KR102625316B1 - Edgeless activated carbon, manufacturing method thereof, lead-carbon battery including the same and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 납-카본 전지용 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 활성탄 표면에 존재하는 에지에 의한 반응성을 억제하기 위해 활성탄에 존재하는 에지룰 제거하여 얻어진 에지리스 활성탄 및 그 제조방법과 에지리스 활성탄을 이용하여 제조된 음극을 포함하여 충전수입성이 개선되고, 전자 전달을 용이하게 함으로써 금속납의 환원을 유도하여 장수명 성능을 확보할 수 있는 납-카본전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing activated carbon for lead-carbon batteries, and more specifically, to an edgeless activated carbon obtained by removing edge rules present in activated carbon to suppress reactivity due to edges present on the surface of activated carbon, a method for producing the same, and an edgeless activated carbon. It relates to a lead-carbon battery that includes a negative electrode manufactured using activated carbon, improves chargeability, and secures long-life performance by inducing reduction of metallic lead by facilitating electron transfer and a method of manufacturing the same.

Description

에지리스 활성탄, 그 제조방법, 상기 에지리스 활성탄을 포함하는 납-카본전지 및 그 제조방법 {Edgeless activated carbon, manufacturing method thereof, lead-carbon battery including the same and method for producing the same} Edgeless activated carbon, manufacturing method thereof, lead-carbon battery including the edgeless activated carbon, and manufacturing method thereof {Edgeless activated carbon, manufacturing method thereof, lead-carbon battery including the same and method for producing the same}

본 발명은 납-카본 전지용 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 활성탄 표면에 존재하는 에지에 의한 반응성을 억제하기 위해 활성탄에 존재하는 에지를 제거하여 얻어진 에지리스 활성탄 및 그 제조방법과 에지리스 활성탄을 이용하여 제조된 음극을 포함하여 충전수입성이 개선되고, 전자 전달을 용이하게 함으로써 금속납의 환원을 유도하여 장수명 성능을 확보할 수 있는 납-카본전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing activated carbon for lead-carbon batteries, and more specifically, to an edgeless activated carbon obtained by removing the edges present in the activated carbon to suppress reactivity due to the edges present on the surface of the activated carbon, a method for producing the same, and an edgeless activated carbon It relates to a lead-carbon battery that includes a negative electrode manufactured using activated carbon, improves chargeability, and secures long-life performance by inducing reduction of metallic lead by facilitating electron transfer and a method of manufacturing the same.

납-카본 전지는 납축전지와 탄소계 슈퍼커패시터의 장점을 합친 장수명/저비용 하이브리드 에너지 저장장치이다. Lead-carbon batteries are long-life/low-cost hybrid energy storage devices that combine the advantages of lead-acid batteries and carbon-based supercapacitors.

ISG 차량용 전지의 경우, 부분 충전 상태(PSOC, Partial State of Charge) 운영에 따른 사이클 특성을 향상시키기 위해 충전수입성을 개선할 필요성이 있다. 즉, ISG 차량 운전시 시동용 전지는 과도하게 부족한 충전상태에서 방전이 지속적으로 이루어지는 과정에서 황산납 결정 성장을 피하기 어려운 것이 사실이다. 납-카본 전지에서 전극 반응에 의한 황산납 결정 성장은 전극 저항을 증가시켜 종국에는 전지의 사이클 수명을 저하시키는 문제를 일으킨다. 상기 저항 감소를 위해 전기 전도성이 우수한 카본의 도입을 시도함으로서 전극 내에서 전자의 전달을 용이하게 하여, 황산납의 금속납으로의 환원을 유도하여 저항 증가를 억제해야 한다. 이를 위해 물리적으로 나노 납이 첨착된 활성탄소를 전극 바인더와 함께 혼합한 후, 음극 납 극판에 코팅하여 탄소전극을 제조함으로서 전극내에서의 전자 전달을 용이하게 하고, 황산납의 금속납으로의 환원을 유도하여 전극내 저항 증가를 최소화한다.In the case of ISG vehicle batteries, there is a need to improve chargeability in order to improve cycle characteristics according to partial state of charge (PSOC) operation. In other words, it is true that when driving an ISG vehicle, it is difficult to avoid the growth of lead sulfate crystals in the starting battery while continuously discharging in an excessively insufficient state of charge. In lead-carbon batteries, lead sulfate crystal growth due to electrode reaction increases electrode resistance, ultimately causing a problem that reduces the cycle life of the battery. In order to reduce the resistance, it is necessary to attempt to introduce carbon with excellent electrical conductivity to facilitate the transfer of electrons within the electrode, thereby inducing the reduction of lead sulfate to metallic lead and suppressing the increase in resistance. For this purpose, activated carbon physically impregnated with nano-lead is mixed with an electrode binder and then coated on the negative lead electrode plate to manufacture a carbon electrode to facilitate electron transfer within the electrode and reduce lead sulfate to metallic lead. This minimizes the increase in resistance within the electrode.

따라서, ISG 차량과 같이 급제동/급출발이 잦은 자동차에 탑재할 수 있는 고출력장수명 전지 성능을 구현하기 위해서 전기전도성이 우수한 카본 소재 기반의 전극활물질을 도입하여 충전수입성을 개선하고, 전자 전달을 용이하게 함으로서 금속납의 환원을 유도하여 장수명 성능을 확보할 필요가 있다.Therefore, in order to implement high-output, long-life battery performance that can be installed in cars with frequent sudden braking and sudden starts, such as ISG vehicles, an electrode active material based on carbon material with excellent electrical conductivity is introduced to improve charging performance and facilitate electron transfer. In this way, it is necessary to secure long-life performance by inducing reduction of metallic lead.

그러나, 기존 납-카본 전지의 경우, 활성탄 표면에 존재하는 에지에 의해 반응성이 증가하여 가스 발생 및 전지 부품 현상에 따른 저항 증가와 셀 성능 저하 등의 문제가 나타났다. However, in the case of existing lead-carbon batteries, reactivity increases due to the edges present on the surface of activated carbon, resulting in problems such as increased resistance and reduced cell performance due to gas generation and battery component phenomena.

국내특허공개번호 제10-2020-0045794호Domestic Patent Publication No. 10-2020-0045794

본 발명자들은 다수의 연구결과 기존 납-카본 전지에서 발생하는 가스 발생 및 전지 부품 현상에 따른 저항 증가와 셀 성능 저하 등의 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.As a result of numerous studies, the present inventors completed the present invention by developing a technology that can solve problems such as increased resistance and reduced cell performance due to gas generation and battery component phenomena occurring in existing lead-carbon batteries.

따라서, 본 발명의 목적은 활성탄의 반응성을 억제할 수 있도록 활성탄에 존재하는 에지를 일정비율이하로 제거하여 얻어진 에지리스 활성탄 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide edgeless activated carbon obtained by removing edges present in activated carbon below a certain ratio to suppress the reactivity of activated carbon, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 반응성이 억제된 에지리스 활성탄을 포함함으로써 높은 전기전도성을 갖고 황산납의 금속납으로의 환원을 가속시켜 전극 저항 증가를 억제할 수 있는 납-카본 전지용 전극을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrode for a lead-carbon battery that has high electrical conductivity by including edgeless activated carbon with suppressed reactivity and can suppress an increase in electrode resistance by accelerating the reduction of lead sulfate to metallic lead.

본 발명의 또 다른 목적은 에지리스 활성탄을 포함하는 전극을 음극으로 사용함으로써 개선된 전극의 전기 전도성으로 인해 전지의 충전수입성이 향상될 수 있고 수소발생반응 억제에 따른 수분 손실 감소로 사이클 특성이 향상된 납-카본 전지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that by using an electrode containing edgeless activated carbon as a cathode, the chargeability of the battery can be improved due to the improved electrical conductivity of the electrode, and the cycle characteristics can be improved by reducing moisture loss due to suppression of the hydrogen generation reaction. To provide an improved lead-carbon battery and its manufacturing method.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 상세한 설명의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 목적 역시 당연히 포함될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and even if not explicitly mentioned, the object of the invention that can be recognized by a person of ordinary skill in the art from the description of the detailed description of the invention described later may also naturally be included. .

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 활성탄에서 연속적인 육각형 구조로 이루어진 기저면 (basal plane)의 외곽에 위치한 산소관능기 또는 수소로 구성된 부분인 에지(edge)의 함량이 일정비율로 존재하는 에지리스 활성탄을 제공한다. In order to achieve the object of the present invention described above, first, the present invention is to reduce the content of the edge, which is a portion composed of oxygen functional groups or hydrogen located on the outside of the basal plane of activated carbon with a continuous hexagonal structure, at a certain ratio. Provides edgeless activated carbon that exists.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 일정비율은 상기 기저면의 비표면적에 대해 측정된 상기 에지가 차지하는 비표면적의 상대적인 비율로서, 2 부피% 이하이다. In a preferred embodiment, the constant ratio is a relative ratio of the specific surface area occupied by the edge measured to the specific surface area of the base surface, and is 2% by volume or less.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 상기 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g이하이다. In a preferred embodiment, the total content of the edges is 500 μmol/g or less and the specific surface area occupied by the edges is 26 m 2 /g or less.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 활성탄은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.In a preferred embodiment, the activated carbon is any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 에지가 일정비율로 존재하면 부가반응이 억제된다. In a preferred embodiment, the addition reaction is suppressed when the edges are present at a certain ratio.

또한, 본 발명은 활성탄 내에 존재하는 불순물을 제거하는 정제단계; 및 상기 정제된 활성탄을 1000-2000℃ 온도에서 처리하는 열처리단계;를 포함하는 에지리스 활성탄 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention includes a purification step of removing impurities present in activated carbon; and a heat treatment step of treating the purified activated carbon at a temperature of 1000-2000°C.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 정제단계는 상기 활성탄을 1몰 내지 10몰의 염산수용액으로 12시간 이하로 처리하여 금속불순물을 제거한다. In a preferred embodiment, the purification step removes metal impurities by treating the activated carbon with 1 mole to 10 mole aqueous hydrochloric acid solution for 12 hours or less.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 열처리단계는 흑연화로를 이용하여 아르곤가스 분위기에서 30분 이내로 처리된다. In a preferred embodiment, the heat treatment step is performed within 30 minutes in an argon gas atmosphere using a graphitization furnace.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 열처리된 활성탄의 표면에 잔존하는 에지를 제거하는 잔존 에지제거단계를 더 포함한다. In a preferred embodiment, a residual edge removal step of removing edges remaining on the surface of the heat-treated activated carbon is further included.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 잔존 에지제거단계는 상기 열처리된 활성탄을 아민화 반응시켜 수행된다. In a preferred embodiment, the remaining edge removal step is performed by amination of the heat-treated activated carbon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 아민화 반응은 상기 열처리된 활성탄에 무수에탄올과 diethylenetriamine, 요소 (CH4N2O), 암모니아 (NH3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아민화제를 넣고 70 내지 100℃에서 10시간 이상 반응시켜 수행된다. In a preferred embodiment, the amination reaction is performed by adding an amination agent selected from the group consisting of anhydrous ethanol, diethylenetriamine, urea (CH 4 N 2 O), and ammonia (NH 3 ) to the heat-treated activated carbon, and heating for 70 to 70 minutes. It is carried out by reacting at 100°C for more than 10 hours.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 활성탄은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다. In a preferred embodiment, the activated carbon is any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 에지리스 활성탄은 상기 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 상기 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g이하인 것이다. In a preferred embodiment, the edgeless activated carbon has a total content of the edges of 500 μmol/g or less and a specific surface area occupied by the edges of 26 m 2 /g or less.

또한, 본 발명은 상술된 어느 하나의 에지리스 활성탄 또는 상술된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 에지리스 활성탄 및 상기 활성탄 표면에 형성된 나노납 침착층을 포함하는 나노납 함유 에지리스 활성탄을 제공한다.In addition, the present invention provides edgeless activated carbon containing any of the above-described edgeless activated carbon or edgeless activated carbon manufactured by any of the above-described manufacturing methods, and nano-lead-containing edgeless activated carbon comprising a nano-lead deposition layer formed on the surface of the activated carbon.

또한, 본 발명은 상술된 나노납 함유 에지리스 활성탄을 포함하는 전극슬러리 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides an electrode slurry composition containing the above-described nano-lead-containing edgeless activated carbon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 나노납함유 에지리스 활성탄 100중량부 당 바인더 2 내지 20중량부 및 분산용매 200 내지 300중량부를 포함한다. In a preferred embodiment, 2 to 20 parts by weight of binder and 200 to 300 parts by weight of dispersion solvent are included per 100 parts by weight of the nano-lead-containing edgeless activated carbon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드 (Polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 스티렌부타디엔고무로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 분산용매는 에탄올, 아세톤, 이스프로필알콜, 메틸 피롤리돈, 프로필렌글리콜로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나이상이다. In a preferred embodiment, the binder is at least one selected from the group consisting of polyvinylidenefloride, carboxymethylcellulose, and styrene-butadiene rubber, and the dispersion solvent is ethanol, acetone, and ispropyl alcohol. , methyl pyrrolidone, and propylene glycol.

또한, 본 발명은 상술된 전극슬러리 조성물로 코팅된 전극을 제공한다. Additionally, the present invention provides an electrode coated with the electrode slurry composition described above.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전극슬러리 조성물은 납 극판에 코팅되는 것이다. In a preferred embodiment, the electrode slurry composition is coated on a lead electrode plate.

또한, 본 발명은 상술된 전극을 음극으로 포함하는 납-카본전지를 제공한다. Additionally, the present invention provides a lead-carbon battery including the above-described electrode as a cathode.

또한, 본 발명은 상술된 어느 하나의 에지리스 활성탄 또는 상술된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 에지리스 활성탄을 준비하는 단계; 상기 에지리스 활성탄에 나노 납을 침착시켜 형성된 나노납 침착층을 포함하는 나노납함유 에지리스 활성탄을 준비하는 나노납 침착단계; 상기 나노납함유 에지리스 활성탄을 포함하는 전극슬러리 조성물을 준비하는 전극슬러리준비단계; 및 상기 전극슬러리 조성물을 납 극판에 코팅하는 전극 제조단계;를 포함하는 납-카본전지 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the steps of preparing edgeless activated carbon manufactured by any of the above-described edgeless activated carbon or any of the above-described manufacturing methods; A nano-lead deposition step of preparing nano-lead-containing edgeless activated carbon including a nano-lead deposition layer formed by depositing nano-lead on the edgeless activated carbon; An electrode slurry preparation step of preparing an electrode slurry composition containing the nano-lead-containing edgeless activated carbon; and an electrode manufacturing step of coating the electrode slurry composition on a lead electrode plate. It provides a lead-carbon battery manufacturing method including a.

상술된 본 발명의 에지리스 활성탄은 활성탄에 존재하는 에지를 일정비율이하로 제거함으로써 활성탄의 반응성을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 활성탄의 에지의 함량을 제어할 수 있으며, 이를 바탕으로 탄소계 슈퍼커패시터와 연료전지 탄소계 담지체 등 다양한 에너지 응용 분야에서 우수한 효과를 기대할 수 있다The edgeless activated carbon of the present invention described above can suppress the reactivity of the activated carbon by removing the edges present in the activated carbon below a certain ratio. Therefore, according to the present invention, the content of the edges of activated carbon can be controlled, and based on this, excellent effects can be expected in various energy application fields such as carbon-based supercapacitors and fuel cell carbon-based carriers.

또한, 본 발명의 음극은 반응성이 억제된 에지리스 활성탄을 포함함으로써 높은 전기전도성을 갖고 황산납의 금속납으로의 환원을 가속시켜 전극 저항 증가를 억제할 수 있다.In addition, the cathode of the present invention contains edgeless activated carbon with suppressed reactivity, so it has high electrical conductivity and can suppress an increase in electrode resistance by accelerating the reduction of lead sulfate to metallic lead.

또한, 본 발명의 납-카본 전지는 에지리스 활성탄을 포함하는 전극을 음극으로 사용함으로써 개선된 전극의 전기 전도성으로 인해 전지의 충전수입성이 향상될 수 있고 수소발생반응 억제에 따른 수분 손실 감소로 사이클 특성이 향상되므로 기존 납-카본 전지에서 발생하는 가스 발생 및 전지 부품 현상에 따른 저항 증가와 셀 성능 저하 등의 문제를 해결할 수 있다. In addition, the lead-carbon battery of the present invention uses an electrode containing edgeless activated carbon as a cathode, which improves the chargeability of the battery due to the improved electrical conductivity of the electrode and reduces moisture loss by suppressing the hydrogen generation reaction. As cycle characteristics are improved, problems such as increased resistance and reduced cell performance due to gas generation and battery component phenomena that occur in existing lead-carbon batteries can be solved.

본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.These technical effects of the present invention are not limited to the scope mentioned above, and even if not explicitly mentioned, the effects of the invention that can be recognized by a person of ordinary skill in the art from the description of the specific contents for implementing the invention described later. Of course it is included.

도 1a는 탄소소재에서 기저면과 에지를 보여주기 위한 모식도이고, 도 1b는 탄소소재의 미세구조와 일반적인 활성화 공정 후 활성탄의 미세구조를 보여주기 위한 모식도이며, 도 1c는 활성탄의 일반적인 활성화공정 후 미세구조와 본 발명의 에지리스 활성탄의 구조 차이를 보여주기 위한 모식도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지리스 활성탄을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 흐름도이며, 도 2b는 도 2a에서 얻어진 에지리스 활성탄에 나노납을 침착하여 제조된 나노납함유 활성탄, 나노납함유 활성탄을 포함하는 전극슬러리 및 이를 납 극판에 코팅하여 제조된 음극을 포함하여납-카본 전지를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 에지리스 활성탄 제조시 열처리 온도에 따른 에지리스 활성탄의SEM, TEM 그리고 STM 분석 결과를 나타낸 것이다
도 4는 에지리스 활성탄 제조시 열처리 온도에 따른 에지리스 활성탄의(a) 라만스펙트럼, (b) 엑스선 회절 패턴, (c) 질소흡탈착곡선, (d) 마이크로기공 분포, (e) 산화개시온도, (f) 전기전도도를 나타낸 것이다.
도 5는 미처리 활성탄 및 고온 열처리 활성탄의 고온 승온탈착법에 의해 탈착된 (a) 총 가스의 양, (b) CO의 양, (c) CO2의 양, (d) H2O의 양, (e) H2의 양을 나타낸 결과도면이다.
도 6은 미처리 활성탄 및 고온 열처리 활성탄의 선형주사전위법 (a) 전류-전압 곡선과 (b) 타펠도시를 나타낸 도면이다.
도 7은 나노납이 첨착된 미처리 활성탄, 1600℃ 열처리 활성탄이 코팅된 납 음극판이 적용된 납-카본 전지 단위 셀의 (a) 충전수입성, (b) 충전용량, (c) 사이클 특성, (d) 수분손실을 나타낸 도이다.
Figure 1a is a schematic diagram showing the base and edge of a carbon material, Figure 1b is a schematic diagram showing the microstructure of the carbon material and the microstructure of activated carbon after a general activation process, and Figure 1c is a schematic diagram showing the microstructure of activated carbon after a general activation process of activated carbon. This is a schematic diagram to show the difference between the structure and the edgeless activated carbon of the present invention.
Figure 2a is a flowchart schematically showing a process for manufacturing edgeless activated carbon according to an embodiment of the present invention, and Figure 2b is a nano-lead-containing activated carbon, nano-lead produced by depositing nano-lead on the edgeless activated carbon obtained in Figure 2a. This is a flowchart schematically showing the process of manufacturing a lead-carbon battery including an electrode slurry containing lead-containing activated carbon and a negative electrode manufactured by coating it on a lead electrode plate.
Figure 3 shows the results of SEM, TEM, and STM analysis of edgeless activated carbon according to heat treatment temperature when manufacturing edgeless activated carbon.
Figure 4 shows (a) Raman spectrum, (b) X-ray diffraction pattern, (c) nitrogen adsorption and desorption curve, (d) micropore distribution, and (e) oxidation onset temperature of edgeless activated carbon according to heat treatment temperature when manufacturing edgeless activated carbon. , (f) shows electrical conductivity.
Figure 5 shows (a) the total amount of gas, (b) the amount of CO, (c) the amount of CO 2 , (d) the amount of H 2 O, (e) Result drawing showing the amount of H2 .
Figure 6 is a diagram showing the linear scanning potential method (a) current-voltage curve and (b) Tafel diagram of untreated activated carbon and high-temperature heat-treated activated carbon.
Figure 7 shows (a) chargeability, (b) charge capacity, (c) cycle characteristics, (d) of a lead-carbon battery unit cell with untreated activated carbon impregnated with nano-lead and a lead negative electrode plate coated with activated carbon heat-treated at 1600°C. ) This is a diagram showing moisture loss.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the description of the invention, but are intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present invention, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 특히, 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등이 사용되는 경우 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되는 것으로 해석될 수 있다.When interpreting a component, it is interpreted to include the margin of error even if there is no separate explicit description. In particular, when terms of degree such as "about", "substantially", etc. are used, they may be interpreted as being used at or close to that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented. .

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal relationship is described as ‘~after’, ‘after~’, ‘~next’, ‘before’, etc., ‘immediately’ or ‘directly’ This also includes non-consecutive cases unless used.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and preferred embodiments.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals used to describe the invention throughout the specification represent like elements.

본 발명의 기술적 특징은 활성탄에 존재하는 에지를 일정비율이하로 제거함으로써 활성탄의 반응성을 억제할 수 있도록 개발된 에지리스 활성탄 및 에지리스 활성탄의 용도에 따라 에지 함량이 제어될 수 있도록 개발된 에지리스 활성탄 제조방법, 반응성이 억제된 에지리스 활성탄을 포함함으로써 높은 전기전도성을 갖고 황산납의 금속납으로의 환원을 가속시켜 전극 저항 증가를 억제할 수 있는 전극, 상기 전극을 음극으로 사용함으로써 개선된 전극의 전기 전도성으로 인해 전지의 충전수입성이 향상될 수 있고 수소발생반응 억제에 따른 수분 손실 감소로 사이클 특성이 향상된 납-카본 전지 및 그 제조방법에 있다. The technical features of the present invention are edgeless activated carbon, which was developed to suppress the reactivity of activated carbon by removing the edges present in activated carbon below a certain ratio, and edgeless activated carbon, which was developed so that the edge content can be controlled depending on the use of the edgeless activated carbon. Activated carbon manufacturing method, an electrode that has high electrical conductivity by including edgeless activated carbon with suppressed reactivity and can suppress an increase in electrode resistance by accelerating the reduction of lead sulfate to metallic lead, and an improved electrode by using the electrode as a cathode. There is a lead-carbon battery and its manufacturing method that can improve the charging ability of the battery due to electrical conductivity and have improved cycle characteristics by reducing moisture loss by suppressing the hydrogen generation reaction.

따라서, 본 발명의 에지리스 활성탄은 활성탄에서 연속적인 육각형 구조로 이루어진 기저면 (basal plane)의 외곽에 위치한 산소관능기 또는 수소로 구성된 부분인 에지(edge)의 함량이 일정비율로 존재하는 것이다. Therefore, the edgeless activated carbon of the present invention is one in which the content of edges, which are parts composed of oxygen functional groups or hydrogen located outside the basal plane of activated carbon with a continuous hexagonal structure, exists at a certain ratio.

도 1a에 도시된 바와 같이 탄소소재는 연속적인 육각형 구조로 이루어진 기저면 (basal plane)과 기저면의 외곽에 산소관능기나 수소로 구성된 에지 (edge)로 구분되며, 에지 부분은 기저면 (basal plane)의 외곽에 위치한 산소관능기 또는 수소로 구성된 부분으로서 기저면에 비해 높은 반응성을 나타낸다. 도 1b에 도시된 바와 같이 탄소소재는 일반적으로 활성화공정을 수행하게 되면 기저면 대비 에지가 증가되는 것을 알 수 있는데, 본 발명의 에지리스 활성탄은 도 1c에 도시된 바와 같이 일반적인 활성탄에서 구조적으로 불안정한 에지가 루프로 전환되면서 에지가 제거되므로 에지함량이 조절되는 것을 알 수 있다. As shown in Figure 1a, the carbon material is divided into a basal plane composed of a continuous hexagonal structure and an edge composed of oxygen functional groups or hydrogen on the outside of the basal plane, and the edge portion is on the outside of the basal plane. It is a part composed of oxygen functional groups or hydrogen located at and shows higher reactivity than the basal surface. As shown in Figure 1b, it can be seen that the edges of carbon materials generally increase compared to the base surface when an activation process is performed. As shown in Figure 1c, the edgeless activated carbon of the present invention has structurally unstable edges in general activated carbon. It can be seen that the edge content is adjusted because the edge is removed as it is converted into a loop.

여기서, 일정비율은 기저면의 비표면적에 대해 측정된 에지가 차지하는 비표면적의 상대적인 비율을 의미하는데, 본 발명의 에지리스 활성탄은 에지함량이 2부피% 이하로 조절된 것일 수 있다. Here, the constant ratio refers to the relative ratio of the specific surface area occupied by the measured edge to the specific surface area of the base, and the edge content of the edgeless activated carbon of the present invention may be adjusted to 2% by volume or less.

본 발명의 에지리스 활성탄은 활성탄에 존재하는 에지함량은 다양하게 제어될 수 있는데, 일 구현예로서 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g 이하일 수 있다. 이 때, 활성탄은 1g당 1000㎡ 이상의 큰 내부 표면적을 갖는 탄소소재이기만 하면 제한되지 않지만, 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In the edgeless activated carbon of the present invention, the edge content present in the activated carbon can be controlled in various ways. In one embodiment, the total edge content may be 500 μmol/g or less and the specific surface area occupied by the edges may be 26 m 2 /g or less. At this time, the activated carbon is not limited as long as it is a carbon material with a large internal surface area of 1000 m2 or more per gram, but may be any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon.

이와 같이 본 발명의 에지리스 활성탄에서 에지가 일정비율로 존재하면 에지의 반응성이 억제되어 다양한 부가반응이 억제될 수 있다.In this way, if the edges are present at a certain ratio in the edgeless activated carbon of the present invention, the reactivity of the edges can be suppressed and various side reactions can be suppressed.

다음으로, 본 발명의 에지리스 활성탄 제조방법은 활성탄 내에 존재하는 불순물을 제거하는 정제단계; 및 상기 정제된 활성탄을 1000-2000℃ 온도에서 처리하는 열처리단계;를 포함한다. Next, the edgeless activated carbon manufacturing method of the present invention includes a purification step of removing impurities present in the activated carbon; and a heat treatment step of treating the purified activated carbon at a temperature of 1000-2000°C.

여기서, 정제단계는 상기 활성탄을 1몰 내지 10몰의 염산수용액으로 12시간 이하로 처리하여 금속불순물을 제거하는데, 염산수용액이 10몰을 초과하게 되면 높은 산 농도에 의한 활성탄 산화 문제가 있을 수 있고, 1몰 미만이면 제대로 정제가 되지 않아 다량의 불순물이 남아 있는 문제가 있을 수 있다. Here, in the purification step, metal impurities are removed by treating the activated carbon with an aqueous solution of 1 to 10 moles of hydrochloric acid for 12 hours or less. If the aqueous hydrochloric acid solution exceeds 10 moles, there may be a problem of oxidation of the activated carbon due to the high acid concentration. , if it is less than 1 mole, it may not be purified properly and a large amount of impurities may remain.

열처리단계는 활성탄에 존재하는 에지를 제거하기 위해 고온처리하는 단계로서 온도가 1000℃ 미만인 경우에는 에지를 포함한 표면의 결함이 충분하게 제거되지 않을 수 있고, 2000℃를 초과하면 비표면적이 700 m2/g 미만으로 낮아져 전극 활성 발현이 어려울 수 있다. 일 구현예로서 열처리단계가 흑연화로를 이용하여 아르곤가스 분위기에서 30분 이내로 처리되어 수행될 수 있는데, 질소가 1200℃ 이상에서 불안정하기 때문에 아르곤 (Ar)에서 실시하며, 가스 유량은 50-2000 sccm 정도일 수 있다. 열처리단계는 고온에서 이루어지므로 열처리 시간이 너무 길면 에너지 소모가 많아 비경제적이므로 30분을 초과하지 않도록 처리하였다. The heat treatment step is a high-temperature treatment step to remove the edges present in activated carbon. If the temperature is less than 1000℃, surface defects including edges may not be sufficiently removed, and if the temperature exceeds 2000℃, the specific surface area is 700 m2. If it falls below /g, it may be difficult to display electrode activity. As an embodiment, the heat treatment step can be performed within 30 minutes in an argon gas atmosphere using a graphitization furnace. Since nitrogen is unstable above 1200°C, it is performed in argon (Ar), and the gas flow rate is 50-2000 sccm. It may be to some extent. Since the heat treatment step is carried out at a high temperature, if the heat treatment time is too long, it consumes a lot of energy and is uneconomical, so it was treated not to exceed 30 minutes.

본 발명의 에지리스 활성탄 제조방법에서 사용되는 활성탄은 1g당 1000㎡ 이상의 큰 내부 표면적을 갖는 탄소소재이기만 하면 제한되지 않지만, 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The activated carbon used in the edgeless activated carbon manufacturing method of the present invention is not limited as long as it is a carbon material with a large internal surface area of 1000 m2 or more per gram, but is any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon. It can be.

필요한 경우 열처리된 활성탄의 표면에 잔존하는 에지를 제거하는 잔존 에지제거단계를 더 포함할 수 있는데, 잔존에지제거단계를 수행하거나 그 밖의 다른 처리를 열처리 단계 수행 후 진행하기 위해서는 일정 온도까지 온도를 하강시켜야 하는데, 온도를 낮추는 동안에도 아르곤 가스 분위기를 유지하면서 진행하는 것이 유리할 수 있다. 잔존 에지제거단계는 도 2a에 도시된 바와 같이 열처리된 활성탄을 아민화 반응시켜 수행될 수 있는데, 일 구현예로서 아민화 반응은 상기 열처리된 활성탄에 무수에탄올과 diethylenetriamine을 넣고 70 내지 100℃에서 10시간 이상 반응시켜 수행될 수 있다. 이 때, 아민화제는 요소 (CH4N2O), 암모니아 (NH3)를 사용할 수도 있으며, 반응온도 및 반응시간은 실험적으로 결정된 것으로 정해진 범위를 넘어서면 전체적인 아민화 반응이 발생하지 않는 문제가 있다.If necessary, a residual edge removal step of removing edges remaining on the surface of the heat-treated activated carbon may be further included. In order to perform the residual edge removal step or perform other processing after performing the heat treatment step, the temperature must be lowered to a certain temperature. However, it may be advantageous to proceed while maintaining the argon gas atmosphere while lowering the temperature. The remaining edge removal step can be performed by amination of heat-treated activated carbon as shown in Figure 2a. In one embodiment, the amination reaction is performed by adding anhydrous ethanol and diethylenetriamine to the heat-treated activated carbon and heating for 10 minutes at 70 to 100°C. It can be performed by reacting over time. At this time, urea (CH 4 N 2 O) or ammonia (NH 3 ) can be used as the amination agent. The reaction temperature and reaction time are experimentally determined. If it exceeds the set range, the entire amination reaction does not occur. there is.

상술된 바와 같은 본 발명의 에지리스 활성탄 제조방법으로 얻어진 에지리스 활성탄은 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 상기 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g이하일 수 있다.Edgeless activated carbon obtained by the edgeless activated carbon production method of the present invention as described above may have a total edge content of 500 μmol/g or less and a specific surface area occupied by the edges of 26 m 2 /g or less.

다음으로, 본 발명의 나노납 함유 에지리스 활성탄은 상술된 구성의 에지리스 활성탄과 그 표면에 형성된 나노납 침착층을 포함하는 것으로, 나노납 침착층이 에지리스 활성탄 표면에 형성되면 활성탄 첨가시 발생할 수 있는 전압 감소 등과 같은 문제점을 개선하는 효과 있다.Next, the nano-lead-containing edgeless activated carbon of the present invention includes an edgeless activated carbon of the above-described configuration and a nano-lead deposition layer formed on its surface. When the nano-lead deposition layer is formed on the surface of the edgeless activated carbon, It has the effect of improving problems such as voltage reduction.

다음으로, 전극슬러리 조성물은 상술된 나노납 함유 에지리스 활성탄을 포함하는데, 나노납함유 에지리스 활성탄 100중량부 당 바인더 2 내지 20중량부 및 분산용매 200 내지 300중량부를 포함할 수 있다. 여기서, 바인더 및 분산용매는 납-카본전지용 전극슬러리 조성물에 사용되는 것이면 제한되지 않지만, 일 구현예로서 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드 (Polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 스티렌부타디엔고무로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 분산용매는 에탄올, 아세톤, 이스프로필알콜, 메틸 피롤리돈, 프로필렌글리콜로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나이상일 수 있다.Next, the electrode slurry composition includes the above-described nano-lead-containing edgeless activated carbon, and may include 2 to 20 parts by weight of a binder and 200 to 300 parts by weight of a dispersion solvent per 100 parts by weight of nano-lead-containing edgeless activated carbon. Here, the binder and dispersion solvent are not limited as long as they are used in the electrode slurry composition for lead-carbon batteries, but in one embodiment, the binder is a group consisting of polyvinylidenefloride, carboxymethylcellulose, and styrene butadiene rubber. and the dispersion solvent may be any one or more selected from the group consisting of ethanol, acetone, isopropyl alcohol, methyl pyrrolidone, and propylene glycol.

본 발명의 전극은 상술된 전극슬러리 조성물로 코팅된 것으로 특히 납 극판에 코팅된 것일 수 있다.The electrode of the present invention may be coated with the electrode slurry composition described above, particularly on a lead electrode plate.

다음으로, 본 발명의 납-카본전지는 상술된 전극을 음극으로 포함하는데, 개선된 전극의 전기 전도성으로 전지의 충전수입성이 향상될 수 있고, 수소발생반응 억제에 따른 수분 손실 감소로 수명 특성이 향상될 수 있다. Next, the lead-carbon battery of the present invention includes the above-described electrode as a cathode, and the chargeability of the battery can be improved due to the improved electrical conductivity of the electrode, and the lifespan characteristics can be improved by reducing moisture loss due to suppression of the hydrogen generation reaction. This can be improved.

다음으로, 본 발명의 납-카본전지 제조방법은 상술된 어느 하나의 에지리스 활성탄 또는 상술된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 에지리스 활성탄을 준비하는 단계; 상기 에지리스 활성탄에 나노 납을 침착시켜 형성된 나노납 침착층을 포함하는 나노납함유 에지리스 활성탄을 준비하는 나노납 침착단계; 상기 나노납함유 에지리스 활성탄을 포함하는 전극슬러리 조성물을 준비하는 전극슬러리준비단계; 및 상기 전극슬러리 조성물을 납 극판에 코팅하는 전극 제조단계;를 포함할 수 있다. Next, the lead-carbon battery manufacturing method of the present invention includes preparing edgeless activated carbon manufactured by any of the above-described edgeless activated carbon or any of the above-described manufacturing methods; A nano-lead deposition step of preparing nano-lead-containing edgeless activated carbon including a nano-lead deposition layer formed by depositing nano-lead on the edgeless activated carbon; An electrode slurry preparation step of preparing an electrode slurry composition containing the nano-lead-containing edgeless activated carbon; and an electrode manufacturing step of coating the electrode slurry composition on a lead electrode plate.

이 때 전극 제조단계는 일 구현예로서 딥 코팅기를 이용하여 전극슬러리 조성물을 납 극판 표면에 코팅하고 60℃ 24시간 더운 공기로 건조하여 수행할 수 있다. At this time, the electrode manufacturing step, as an example, can be performed by coating the electrode slurry composition on the surface of the lead electrode plate using a dip coater and drying it with hot air at 60°C for 24 hours.

그 후 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명은 상술된 바와 같이 제조된 전극을 음극으로 하고, PbO2 양전극과 AGM 격리판 그리고 전해액으로서는 비중 1.28의 황산수용액을 사용하여 납-카본 전지를 제조할 수 있다(S500).Then, as shown in Figure 2b, the present invention uses the electrode manufactured as described above as a cathode, a PbO 2 positive electrode, an AGM separator, and an aqueous sulfuric acid solution with a specific gravity of 1.28 as an electrolyte to manufacture a lead-carbon battery. There is (S500).

실시예 1Example 1

도 2a에 도시된 흐름도에 따라 하기와 같이 수행하여 에지리스 활성탄을 준비하였다.Edgeless activated carbon was prepared as follows according to the flow chart shown in Figure 2a.

1. 정제단계1. Purification step

야자각계 활성탄 (PCT9, Power Carbon Technology Inc.) 10 g을 5몰의 염산수용액 100 g으로 12시간 이하로 처리하여 금속불순물을 제거하였다.Metal impurities were removed by treating 10 g of coconut shell-based activated carbon (PCT9, Power Carbon Technology Inc.) with 100 g of 5 mole hydrochloric acid aqueous solution for less than 12 hours.

2. 열처리단계2. Heat treatment step

정제된 활성탄을 흑연화로(Graphite furnace, 나실테크)에 넣고 아르곤 기체를 1000 sccm으로 흘리면서 1400℃에서 25분동안 처리 하였다. 승온속도는 분당 10℃로 2시간 20분에 걸쳐 1400℃에 도달하였으며, 25분간 온도를 유지한 후에 상온으로 하강시켜 열처리 활성탄을 제조하였다.The purified activated carbon was placed in a graphite furnace (Nasil Tech) and treated at 1400°C for 25 minutes with argon gas flowing at 1000 sccm. The temperature increase rate was 10°C per minute, reaching 1400°C over 2 hours and 20 minutes. The temperature was maintained for 25 minutes and then lowered to room temperature to prepare heat-treated activated carbon.

3. 잔존 에지 제거단계3. Remaining edge removal step

무수에탄올 25g에 diethylenetriamine 75g와 열처리된 활성탄 5g을 넣고 80℃ 온도에서 12시간 반응시켜 아민화를 수행하여 잔존 에지가 제거된 에지리스 활성탄1(HTT1400)을 제조하였다. Edgeless activated carbon 1 (HTT1400) with residual edges removed was prepared by adding 75 g of diethylenetriamine and 5 g of heat-treated activated carbon to 25 g of anhydrous ethanol and reacting at 80°C for 12 hours to perform amination.

실시예 2Example 2

열처리단계에서 열처리온도가 1600℃인 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 에지리스 활성탄2(HTT1600)을 제조하였다. Edgeless activated carbon 2 (HTT1600) was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature in the heat treatment step was 1600°C.

실시예 3Example 3

열처리단계에서 열처리온도가 1800℃인 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 에지리스 활성탄3(HTT1800)을 제조하였다. Edgeless activated carbon 3 (HTT1800) was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature in the heat treatment step was 1800°C.

실시예 4Example 4

열처리단계에서 열처리온도가 2000℃인 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 에지리스 활성탄4(HTT2000)을 제조하였다. Edgeless activated carbon 4 (HTT2000) was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature in the heat treatment step was 2000°C.

실시예 5Example 5

실시예1에서 얻어진 에지리스 활성탄1(HTT1400) 10g을 무수에탄올에 충분히 분산시킨 후, 0.1 M 질산납 수용액을 2.5g 첨가하고 초음파 처리를 통해 충분히 분산처리하였다. 제조 후 증류수로 충분히 수세한 후, 80℃ 진공오븐에서 24시간 이상 건조과정을 통해 에지리스 활성탄 표면에 나노납 침착층을 형성된 나노납함유 에지리스 활성탄1(HTT1400)을 얻었다.After 10 g of edgeless activated carbon 1 (HTT1400) obtained in Example 1 was sufficiently dispersed in anhydrous ethanol, 2.5 g of 0.1 M lead nitrate aqueous solution was added and sufficiently dispersed through ultrasonic treatment. After manufacturing, it was sufficiently washed with distilled water, and then dried in a vacuum oven at 80°C for more than 24 hours to obtain nanolead-containing edgeless activated carbon 1 (HTT1400) with a nanolead deposition layer formed on the surface of the edgeless activated carbon.

실시예 6Example 6

실시예2에서 얻어진 에지리스 활성탄2(HTT1600)을 사용한 것을 제외하면 실시예5와 동일한 방법을 수행하여 나노납함유 에지리스 활성탄2(HTT1600)을 얻었다. Nanolead-containing edgeless activated carbon 2 (HTT1600) was obtained by performing the same method as Example 5, except that edgeless activated carbon 2 (HTT1600) obtained in Example 2 was used.

실시예 7Example 7

실시예3에서 얻어진 에지리스 활성탄3(HTT1800)을 사용한 것을 제외하면 실시예5와 동일한 방법을 수행하여 나노납함유 에지리스 활성탄3(HTT1800)을 얻었다. Nanolead-containing edgeless activated carbon 3 (HTT1800) was obtained by performing the same method as Example 5, except that edgeless activated carbon 3 (HTT1800) obtained in Example 3 was used.

실시예 8Example 8

실시예4에서 얻어진 에지리스 활성탄4(HTT2000)을 사용한 것을 제외하면 실시예5와 동일한 방법을 수행하여 나노납함유 에지리스 활성탄4(HTT2000)을 얻었다. Nanolead-containing edgeless activated carbon 4 (HTT2000) was obtained by performing the same method as Example 5, except that edgeless activated carbon 4 (HTT2000) obtained in Example 4 was used.

실시예 9Example 9

실시예5에서 얻어진 나노납함유 에지리스 활성탄1 9.5g, 바인더(PVdF, Polyvinylidene fluoride, Sigma-Aldrich) 0.5g 및 분산용매(에탄올) 190g을 혼합하여 전극슬러리 조성물1을 얻었다.Electrode slurry composition 1 was obtained by mixing 9.5 g of nano-lead-containing edgeless activated carbon 1 obtained in Example 5, 0.5 g of binder (PVdF, Polyvinylidene fluoride, Sigma-Aldrich), and 190 g of dispersion solvent (ethanol).

실시예 10Example 10

실시예 6에서 얻어진 나노납함유 에지리스 활성탄2를 사용한 것을 제외하면 실시예9와 동일한 방법을 수행하여 전극슬러리조성물2를 얻었다.Electrode slurry composition 2 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the nano lead-containing edgeless activated carbon 2 obtained in Example 6 was used.

실시예 11Example 11

실시예 7에서 얻어진 나노납함유 에지리스 활성탄3을 사용한 것을 제외하면 실시예9와 동일한 방법을 수행하여 전극슬러리조성물3을 얻었다.Electrode slurry composition 3 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the nano-lead-containing edgeless activated carbon 3 obtained in Example 7 was used.

실시예 12Example 12

실시예 8에서 얻어진 나노납함유 에지리스 활성탄4를 사용한 것을 제외하면 실시예9와 동일한 방법을 수행하여 전극슬러리조성물4를 얻었다.Electrode slurry composition 4 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the nano-lead-containing edgeless activated carbon 4 obtained in Example 8 was used.

실시예 13Example 13

실시예9에서 얻어진 전극슬러리 조성물1 100g을 납 극판 (25ㅧ25 mm, Lead(Pb) Sheet, Alfa Aesar) 표면에 딥코팅기를 이용하여 코팅한 후 60℃에서 24시간 동안 더운 공기로 건조하여 전극1을 얻었다.100 g of electrode slurry composition 1 obtained in Example 9 was coated on the surface of a lead electrode plate (25ㅧ25 mm, Lead (Pb) Sheet, Alfa Aesar) using a dip coating machine, and then dried with hot air at 60°C for 24 hours to form an electrode. got 1

실시예 14Example 14

실시예10에서 얻어진 전극슬러리 조성물2를 사용한 것을 제외하면 실시예 13과 동일한 방법을 수행하여 전극2를 얻었다.Electrode 2 was obtained in the same manner as in Example 13, except that electrode slurry composition 2 obtained in Example 10 was used.

실시예 15Example 15

실시예11에서 얻어진 전극슬러리 조성물3을 사용한 것을 제외하면 실시예 13과 동일한 방법을 수행하여 전극3을 얻었다. Electrode 3 was obtained in the same manner as in Example 13, except that electrode slurry composition 3 obtained in Example 11 was used.

실시예 16Example 16

실시예12에서 얻어진 전극슬러리 조성물4를 사용한 것을 제외하면 실시예 13과 동일한 방법을 수행하여 전극4를 얻었다.Electrode 4 was obtained in the same manner as in Example 13, except that electrode slurry composition 4 obtained in Example 12 was used.

실시예 17Example 17

실시예13에서 얻어진 전극1을 음극으로 하고, PbO2 양전극과 AGM 격리판 그리고 전해액으로서는 비중 1.28의 황산수용액을 사용하여 공지된 구조의 납-카본 전지1을 준비하였다. 이 때, 극판의 코팅성분이 떨어지는 것을 방지하기 위해 음극과 양극에 균일한 압력을 밴딩 처리하여 고정시켰다.Lead-carbon battery 1 of a known structure was prepared using electrode 1 obtained in Example 13 as the cathode, a PbO 2 positive electrode, an AGM separator, and an aqueous sulfuric acid solution with a specific gravity of 1.28 as an electrolyte. At this time, in order to prevent the coating component of the electrode plate from falling off, the cathode and anode were fixed by applying uniform pressure to the band.

실시예 18Example 18

실시예 14에서 얻어진 전극2를 음극으로 사용한 것을 제외하면 실시예17과 동일한 방법을 수행하여 납-카본전지2를 준비하였다.Lead-carbon battery 2 was prepared in the same manner as in Example 17, except that electrode 2 obtained in Example 14 was used as the cathode.

실시예 19Example 19

실시예 15에서 얻어진 전극3을 음극으로 사용한 것을 제외하면 실시예17과 동일한 방법을 수행하여 납-카본전지3을 준비하였다.Lead-carbon battery 3 was prepared in the same manner as in Example 17, except that electrode 3 obtained in Example 15 was used as the cathode.

실시예 20Example 20

실시예 16에서 얻어진 전극4를 음극으로 사용한 것을 제외하면 실시예17과 동일한 방법을 수행하여 납-카본전지4를 준비하였다.Lead-carbon battery 4 was prepared in the same manner as in Example 17, except that electrode 4 obtained in Example 16 was used as the cathode.

비교예 1Comparative Example 1

공지된 활성탄(PCT9, Power Carbon Technology Inc.)을 비교예활성탄(Pristine/Pristine AC)으로 준비하였다. A known activated carbon (PCT9, Power Carbon Technology Inc.) was prepared as a comparative activated carbon (Pristine/Pristine AC).

비교예 2Comparative Example 2

비교예활성탄(Pristine/Pristine AC)을 사용한 것을 제외하면 실시예 5와 동일한 방법으로 나노납함유 비교예활성탄을 얻었다. Nano-lead-containing comparative activated carbon was obtained in the same manner as Example 5, except that comparative activated carbon (Pristine/Pristine AC) was used.

비교예 3Comparative Example 3

나노납함유 비교예활성탄을 사용한 것을 제외하면 실시예 9와 동일한 방법을 수행하여 비교예전극슬러리를 얻었다.A comparative electrode slurry was obtained in the same manner as in Example 9, except that nano lead-containing comparative activated carbon was used.

비교예 4Comparative Example 4

비교예전극슬러리를 사용한 것을 제외하면 실시예 13과 동일한 방법을 수행하여 비교예전극을 얻었다.A comparative electrode was obtained in the same manner as in Example 13, except that the comparative electrode slurry was used.

비교예 5Comparative Example 5

비교예전극을 사용한 것을 제외하면 실시예 17과 동일한 방법을 수행하여 비교예납-카본전지를 얻었다.A comparative pre-lead carbon battery was obtained in the same manner as in Example 17, except that a comparative electrode was used.

실험예 1Experimental Example 1

실시예 1에서 사용된 활성탄을 대상으로 정제단계가 수행된 전후 활성탄에 금속불순물 농도를 ICP-OES (Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy)로 확인하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The concentration of metal impurities in the activated carbon used in Example 1 before and after the purification step was confirmed using ICP-OES (Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy), and the results are shown in Table 1 below.

표 1로부터, 활성탄에서는 금속불순물이 포함되어 있으며 본 발명의 방법에 따라 정제단계가 수행되면 금속불순물이 전혀 관찰되지 않는 고순도 활성탄을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.From Table 1, it can be seen that activated carbon contains metal impurities and that when the purification step is performed according to the method of the present invention, high purity activated carbon in which no metal impurities are observed can be obtained.

실험예 2Experimental Example 2

실시예 1 내지 실시예 4에서 얻어진 에지리스 활성탄1 내지 4 및 비교예활성탄을 대상으로 열처리 온도에 따른 구조변화를 확인하기 위해 SEM, TEM 및 STM 분석을 수행하고 그 결과 사진을 도 3에 나타내었다.SEM, TEM, and STM analyzes were performed on the edgeless activated carbons 1 to 4 obtained in Examples 1 to 4 and the comparative example activated carbon to confirm structural changes depending on the heat treatment temperature, and the resulting photographs are shown in Figure 3. .

도 3에서 a는 pristine으로 공지된 활성탄(PCT9, Power Carbon Technology Inc.)의 SEM 사진이고, b 내지 f는 pristine으로 공지된 활성탄 및 1400, 1600, 1800, 2000℃에서 각각 열처리된 활성탄의 TEM 사진이며, g 내지 I는 pristine으로 공지된 활성탄과 1600℃와 2000℃에서 열처리된 활성탄의 STM 사진을 나타낸다.In Figure 3, a is an SEM image of activated carbon known as pristine (PCT9, Power Carbon Technology Inc.), and b to f are TEM images of activated carbon known as pristine and activated carbon heat-treated at 1400, 1600, 1800, and 2000°C, respectively. , and g to I represent STM photographs of activated carbon known as pristine and activated carbon heat-treated at 1600°C and 2000°C.

도 3으로부터, 열처리 온도가 증가함에 따라 corrugated 그래핀 구조는 flat 구조로 성장하며, 활성탄 표면에 존재하는 domain 크기가 열처리 온도에 따라 성장함을 확인할 수 있다. From Figure 3, it can be seen that as the heat treatment temperature increases, the corrugated graphene structure grows into a flat structure, and the size of the domains present on the surface of activated carbon grows according to the heat treatment temperature.

실험예 3Experimental Example 3

실시예 1 내지 실시예 4에서 얻어진 에지리스 활성탄1 내지 4 및 비교예활성탄을 대상으로 열처리 온도에 따른 변화를 관찰하기 위해 라만분광학, X-ray 회절분석법, 비표면적, 구멍 크기, 산화개시온도와 분말상의 전기전도도를 분석하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 (a)는 라만스펙트럼 분석결과, (b)는 엑스선 회절 패턴 분석결과, (c)는 질소흡탈착곡선, (d)는 마이크로기공 분포, (e)는 산화개시온도, (f)는 전기전도도를 나타낸 것이다.Raman spectroscopy, X-ray diffraction analysis, specific surface area, pore size, oxidation onset temperature and The electrical conductivity of the powder phase was analyzed and the results are shown in Figure 4. In Figure 4, (a) is the Raman spectrum analysis result, (b) is the X-ray diffraction pattern analysis result, (c) is the nitrogen adsorption and desorption curve, (d) is the micropore distribution, (e) is the oxidation onset temperature, (f) represents electrical conductivity.

도 4에 도시된 바와 같이, R(I D /I G )치 감소와 (002) 피크의 증가는 열처리 온도가 상승함에 따라 에지를 포함한 결함이 제거되어 결정성이 증가함을 보여주고 있으며, 기공 구조에 있어서는 마이크로포어가 주로 감소되었으며, 산화개시온도 증가와 더불어 전기전도도 상승은 결정성의 증가와 더불어 결함이 감소되었음을 시사해 주고 있다. As shown in Figure 4, the decrease in R ( I D /I G ) value and the increase in (002) peak show that as the heat treatment temperature increases, defects including edges are removed and crystallinity increases, and pores In the structure, micropores were mainly reduced, and the increase in electrical conductivity along with the increase in oxidation onset temperature suggests that defects were reduced along with the increase in crystallinity.

실험예 4Experimental Example 4

실시예 1 내지 실시예 4에서 얻어진 에지리스 활성탄1 내지 4 및 비교예활성탄을 대상으로 열처리 온도 변화에 따라 그 표면에 존재하는 에지밀도를 정량적으로 분석하기 위해 고온 승온탈착법[고온 TPD (temperature-programmed desorption)]을 진행하여 탈착된 (a) 총 가스의 양, (b) CO의 양, (c) CO2의 양, (d) H2O의 양, (e) H2의 양을 측정하고 그 결과를 도 5 및 하기 표2에 나타내었다. In order to quantitatively analyze the edge density present on the surface of the edgeless activated carbons 1 to 4 obtained in Examples 1 to 4 and the comparative example activated carbon according to the heat treatment temperature, a high temperature desorption method [high temperature TPD (temperature- programmed desorption] to measure the amount of (a) total gas desorbed, (b) amount of CO, (c) amount of CO 2 , (d) amount of H 2 O, and (e) amount of H 2 And the results are shown in Figure 5 and Table 2 below.

a) N edge : 총 에지 숫자, b) N H : 수소가 붙은 에지 숫자, c) S total : 비표면적, d) S edge : 에지가 차지한 비표면적, e) S basal : basal 면이 차지하는 비표면적 f) 에지 비율: basal plane에 대한 에지의 상대적인 비율.a) N edge : total number of edges, b) N H : number of edges with hydrogen attached, c) S total : specific surface area, d) S edge : Specific surface area occupied by the edge, e) S basal : Specific surface area occupied by the basal plane f) Edge ratio: Relative ratio of the edge to the basal plane.

도 5 및 표2로부터 총 에지의 함량과 에지 비율이 열처리온도에 따라 제어될 수 있음을 알 수 있고, 특히, 1600℃로 열처리되어 얻어진 에지리스 활성탄에서 가장 낮은 에지 비율을 보이고 있음을 알 수 있다.From Figure 5 and Table 2, it can be seen that the total edge content and edge ratio can be controlled according to the heat treatment temperature. In particular, it can be seen that the edgeless activated carbon obtained by heat treatment at 1600 ° C shows the lowest edge ratio. .

실험예 5Experimental Example 5

실시예 1 내지 실시예 4에서 얻어진 에지리스 활성탄1 내지 4를 대상으로 열처리 온도에 따른 표면변화를 수소발생반응을 선형주사전위법으로 측정하고 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 (a)는 전류-전압 곡선이고 (b)는 타펠도시이다.For edgeless activated carbons 1 to 4 obtained in Examples 1 to 4, surface changes according to heat treatment temperature were measured using a linear scanning potential method for hydrogen evolution reaction, and the results are shown in FIG. 6. In Figure 6, (a) is the current-voltage curve and (b) is the Tafel city.

도 6에 도시된 바와 같이, 열처리 온도가 증가함에 따른 수소발생반응 과전압과 타펠기울기의 순차적인 증가는 에지를 포함한 결함에 기인한 표면 활성이 점차적으로 패시베이션됨을 시사해 주고 있다. As shown in Figure 6, the sequential increase in the hydrogen evolution reaction overvoltage and Tafel slope as the heat treatment temperature increases suggests that the surface activity caused by defects including edges is gradually passivated.

실험예 6Experimental Example 6

실시예 18에서 얻어진 납-카본전지2와 비교예5에서 얻어진 비교예납-카본전지를 대상으로 단위 셀당 (a) 충전수입성, (b) 충전용량, (c) 사이클 특성, (d) 수분손실을 측정하고 그 결과를 도 7에 나타내었다.(a) chargeability, (b) charge capacity, (c) cycle characteristics, and (d) water loss per unit cell for the lead-carbon battery 2 obtained in Example 18 and the comparative pre-lead-carbon battery obtained in Comparative Example 5. was measured and the results are shown in Figure 7.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 납-카본전지가 비교예납-카본전지와 비교하여 뛰어난 충전수입성을 보이고 있으며 과격한 수명 테스트에서도 2배 이상의 특성을 보이는데 이는 활성탄 표면에 존재하는 에지에 기인한 수소발생반응이 억제되어 워터 로스가 낮아진 것으로 판단된다.As shown in Figure 7, the lead-carbon battery of the present invention shows excellent chargeability compared to the comparative pre-lead-carbon battery and shows more than twice the characteristics even in extreme life tests, which is due to the edge existing on the surface of activated carbon. It is believed that the hydrogen generation reaction was suppressed and the water loss was lowered.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been illustrated and described by way of preferred embodiments as discussed above, it is not limited to the above-described embodiments and is intended to be used by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Various changes and modifications will be possible.

Claims (21)

활성탄에서 연속적인 육각형 구조로 이루어진 기저면 (basal plane)의 외곽에 위치한 산소관능기 또는 수소로 구성된 부분인 에지(edge)의 함량이 일정비율로 존재하는데,
상기 일정비율은 상기 기저면의 비표면적에 대해 측정된 상기 에지가 차지하는 비표면적의 상대적인 비율로서, 2 부피% 이하인 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄.
In activated carbon, the content of the edge, which is a portion composed of oxygen functional groups or hydrogen located on the outside of the basal plane composed of a continuous hexagonal structure, exists at a certain ratio.
The constant ratio is a relative ratio of the specific surface area occupied by the edge measured with respect to the specific surface area of the base surface, and is 2% by volume or less. Edgeless activated carbon.
삭제delete 활성탄에서 연속적인 육각형 구조로 이루어진 기저면 (basal plane)의 외곽에 위치한 산소관능기 또는 수소로 구성된 부분인 에지(edge)의 함량이 일정비율로 존재하는데,
상기 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 상기 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g이하인 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄.
In activated carbon, the content of the edge, which is a portion composed of oxygen functional groups or hydrogen located on the outside of the basal plane composed of a continuous hexagonal structure, exists at a certain ratio.
Edgeless activated carbon, characterized in that the total content of the edges is 500 μmol/g or less and the specific surface area occupied by the edges is 26 m 2 /g or less.
제 1 항에 있어서,
상기 활성탄은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄.
According to claim 1,
Edgeless activated carbon, characterized in that the activated carbon is any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon.
제 1 항, 제 3 항 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에지가 일정비율로 존재하면 부가반응이 억제되는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄.
According to any one of paragraphs 1, 3, and 4,
Edgeless activated carbon, characterized in that addition reactions are suppressed when the edges are present at a certain ratio.
활성탄 내에 존재하는 불순물을 제거하는 정제단계; 및
상기 정제된 활성탄을 1000-2000℃ 온도에서 처리하는 열처리단계;를 포함하 는 에지리스 활성탄 제조방법으로서,
상기 에지리스 활성탄은 상기 에지의 총 함량이 500μmol/g이하이고 상기 에지가 차지한 비표면적이 26m2/g이하인 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
A purification step of removing impurities present in activated carbon; and
An edgeless activated carbon manufacturing method comprising a heat treatment step of treating the purified activated carbon at a temperature of 1000-2000°C,
The edgeless activated carbon is a method of manufacturing edgeless activated carbon, characterized in that the total content of the edges is 500 μmol/g or less and the specific surface area occupied by the edges is 26 m 2 /g or less.
제 6 항에 있어서,
상기 정제단계는 상기 활성탄을 1몰 내지 10몰의 염산수용액으로 12시간 이하로 처리하여 금속불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to claim 6,
The purification step is a method for producing edgeless activated carbon, characterized in that the activated carbon is treated with 1 mole to 10 mole aqueous hydrochloric acid solution for 12 hours or less to remove metal impurities.
제 6 항에 있어서,
상기 열처리단계는 흑연화로를 이용하여 아르곤가스 분위기에서 30분 이내로 처리되는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to claim 6,
The heat treatment step is a method of producing edgeless activated carbon, characterized in that it is processed within 30 minutes in an argon gas atmosphere using a graphitization furnace.
제 6 항에 있어서,
상기 열처리된 활성탄의 표면에 잔존하는 에지를 제거하는 잔존 에지제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to claim 6,
An edgeless activated carbon manufacturing method further comprising a residual edge removal step of removing edges remaining on the surface of the heat-treated activated carbon.
제 9 항에 있어서,
상기 잔존 에지제거단계는 상기 열처리된 활성탄을 아민화 반응시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to clause 9,
The method of producing edgeless activated carbon, characterized in that the remaining edge removal step is performed by amination of the heat-treated activated carbon.
제 10 항에 있어서,
상기 아민화 반응은 상기 열처리된 활성탄에 무수에탄올과 diethylenetriamine, 요소 (CH4N2O), 암모니아 (NH3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아민화제를 넣고 70 내지 100℃에서 10시간 이상 반응시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to claim 10,
The amination reaction is performed by adding an amination agent selected from the group consisting of anhydrous ethanol, diethylenetriamine, urea (CH 4 N 2 O), and ammonia (NH 3 ) to the heat-treated activated carbon and heating at 70 to 100° C. for more than 10 hours. A method for producing edgeless activated carbon, characterized in that it is carried out by reaction.
제 6 항에 있어서,
상기 활성탄은 야자각계 활성탄, 페놀수지계 활성탄, 코크스계 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에지리스 활성탄 제조방법.
According to claim 6,
A method of producing edgeless activated carbon, characterized in that the activated carbon is any one selected from the group consisting of palm shell-based activated carbon, phenolic resin-based activated carbon, and coke-based activated carbon.
삭제delete 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항의 에지리스 활성탄 또는 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 에지리스 활성탄 및 상기 활성탄 표면에 형성된 나노납 침착층을 포함하는 나노납 함유 에지리스 활성탄.
It includes the edgeless activated carbon of any one of claims 1, 3, and 4, or the edgeless activated carbon manufactured by the manufacturing method of any one of claims 6 to 12, and a nano-lead deposition layer formed on the surface of the activated carbon. Edgeless activated carbon containing nano lead.
제 14 항의 나노납 함유 에지리스 활성탄을 포함하는 전극슬러리 조성물.
An electrode slurry composition comprising the nano-lead-containing edgeless activated carbon of claim 14.
제 15 항에 있어서,
상기 나노납함유 에지리스 활성탄 100중량부 당 바인더 2 내지 20중량부 및 분산용매 200 내지 300중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극슬러리 조성물.
According to claim 15,
An electrode slurry composition comprising 2 to 20 parts by weight of a binder and 200 to 300 parts by weight of a dispersion solvent per 100 parts by weight of the nano lead-containing edgeless activated carbon.
제 16 항에 있어서,
상기 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드 (Polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 스티렌부타디엔고무로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 분산용매는 에탄올, 아세톤, 이스프로필알콜, 메틸 피롤리돈, 프로필렌글리콜로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나이상인 것을 특징으로 하는 전극슬러리 조성물.
According to claim 16,
The binder is at least one selected from the group consisting of polyvinylidenefloride, carboxymethylcellulose, and styrene butadiene rubber, and the dispersion solvent is ethanol, acetone, ispropyl alcohol, methyl pyrrolidone, An electrode slurry composition comprising at least one selected from the group consisting of propylene glycol.
제 15 항의 전극슬러리 조성물로 코팅된 전극.
An electrode coated with the electrode slurry composition of claim 15.
제 18 항에 있어서,
상기 전극슬러리 조성물은 납 극판에 코팅되는 것을 특징으로 하는 전극.
According to claim 18,
An electrode, characterized in that the electrode slurry composition is coated on a lead electrode plate.
제 18 항의 전극을 음극으로 포함하는 납-카본전지.
A lead-carbon battery comprising the electrode of claim 18 as a cathode.
제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항의 에지리스 활성탄 또는 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 에지리스 활성탄을 준비하는 단계;
상기 에지리스 활성탄에 나노 납을 침착시켜 형성된 나노납 침착층을 포함하는 나노납함유 에지리스 활성탄을 준비하는 나노납 침착단계;
상기 나노납함유 에지리스 활성탄을 포함하는 전극슬러리 조성물을 준비하는 전극슬러리준비단계; 및
상기 전극슬러리 조성물을 납 극판에 코팅하는 전극 제조단계;를 포함하는 납-카본전지 제조방법.
Preparing the edgeless activated carbon of any one of claims 1, 3, and 4 or the edgeless activated carbon manufactured by the production method of any one of claims 6 to 12;
A nano-lead deposition step of preparing nano-lead-containing edgeless activated carbon including a nano-lead deposition layer formed by depositing nano-lead on the edgeless activated carbon;
An electrode slurry preparation step of preparing an electrode slurry composition containing the nano-lead-containing edgeless activated carbon; and
A lead-carbon battery manufacturing method comprising: an electrode manufacturing step of coating the electrode slurry composition on a lead electrode plate.
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