알칼리성 전해질에서의 구조적 안정성으로 인하여 많이 활용되어지고 있다.
종래의 니켈옥사이드를 합성하는 방법으로는 주로 침전법(precipitation), 전해석출법(electrodeposition), 졸-겔기법(sol-gel technique) 등을 이용하였는데, 이러한 방법들을 이용하여 니켈옥사이드를 합성하게 되면 마이크론 사이즈의 입자가 불균일하게 형성되기 때문에 입도 범위가 넓어지거나 또는 나노 사이즈의 응집된 나노구조체가 형성된다는 단점이 있다. 이러한 불균일한 입도 및 응집된 나노 구조체의 구조적 특성으로 인해서 셀이 비용량 및 낮은 출력특성을 나타낸다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 하이브리드 커패시터용 활물질인 α-니켈하이드록사이드와 전도성 증가를 위해 탄소재를 혼합한 복합체를 스프레이건조 방법을 통해 균일한 입도를 형성하며, 이를 활물질로 적용한 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스를 제공하는 것이다.
상기한 목적은, α-니켈하이드록사이드와 탄소재를 혼합하여 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 제조하는 단계와; 상기 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 스프레이건조하여 균일한 입자 사이즈를 가지는 활물질을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 α-니켈하이드록사이드는, 니켈클로라이드하이드레이트 수용액(nickel chloride hydrate solution)을 용매에 분산시킨 후 암모늄하이드록사이드(NH4OH)를 pH 9가 될때까지 교반시켜 형성시키는 것이 바람직하며, 상기 탄소재는, 활성탄(activated carbon), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO), 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성폴리머(conducting polymer), 에어로겔(aerogel) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스프레이건조는 150 내지 200℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기한 목적은, 균일한 입자 사이즈를 가지는 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 통해 제조된 활물질에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체는, α-니켈하이드록사이드/그래핀옥사이드 복합체(α-Ni(OH)2/GO)이거나, 상기 탄소재는, 활성탄(activated carbon), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO), 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성폴리머(conducting polymer), 에어로겔(aerogel) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기한 목적은 또한, α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 양극활물질로 포함하는 양극과; 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO)를 음극활물질로 포함하는 음극과; 상기 양극 및 상기 음극이 침지되는 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스에 의해서도 달성된다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 하이브리드 커패시터용 활물질인 α-니켈하이드록사이드와 전도성 증가를 위해 탄소재를 혼합한 복합체를 스프레이건조 방법을 통해 균일한 입도를 형성하며, 이를 활물질로 적용한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법의 순서도이고,
도 2는 비교예 및 실시예의 임피던스를 나타낸 그래프이고,
도 3은 비교예 및 실시예의 인가 전류 밀도에 따른 출력특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 비교예 및 실시예의 임피던스를 나타낸 그래프이고,
도 3은 비교예 및 실시예의 인가 전류 밀도에 따른 출력특성을 나타낸 그래프이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법, 이를 통해 제조된 활물질 및 이를 포함하는 에너지 저장 디바이스를 상세히 설명한다.
본 발명의 활물질은 균일한 입자 사이즈를 가지는 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체, 더 바람직하게는 균일한 입자 사이즈를 가지는 α-니켈하이드록사이드/그래핀옥사이드 복합체(α-Ni(OH)2/GO)이다. 또한 본 발명의 에너지 저장 디바이스는, α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 양극활물질로 포함하는 양극과, 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO)를 음극활물질로 포함하는 음극과, 양극 및 음극이 침지되는 전해액을 포함한다.
이러한 활물질의 제조방법으로는 도 1에 도시된 바와 같이 먼저, α-니켈하이드록사이드와 탄소재를 혼합하여 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 제조한다(S1).
하이브리드 커패시터에 사용되는 활물질은 다양하나 그 중 높은 이론용량, 안정적인 전기화학 반응, 우수한 속도 성능, 알칼리성 전해질에서의 구조적 안정성을 보이는 α-니켈하이드록사이드(α-Ni(OH)2)와 탄소재를 혼합하여 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 제조한다. 여기서 α-니켈하이드록사이드는 니켈클로라이드하이드레이트 수용액(nickel chloride hydrate solution)을 용매에 분산시킨 후 암모늄하이드록사이드(NH4OH)를 pH 9가 될때까지 교반시켜 형성시키는 것이 바람직하다.
탄소재의 경우 α-니켈하이드록사이드로부터 부족한 전도성을 개선하기 위해 관능기를 가지고 있는 탄소재를 혼합하여 전도성을 증가시키기 위해 혼합된다. 이러한 탄소재는 활성탄(activated carbon), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO), 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성폴리머(conducting polymer), 에어로겔(aerogel) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
복합체를 스프레이건조한다(S2).
S1 단계에서 제조된 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 스프레이건조(spray drying)하여 균일한 입자 사이즈를 가지는 활물질을 얻는다. 종래의 경우 활물질을 얻기 위해 침전법(precipitation), 전해석출법(electrodeposition), 졸-겔기법(sol-gel technique) 등을 이용하였는데, 이러한 방법들을 이용할 경우 마이크론 사이즈의 입자가 불균일하게 형성되기 때문에 입도 범위가 넓어지거나 또는 나노 사이즈의 응집된 나노구조체가 형성된다는 단점이 있었다. 따라서 본 발명은 복합체가 나노 사이즈로 균일한 입자 크기를 얻기 위해 스프레이건조 방법을 적용한다. 본 발명과 같이 복합체가 균일한 나노 사이즈의 입자로 이루어질 경우 이를 활물질로 적용한 에너지 저장 디바이스는 안정적인 전기화학 반응을을 구현하는 고용량 에너지 저장 디바이스가 될 수 있다.
여기서 스프레이건조는 스프레이건조 장비에 복합체를 넣은 후 150 내지 200℃에서 분사시켜 균일한 입자의 복합체를 얻을 수 있다. 스프레이건조 온도가 150℃ 미만일 경우 복합체의 균일한 분사가 용이하지 못하며, 200℃를 초과할 경우 복합체의 변형이 발생할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 좀 더 상세하게 설명한다.
<비교예> : 전극 제조
1) 활물질 제조
먼저 α-니켈하이드록사이드(α-Ni(OH)2)의 합성방법으로, 니켈클로라이드하이드레이트 수용액(nickel chloride hydrate solution) 20g과 증류수 150ml를 반응기에 넣고 300rpm으로 2시간 동안 교반한다. 그 다음 암모늄하이드록사이드(NH4OH) 용액을 한 방울씩 반응기 내에 떨어뜨려 반응기 내 용액의 pH가 9가 될 때까지 교반한다. 반응기 내의 용액 pH가 9가 되면, 담금질(quenching) 시키면서 12시간 동안 300rpm으로 교반한다. 교반이 끝나고 나면 이를 증류수로 여러 번 세척한 뒤 80℃ 진공오븐에 건조한다.
2) 양극 제조
α-Ni(OH)2를 양극활물질로 사용하였으며, 슬러리 전극의 조성은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 89 : 6 : 5 중량비로 혼합하였다. 바인더는 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC) 0.3g을 탈이온수(deionized water) 9.7ml에 녹인 후, 도전재인 카본블랙(carbon black)과 CoO를 각각 0.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 양극활물질을 16.91g 추가하여 혼합기(thinky mixer)로 20분간 처리한 뒤, 활물질, 도전재 및 바인더의 분산을 돕기 위하여 초음파처리기(ultrasonication) 또는 균질기(homogenizer)를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber, SBR)를 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa·S가 되도록 조정하였다. 슬러리를 1mmT의 두께를 가진 니켈폼(Ni foam)에 넣어 딥코팅을 한 다음, 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스(hot roll press)를 이용하여 전극의 두께가 500㎛가 되도록 압착시켰다.
3) 음극 제조
환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO)를 음극활물질로 사용하였으며, 슬러리 전극의 조성물은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 82 : 8 : 10 중량비로 혼합하였다. 바인더는 카복시메틸셀룰로오스 0.3g을 탈이온수 9.7ml에 녹인 용액과 미리 연신시켜놓은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 0.5g에 도전재인 카본블랙을 1.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 활물질을 16.4g 추가하여 혼합기로 20분간 처리한 뒤, 활물질, 도전재 및 바인더의 분산을 돕기 위하여 초음파처리기 또는 균질기를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 SBR을 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa·S가 되도록 조정하였다. 슬러리를 1.8mmT 두께를 가진 니켈폼에 넣어 딥코팅을 한 다음 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스를 이용하여 전극의 두께가 900㎛가 되도록 압착시켰다.
<실시예 1> : 전극 제조
1) 활물질 제조
먼저 α-니켈하이드록사이드/그래핀옥사이드 복합체(α-Ni(OH)2/GO) 합성방법으로, DI water 500ml를 넣은 반응기에 나노 사이즈의 α-니켈하이드록사이드 18g과 그래핀옥사이드(graphene oxide) 2g을 넣고, 초음파처리기(ultrasonication)를 2시간 한 다음 균질기(homogenizer)를 20,000rpm에서 30분 동안 처리하여 분산 용액을 제조한다. 이를 스프레이건조(spray drying) 장비에 넣어 180℃의 온도에서 분산시킨 후 파우더 상태의 α-니켈하이드록사이드/그래핀옥사이드 복합체 샘플을 채취한다.
2) 양극 제조
α-Ni(OH)2/GO 복합체를 양극활물질로 사용하였으며, 슬러리 전극의 조성은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 89 : 6 : 5 중량비로 혼합하였다. 바인더는 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC) 0.3g을 탈이온수(deionized water) 9.7ml에 녹인 후, 도전재인 카본블랙(carbon black)과 CoO를 각각 0.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 양극활물질을 16.91g 추가하여 혼합기(thinky mixer)로 20분간 처리한 뒤, 활물질, 도전재 및 바인더의 분산을 돕기 위하여 초음파처리기(ultrasonication) 또는 균질기(homogenizer)를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber, SBR)를 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa·S가 되도록 조정하였다. 슬러리를 1mmT의 두께를 가진 니켈폼(Ni foam)에 넣어 딥코팅을 한 다음, 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스(hot roll press)를 이용하여 전극의 두께가 500㎛가 되도록 압착시켰다.
3) 음극 제조
환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO)를 음극활물질로 사용하였으며, 슬러리 전극의 조성물은 활물질 : 도전재 : 바인더 = 82 : 8 : 10 중량비로 혼합하였다. 바인더는 카복시메틸셀룰로오스 0.3g을 탈이온수 9.7ml에 녹인 용액과 미리 연신시켜놓은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 0.5g에 도전재인 카본블랙을 1.6g씩 넣어 초음파 처리를 하였다. 초음파 처리가 끝난 후 활물질을 16.4g 추가하여 혼합기로 20분간 처리한 뒤, 활물질, 도전재 및 바인더의 분산을 돕기 위하여 초음파처리기 또는 균질기를 이용하여 10분간 처리하였다. 마지막으로 SBR을 넣어 슬러리의 점도를 1000 내지 1500mPa·S가 되도록 조정하였다. 슬러리를 1.8mmT 두께를 가진 니켈폼에 넣어 딥코팅을 한 다음 100℃의 진공오븐에 전극을 건조시켰다. 전극의 건조가 끝난 후, 80℃의 핫롤프레스를 이용하여 전극의 두께가 900㎛가 되도록 압착시켰다.
<실시예 2> : 셀 제조
실시예 1을 통해 제조된 전극을 2.5×2.5cm2으로 재단하고, 셀룰로즈(cellulose) 계열 분리막으로 양극/분리막/음극 전극 순서로 겹쳐서 쌓은 후, 테프론 셀에 투입하고 진공 감압 또는 가압이 가능한 전해액 주입기에 6M의 수산화칼륨(KOH) 전해액을 함침하고 진공 실링(sealing)하여 셀을 제조하였다.
<실시예 3> : 충방전 용량 측정
하이브리드 커패시터의 충방전 용량은 충방전 시험기(MACCOR, 모델명 series 4000)에서 정전류법으로 충전과 방전을 행하였다. 구동전압은 0.8 내지 1.6V에서 인가전류밀도는 2mA/cm2의 조건으로 측정하였다. 하이브리드 커패시터의 충방전 용량은 5번째의 정전류 방전에서의 시간-전압 곡선에서 아래의 식 1에 의해 계산하였다.
<식 1>
C(정전용량, F) = dt·I/Dv
<실시예 4> : 임피던스 측정
하이브리드 커패시터 셀의 임피던스(impedance)의 경우, 충방전 테스트가 끝난 후 주파수 범위 1m 내지 1MHz, 진폭(amplitude) 10mV로 분석하였으며 이때 1kHz 저항을 측정하였다. 도 2는 실시예와 비교예의 셀 저항을 비교하기 위한 임피던스 결과이며, 이 그래프는 기울기가 클수록 접촉저항(contact resistance)이 작은 것을 의미한다. 따라서 실시예에 비해 비교예의 기울기가 큰 것으로 보아 실시예는 비교예에 비해 접촉저항이 개선되는 결과를 나타내는 것을 알 수 있는데, 실시예의 1kHz 저항값은 0.178Ω이고 비교예는 0.301Ω으로 실시예의 저항값이 더 낮은 것을 알 수 있다. 또한 그래프에서 높은 주파수 영역에서 반원 모양이 형성되는데, 반원의 직경이 커질수록 임피던스가 커지는 것을 의미한다. 이를 확인하면 비교예의 반원의 직경이 실시예 반원의 직경보다 큰 것을 알 수 있으며, 반원의 직경과 접촉저항을 조합했을 경우 비교예의 임피던스가 실시예의 임피던스보다 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 충방전시 전극 활물질과 합성되는 그래핀옥사이드의 탄소 성분이 추가되어 전도성 향상과 동시에 산화환원반응(redox reaction)에서 전하이동(electric charge transport) 특성이 개선되기 때문인 것으로 확인된다.
<실시예 5> : 율특성
하이브리드 커패시터 셀의 율특성(rate capability)의 경우 전류밀도 x mA/cm2(x = 1, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 30), 구동전압은 0.8 내지 1.6V로 실시하여 용량 유지율(%)을 측정하였다. 도 3은 인가 전류밀도에 따른 충방전 용량을 나타낸 그래프로, 방전전류의 범위를 1, 3, 5, 7, 10, 20, 30mA/cm2로 인가하여 율특성을 측정하였으며, 그 결과 비교예보다 실시예가 출력 특성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 비교예의 율특성이 인가 전류가 증가함에 따라 감소하는 이유는 불균일한 입도와 구조적 특성으로 인해 낮은 출력특성을 나타내는 것으로 보여진다. 실시예의 경우 이러한 불균일성을 개선하기 위해 스프레이건조(spray drying) 공정과 전도성을 가지고 있는 그래핀옥사이드의 적용에 의하여 전도성 증가 및 균일한 입도로 인하여 전하이동 특성이 개선되어 전류에 따른 율특성이 개선되어 지는 것으로 보여진다.
종래에는 에너지 저장 디바이스에 α-니켈하이드록사이드를 활물질로 사용하여도 마이크론 사이즈의 입자가 불균일하게 형성되기 때문에 입도 범위가 넓어지거나 또는 나노 사이즈의 응집된 나노구조체가 형성되어 특성이 떨어진다는 단점이 있었다. 하지만 본 발명의 경우 활물질인 α-니켈하이드록사이드와 함께 전도성 증가를 위해 탄소재를 혼합한 복합체를 사용하며, 복합체를 스프레이건조 방법을 통해 균일한 입도를 형성하기 때문에 이를 활물질로 적용한 에너지 저장 디바이스는 그 특성이 증가된다는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (8)
- 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법에 있어서,
α-니켈하이드록사이드와 탄소재를 혼합하여 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 제조하는 단계와;
상기 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 스프레이건조하여 균일한 입자 사이즈를 가지는 활물질을 얻는 단계를 포함하고,
상기 스프레이건조는 150 내지 200℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 α-니켈하이드록사이드는,
니켈클로라이드하이드레이트 수용액(nickel chloride hydrate solution)을 용매에 분산시킨 후 암모늄하이드록사이드(NH4OH)를 pH 9가 될때까지 교반시켜 형성시키는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 탄소재는,
활성탄(activated carbon), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO), 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성폴리머(conducting polymer), 에어로겔(aerogel) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 이용한 활물질 제조방법. - 삭제
- 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 따라 제조되어 균일한 입자 사이즈를 가지는 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 통해 제조된 활물질.
- 제 5항에 있어서,
상기 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체는, α-니켈하이드록사이드/그래핀옥사이드 복합체(α-Ni(OH)2/GO)인 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 통해 제조된 활물질. - 제 5항에 있어서,
상기 탄소재는,
활성탄(activated carbon), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO), 환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성폴리머(conducting polymer), 에어로겔(aerogel) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스프레이건조를 통해 제조된 활물질. - 에너지 저장 디바이스에 있어서,
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 따라 제조되어 α-니켈하이드록사이드/탄소재 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 활물질을 양극활물질로 포함하는 양극과;
환원된 그래핀옥사이드(reduced graphene oxide, RGO)를 음극활물질로 포함하는 음극과;
상기 양극 및 상기 음극이 침지되는 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스.
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