KR20030064783A - 슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법 - Google Patents

슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030064783A
KR20030064783A KR10-2003-7006379A KR20037006379A KR20030064783A KR 20030064783 A KR20030064783 A KR 20030064783A KR 20037006379 A KR20037006379 A KR 20037006379A KR 20030064783 A KR20030064783 A KR 20030064783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
double layer
electric double
layer capacitor
carbon
Prior art date
Application number
KR10-2003-7006379A
Other languages
English (en)
Inventor
요리 에이. 마레틴
나타리에 지. 스트리자코바
블라디미즈 와이. 이조토브
안토니아 에이. 미조노바
세르게이 지. 코자치코브
발래리 에이. 다니린
세르게이 엔. 포드모길니
마티 아루렙
쿠쿠스키나 줄리아 알렉산드로브나
크라브티크 알렉산드르 에피모비트
소코로브 바실리 바실레비트
안티 페르크슨
잔 레이스
지에 젱
코르디브 세르게이 콘스탄티노비치
줄리아 와이. 코로티노바
잔 세데스트림
클라렌스 엘. 왈라세
Original Assignee
에프오씨 프랑켄버그 오일 컴패니 이에스티.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2001117550/12A external-priority patent/RU2211801C2/ru
Application filed by 에프오씨 프랑켄버그 오일 컴패니 이에스티. filed Critical 에프오씨 프랑켄버그 오일 컴패니 이에스티.
Publication of KR20030064783A publication Critical patent/KR20030064783A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/34—Carbon-based characterised by carbonisation or activation of carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/42—Powders or particles, e.g. composition thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 집전체에 연결된 적어도 한쌍의 성극형 전극, 이온투과성이지만 전자 절연 재료로 이루어진, 각 전극쌍내의 전극들 사이에 간삽된 세퍼레이터, 및 액체 전해질을 포함하는 전기 이중층 커패시터에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 전극은 내부 나노공극의 좁은 분포를 가지는탄소 입자의 층을 포함하고, 나노공극의 공극 크기는 전해질의 이온 크기에 부합되도록 적응된다. 또한, 본 발명은 이런 슈퍼커패시터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법{A SUPERCAPACITOR AND A METHOD OF MANUFACTURING SUCH A SUPERCAPACITOR}
전기 이중층 커패시터는 다양한 산업에서 널리 사용되고 있다. 예로서, PCT WO 99/21995는 전기 이중층 커패시터 및 제조 방법을 개시하고 있다. 전기 이중층 커패시터는 금속 포일 또는 망상 집전체(mesh current collector), 활성 탄소 및 폴리머 바인더로 이루어진 성극형 전극(polarizable electrode), 집전체와 성극형 전극 사이의 경계면에 있는 멜라민 수지 바인더(melamine resin binder)를 포함하는 도전성 코팅 및 비수 전해질을 포함한다. 성극형 전극의 두께는 15㎛이다. 전극은 스크린 인쇄법에 의해 도전층 코팅 집전체로 증착된다. 이런 전기 이중층 커패시터는 전극-집전체 경계면에서의 장기 저 임피던스 및 고 전력 성능을 나타낸다.
전기 이중층 커패시터 및 그 제조 방법을 개시하는 US 5,150,283에 다른 종래 기술의 커패시터가 기술되어 있다. 이 방법은 확산, 주입 또는 인쇄 중 어느 하나에 의해 알루미늄 기판상의 전기 도전층을 개선시키기 위해 활성 탄소 분말 및 보조제를 분산시킴으로써 제조된 혼합물을 증착시키는 것을 포함한다. 이 층 두께는 50 내지 100㎛이다.
US 5,776,633은 탄소/탄소 합성 재료 및 전자화학 셀내에서의 그 용도를 기술한다. 이 발명은 활성 탄소 분말과 바인더의 혼합물로 주입된 활성 탄소 직물(activated carbon fabric)을 제공하며; 얻어지는 재료의 두께는 125-250㎛이다. 얻어진 재료의 장점은 낮은 고유저항, 매우 양호한 기계적 강도를 가지는 박형 합성체를 쉽게 형성하는 기능을 포함한다.
전기 이중층 커패시터의 다른 예가 US 5,142,451호에 기술되어 있다. 특히, 복수의 박판형 전극 소자를 포함하는 전기 이중층 커패시터가 개시되어 있다. 성극형 전극은 약 20㎛의 평균 직경을 가지는 즉석 활성 탄소 입자의 분말을 다공성 소결 전극체로 소결함으로써 제조된다. 이 성극형 전극은 커패시터의 내부 저항을 감소시키기 위해서 전기 도전층을 통해 집전체와 접촉 상태로 유지된다.
전기 이중층 커패시터를 위한 성극형 전극을 제조하는 방법은 US 5,277,729에 고려되어 있다. 전극의 두께는 약 40-500㎛이다. 전극은 미소 탄소 분말, 폴리머 수지 및 액체 윤활제의 개시 혼합물을 열간 롤링(hot rolling)함으로써 얻어진다.
금속 전극 재료, 금속 전극 재료를 사용하는 커패시터 및 제조 방법이 PCT WO 99/38177에 개시되어 있다. 금속 전극 재료는 그 표면상에 탄소 입자를 가지는 "밸브 금속 재료"를 포함한다. 금속 전극 재료는 활성 탄소층으로 코팅되고, 전기이중층 커패시터를 위한 성극형 전극으로서 사용된다. 이 커패시터는 감소된 내부 저항을 가지며, 이는 용량의 증가를 초래한다.
US 5,742,474는 동일한 활성 탄소 재료로 이루어진 한쌍의 성극 전극을 포함하는 전기 이중층 커패시터를 기술한다. 그러나, 성극된 양 전극의 탄소 재료의 양은 성극된 음 전극의 탄소 재료의 양 보다 높다. 주된 장점은 전기 이중층 커패시터에 인가된 전압을 증가시킬 수 있다는 것이다.
전기 이중층 커패시터(EDLC)내의 전극을 위해 사용되는 탄소 재료의 대다수는 유기 물질의 소작(charring) 또는 탄화(carbonization) 및, 일반적으로, 후속하는 수증기 또는 다른 활성화제를 사용한 표면 활성화 공정에 의해 준비되어 왔다.
상술한 바는 전극 및 커패시터가 종래 기술에서 광범위하게 연구되어왔음을 예시한다. 이 모든 연구에도 불구하고, 우월한 성능을 나타내는 슈퍼커패시터의 개발에 대한 현저한 필요성이 여전히 존재한다.
본 특허 출원을 위해서, 나노다공성(nanoporous), 나노공극율(nanoporosity) 및 나노구조(nanostructured)라는 용어는 3nm 미만의 공극 크기에 적용된다. 수송 공극율(transport porosity)은 3nm을 초과하는 공극을 의미한다.
본 발명은 일반적으로 슈퍼커패시터 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공극 크기 및 비표면(specific surface)이 선택적으로 제어될 수 있는 특수 합성 나노구조 탄소(SNC) 분말로 제조된 전극을 가지는 우월한 슈퍼커패시터에 관한 것이다.
표 1은 HNO3에 의해 변형된 SNC(SiC) 분말을 위한 공극 구조 파라미터를 보여주는 표.
표 2는 비변형 및 변형 SNC 재료의 전자화학적 거동을 비교하는 표.
표 3은 서로 다른 전구체로부터의 변형 나노구조 탄소의 특성을 보여주는 표.
표 4는 전압 등화 첨가제(voltage equalizing additive)로서 선택된 일부 콤파운드의 전자화학적 특성을 제공하는 표.
표 5는 수용성(water-based) 전해질 시스템을 가진 전기 이중층 커패시터내의 용량에 대한 다양한 전구체 재료로부터의 탄소 재료의 영향을 예시하는 표.
표 6은 탄소성 전극 시트에 알루미늄 집전체를 연결하는 서로 다른 방법들의 결과를 보여주는 표.
표 7은 양 및 음 하전 성극형 전극 균형화 효과를 표시하는 표.
표 8은 본 발명에 따른 견본 전기 이중층 커패시터의 전자화학적 성능의 예를 제공하는 표.
도 1은 본 발명에 따라 병렬로 연결된 4 아노드 및 4 캐소드를 포함하는 슈퍼커패시터 장치의 개략도.
도 2는 SNC(TiC)의 공극 크기 분포의 그래프.
도 3은 SNC(Mo2C)의 공극 크기 분포의 그래프.
도 4는 SNC((MoTi)Cx)의 공극 크기 분포의 그래프.
도 5는 변형 이전 및 이후의 TiC로부터의 탄소 분말의 공극 크기 분포를 비교하는 도면.
도 6은 표 8의 장치 번호 1의 미패킹(unpacked) 전자화학 시스템의 비에너지 및 비출력의 라곤 플롯(Ragone plot).
도 7은 전기 이중층 커패시터를 위한 전해질내에 사용되는 일부 전해질염(양이온 및 음이온)을 도시하는 도면.
요약하면, 본 발명의 목적은 우월한 성능을 나타내는 슈퍼커패시터를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 하기의 특징을 제공한다. 특수 합성 나노구조 탄소(SNC) 분말은 결과적인 전극이 선택적으로, 그리고, 긴밀하게 제어될 수 있는 공극 크기를 가지는 방식으로 전극을 제조하도록 가공된다. 또한, 얇은 합성 알루미늄 및 SNC 전극이 탄소 분말을 사용하여 제조된다. 부가적으로, 전극내의 결과 공극 크기를 선택적으로 제어하는 기능에 의해, 커패시터가 제공되고, 이 커패시터에서, 양 전극 및 음 전극은 그 나노공극 크기 및 활성 탄소 함량에 관해 균형화되고, 그에 의해, 각각 커패시터와 함께 사용되는 전해질 양이온 및 음이온의 이온 크기에 부합되도록 전극을 재단한다. 또한, 본 발명의 다른 양태에서, 이는 그 도전성 및 다른 양호한 특징에 관하여 가장 효과적인 전해질을 선택할 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 충전시 충분한 자유 이온 농도를 남기고, 증가된 도전성을 제공하는, 양호한 세퍼레이터의 선택을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에서, 결과적인 전극내의 공극 크기 및 공극 크기 분포를 선택적으로 제어하기 위해 무기 다결정 재료로부터 SNC가 합성되는 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 전기 이중층 커패시터가 제공되고, 이는 SNC 재료와 바인더의 혼합물을 롤링함으로써 얻어진 둘 이상의 얇은, 가요성 성극형 전극을 포함한다. 상기 전극은 금속 집전체; 전극 사이에 간삽된 이온 투과성이지만 전기 절연성인 재료(세퍼레이터); 및 액체 전해질에 연결된다.
다른 실시예에서, 전기 이중층 커패시터가 제공되고, 이는 서로 다른 공극율(및 공극 크기 분포)을 가지는 SNC 재료로 이루어진 한쌍의 성극형 전극; 전극 사이에 간삽된 다공성의 이온 투과성이지만 전기 절연성인 재료(세퍼레이터)의 박층; 및 액체 전해물을 포함한다.
본 발명을 그 예시적 실시예 및 첨부 도면을 참조로 상세히 설명하며, 도면 중 도 1은 본 발명에 따라 병렬로 연결된 4 아노드 및 4 캐소드를 가지는 커패시터의 측면도를 예시한다. 이중 전기층을 가지는 커패시터는 일반적으로 밀봉부(7)로 폐쇄된 밀폐 케이스(5)를 포함한다. 케이스 내측에는 하나 이상의 전극쌍이 배치되어 있으며, 1은 아노드이고, 2는 캐소드이다. 전극(1 및 2)은 전해질로 포화되고, 다공성 세퍼레이터(4)에 의해 분리된다. 전극(1, 2)에는 금속 집전체(3)가 부착되고, 이 집전체는 순차적으로 단자 리드(6)에 결합된다.
본 발명은 일 양태에서, 긴밀하게 제어된 공극 크기로 독창적으로 제조된 SNC 분말을 제공한다. SNC 분말은 결과적인 전극이 선택적으로, 그리고, 긴밀하게 제어된 공극 크기를 갖는 방식으로 전극을 제조하도록 가공된다. 또한, 탄소 분말을 사용하여 박형 전극이 제조된다. 본 발명의 다른 양태에서, 전극내의 결과 공극 크기를 선택적으로 제어함으로써, 양 및 음 전극이 그 나노공극 크기 및 활성 탄소 함량에 대해 균형화된 커패시터가 제공된다. 이는 커패시터와 함께 사용되는 양 및음 전해질 이온의 이온 크기에 부합되도록 전극을 재단할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 다른 양태에서, 이는 그 도전성 및 다른 양호한 특징에 관하여 가장 효과적인 전해질의 선택을 제공한다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 양호한 이온 도전성을 소유하며, 충전시 충분한 자유 이온 농도를 남기는 양호한 세퍼레이터의 선택이 제공된다.
부가적으로, SNC가 결과적인 전극내의 공극 크기 및 공극 크기 분포를 선택적으로 제어하도록 합성되는 방법이 제공된다. 마지막으로, 공극 크기 및 그 분포의 미세 조율을 위한 나노다공 탄소 재료의 후처리가 도입된다.
특히, SNC 재료는 카바이드 또는 관련 탄소 함유 콤파운드의 열-화학적 처리에 의해 제조된다. 탄소 함유 콤파운드 및 각 합성 조건의 선택은 나노공극의 크기 및 활성 표면적의 범위를 제어한다. 공극 크기 및 공극율을 제어하는 기능은 슈퍼커패시터 응용에 사용되는 서로 다른 전해질내의 이온 크기를 일치시키기 위해 필요하다.
금속 또는 메탈로이드 카바이드 및 일부 카바이드로부터의 미네랄 활성 탄소의 제조를 위한 공정은 우월한 흡수 거동을 가지는 활성 탄소 분말 제조에 중점을 두는 GB 971943에 기술되어 있다. 상술된 종래 기술과 본 발명의 주된 차이점은 큰 체적당 용량 및 낮은 전기적 고유저항을 가지는 전기 이중층 커패시터를 위한 탄소성 재료를 제공하는 것이다. 이들 목적은 어떠한 낭비되는 공극율도 발생하지 않는 점에서 높은 밀도의 재료에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 다른 양태는 이런 탄소성 재료를 제조하기 위한 공정을 제공하는 것이다.
일반식이 MCON으로 이루어진 넓은 범위의 가능한 탄소 함유 전구체 콤파운드가 존재하며, 여기서, M은 금속, C는 탄소, O는 산소이고, N은 질소이다. 이들 콤파운드 중 일부는 나머지 보다 본 발명의 공정에 더욱 적합하다. 예로서, M이 티타늄 같은 천이 금속인 경우에, 이때, 가장 단순한 콤파운드는 TiCx이며, 여기서, x는 약 0.5-1의 범위이다. TiC에 대하여, 결과적인 탄소의 공극 크기는 약 0.6-0.8nm의 피크값을 갖는 것으로 측정되었다. TiC0.5에 대하여, 결과적인 탄소의 피크 공극 크기는 약 0.8nm이다. C 서브-화학양론(sub-stoichiometry)의 제어는 할로겐화로부터 초래하는 나노공극 크기의 제어를 위한 방법을 제공한다. TiCx에 대한 O 및 N의 치환은 전구체 콤파운드의 총 탄소 함량을 추가로 저하시킬 수 있다. 이는 총 공극율 및 공극 크기의 범위를 확장 및 제어하는 부가적인 가능성을 제공한다. 타타늄을 몰리브데늄 등으로 치환하는 것도 이루어질 수 있다. 이 경우에, (TiMo)Cx 같은 고용체 콤파운드를 형성하도록 동일한 소결 금속 격자내의 Ti를 Mo 원자가 치환한다. 할로겐화시, 이런 고용체는 TiCx 또는 MoCx의 것과는 상이한 유익한 나노공극 크기 및 분포를 가지는 탄소를 산출한다.
도 2 내지 도 4는 TiC-, Mo2C- 및 소결 (TiMo)Cx-유도 탄소를 위한 공극 분포를 각각 도시한다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 하기의 금속 또는 메탈로이드나 그 조합에 기초한 탄소 함유 콤파운드가 양호하게 사용된다 : Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Cr, Fe, Al, Si, B 및 Ca.
탄소 전구체의 입자 크기는 입자 전반에 걸쳐 할로겐화를 위한 양호한 상태를 제공하기 위해 약 100㎛미만이되는 것이 적합하다. 대부분의 카바이드에서, 입자 내측을 과열시키는 것을 회피하기 위해 약 10㎛ 미만의 입자 크기가 유리하며, 이 과열은 염소화 동안 바람직하지 못한 그라파이트 클러스터나 폐쇄된 공극율의 양을 증가시킨다. 할로겐화는 모든 할로겐으로 이루어질 수 있지만, Cl2가 적합하다. 그 가장 단순한 형태에서, TiC 분말의 차지(charge)가 불활성 가스의 유동내에서 양호한 반응 온도로 가열된 관형로(tube furnace)내에 배치된다. 거기서, Cl2가스가 분말 덩어리를 통과하고, 카바이드로부터 모든 티타늄이 제거될 때까지 반응하게 된다. 반응의 질량 균형은 하기와 같이 표현될 수 있다.
TiC + 2Cl2→TiCl4+ C
반응 온도에서 증기인 TiCl4는 소거되어 수집기내에서 응축되고, 따라서, 반응 생성물의 분리를 제공한다. 대부분의 경우에, 염소와 카바이드의 반응은 발열성이며, 분말 덩어리내의 국지 온도를 증가시킬 수 있다. 실제 반응 온도는 탄소 생성물의 나노스케일 구조에 영향을 미치며, 그라파이트화 온도 미만으로 유지되어야만 한다. 예로서, 전구체 재료로서의 TiC의 경우에, 900-1000℃가 적합하다. 따라서, 유동상 층(fluidized bed) 또는 회전 가마 반응기(rotary kiln reactor)내에서 처럼 거의 균일한 열 전달의 조건하에서 염소화를 수행하는 것이 적합하다. 가스성 염소를 형성하는 카바이드는 그 클로라이드가 증기이기 때문에 적합하다. 탄소 생성물은 이어서 아르곤 또는 헬륨 같은 불활성 가스 분위기에서 900-1100℃의 온도로 열처리되어 공극내에 흡수된 잉여 염소가 제거된다(탈염소화). 화학적 결합을 포함하는 소정의 부적합한 잔류 염소의 제거는 600-900℃에서 양호하게는 H2분위기에서의 부가적인 열처리에 의해 수행된다. 예로서, 아르곤 같은 불활성 캐리어 가스를 사용하여 800-1000℃에서 희석된 H2O로도 작업할 수 있다.
비록, 상기 나노다공성 탄소 제조 방법이 결과적인 입자내의 나노공극의 크기 및 크기 분포의 양호한 제어를 제공하지만, 제어능의 소정의 부가적인 정제(refinement)가 적합하다. 양이온 및 음이온의 서로 다른 크기 및 공극 내측의 그 확산 이동도 같은 그 주어진 환경 설정하에서, 나노공극 크기와 이온 크기의 정합은 중요하며; 공극은 너무 작거나, 이온이 들어갈 수 없지 않아야 하며, 또는, 그 끼워지는 상태가 너무 긴밀한 경우에는 이온의 이동도가 저해되게 된다.
한편, 나노공극이 불필요하게 큰 경우에, 탄소 재료의 비표면이 손실을 입게 된다. 특정 카바이드 전구체는 나머지 보다 고가이며, 공정으로부터의 탄소 산출량도 상이하다. 기능 뿐만 아니라 경제성의 이유로, 전구체 재료의 할로겐화에 의해 실현된 탄소의 나노공극 변형 공정을 적용하는 것이 바람직하다. 이는 불활성 가스, 이산화 탄소, 농축 질산 또는 황산이나 다른 산화제에 의해 수반되는 H2O로 구성될 수 있는 산화 매체에 상승된 온도에서 나노공극 탄소를 노출시키는 것 같은 널리 공지된 방법에 의해 수행된다. 효과는 나노공극의 제어식 확장 또는 물리적 화학적 흡착 염소의 제거이다. 대부분의 경우에, 이런 변형 나노구조 탄소를 전기 이중층 커패시터내의 하나 이상의 전극을 위해 사용하는 것이 적합하다. 도 5는 이런 변형의 TiC 유도 탄소에 대한 효과를 보여준다. 표 1은 HNO3에 의해 후속 변형된, 할로겐화 SiC의 효과를 보여준다. 표 2는 SiC 및 TiC 유도 탄소의 변형의 전자화학적 효과를 보여준다. 표 3은 다양한 전구체로부터의 다수의 변형 탄소 재료의 재료 특성을 예시한다.
HNO3에 의해 변형된 SNC(SiC) 분말을 위한 공극 구조 파라미터
사이클 수 표면적 S,m2/ga 공극 체적 Vp,ccm/g 공극 크기bX*,nm(계산)
개시 분말 1330 0.49 0.74
1 1420 0.55 0.78
2 1320 0.58 0.88
3 1260 0.65 1.03
4 1240 0.65 1.04
a 질소에 의한 표면적의 일-지점 측정
b 주 : 공극 크기 X=2Vp/S
미변형 및 변형 SNC 재료의 전자화학적 비교
SNC전구체 SNC 유형 Sa,BET[m2g-1] 비용량[Fg-1]-1
분말 전극 DC=-1.4V DC=+1.4V
SiC 비변형 1086 931 5.8 79.9
변형(H2O) 2140 1567 92.8 88.1
TiC 비변형 1485 1054 80.5 113.4
변형(H2O) 2232 1639 111.2 142.5
* 포화 칼로멜(SCE) 기준 전극을 가지는 3-전극 셀을 사용하여 아세토니트릴내의 1.5M TEA 용액에서 측정
서로 다른 전구체로부터의 변형 나노구조 탄소의 재료특성의 예
SSC# 전구체카바이드 Tchlor℃ 후처리제 Sa(BET)m2/g Vp(total)cm3/g Vp(nano)cm3/g Ws(C6H6)cm3/g C(+)aF/g C(-)aF/g
1 TiC 950 H2 1500 0.74 0.60 0.66 113 98
2 Mo2C 750 H2 2138 1.59 0.16 1.44 111 105
3 B4C 1100 - 1231 0.71 0.23 0.81 77 71
4 TiC 950 H2/H2O 2237 1.23 0.61 1.11 116 110
5 SiC 1150 H2/H2O 1696 0.90 0.61 0.81 116 95
6 Al4C3 400 - 1204 0.81 0.55 0.63 104 91
a 기준으로서 포화 칼로멜 전극을 가시는 3-전극 셀을 사용하여 아세토니트릴내의 1.5M TEA 용액에서 측정
다른 실시예에서, TiCl4을 TiC로 재생하기 위해 CH4같은 적합한 탄소원과 TiCl4를 반응시키는 것도 가능하다.
티타늄 카바이드도 탄소와 티타늄; 메타센, 클로로포름 또는 폴리(비닐 클로라이드) 같은 유기 콤파운드와 티타늄 테트라클로라이드; 탄소와 티타늄 디설파이드; 탄소 전구체 폴리머와 유기티타네이트 및 산소 및 탄소모노옥사이드와 티타늄 테트라클로라이드의 고온에서의 반응에 의해 형성될 수 있다. 하이드로카본-하이드로겐 혼합물과 티타늄 테트라클로라이드의 1000℃에서의 반응은 내마모성 코팅에 사용되는 카바이드 박막의 화학 기상 증착(CVD)을 위해 종래기술에서 사용되어왔다.
상술한 바와 같이 생성된 SNC 재료는 높은 분율(fraction)의 SNC를 함유하는 얇은 평탄한 가요성 전극으로서의 사용을 위해 적합한 형태로 조합된다. 본 발명자에 의해 개발된 이론적 모델은 다공성 탄소 전극이 높은 전력 출력을 제공하기 위해 실질적으로 평탄하여야만 한다는 것을 예측한다. 최적의 두께는 약 5-150㎛의 범위인 것으로 추정된다. 또한, 커패시터 장치의 등가 직렬 저항을 감소시키기 위해 전극 팩을 조립할 때, 이들이 통상적으로 가압되기 때문에, 전극은 취성을 가지지 않아야만 한다는 것을 염두에 두어야 한다.
본 발명에 따라서, 특정 두께의 합성 전극의 제조는 SNC 분말, 하나 이상의 바인더 및 특정 용매의 가소화된 혼합물을 롤링함으로써 달성될 수 있으며, 상기 가소화된 혼합물은 특정 용매의 도움으로 뻣뻣한 가소체(stiff putty)형 덩어리로서 형성된다.
SNC 탄소 분말에 대한 선택적인 첨가제는 도전성을 증가시키기 위한 콜로이드형 또는 열 팽창형 그라파이트(TEG)(건조 질량의 1-15wt%), 역시 도전성을 증가시키기 위한 도전성 폴리머(건조 질량의 2-20wt%) 및 용량을 증가시키는 SiO2(건조 질량의 0.5-10wt%)이다.
바인더로서 사용될 수 있는 서로 다른 유형의 콤파운드들의 연구 이후에, 불소 함유 폴리머, 예로서, PTFE(테플론) 또는 PVDF 폴리(비닐리덴 플로라이드)가 구조적 일체성을 제공하는 영구적 바인더로서 선택되었다. 이 선택은 이들 콤파운드가 합성 전극 재료가 이런 폴리머의 분해 온도 미만의 온도에서 열처리된 이후, 그 결합 특성 및 전해질내에서의 화학적 및 전기적 안정성 양자 모두를 유지한다는 사실에 기초한다. 본 방법에 의해 제조된 탄소 전극은 바인더 함량이 탄소 분말의 2-10wt%를 초과하지 않는 경우에도 그 기계적 강도를 잃지 않는다. 이는 이런 전극을포함하는 EDLC의 비교적 높은 용량과 낮은 고유저항을 초래한다.
다른 채용되는 바인더는 일시적이며, 연성 테이프의 형성을 용이하게하도록 기능한다. 또한, 롤 압밀(roll compaction)(후술) 동안 롤링력의 수력학적 성분을 유발하며, 탄소 입자상으로의 분쇄력을 제한한다. 증가된 연성은 제품의 부적합한 강성화(stiffening) 또는 경화(hardening) 없이 보다 얇은 섹션으로 롤링할 수 있게 한다. 또한, 연성은 테플론 섬유의 보다 양호한 등방성 분포를 형성하는 압출된 재료의 횡단 롤링을 가능하게 한다.
이 일시적 바인더의 요구조건은 소정의 잔류물을 남기지 않고, 영구적 바인더의 분해 온도 미만의 온도에서 완전히 제거될 수 있어야 한다는 것이다. 이는 개선된 수송 공극률을 남기는 유리한 효과를 갖는다. 이런 일시적 바인더의 일 예는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)이다. 이 일시적 바인더의 비율은 탄소의 4-10wt%, 바람직하게는 5-7wt%이어야 한다. 혼합 이전에, 바인더가 7-18%, 바람직하게는 10%의 농도로 적합한 용매에 추가된다.
용매는 두가지 양호한 특성을 가져야 한다. 용매는 낮은 증발율을 가져야 하며, 이는 용매 함량이 재료 혼합 및 가공 동안 매우 느리게 변하여야 한다는 것을 의미하며, 이는 보다 양호한 제어 및 로트간 재현성을 초래한다. 이런 용매는 일시적 바인더의 가소제(plasticizer)로서 작용하며, 테이프의 동작 범위를 향상시킨다. 용매가 이 방식으로 작용할 수 없는 경우에, 특수한 가소제의 추가가 필요하다. 가소제는 예로서 PPC의 것과 유사한 방식으로 열적으로 분해되지 않으며, 허용될 수 있은 저온에서 재료를 남기지 않는다. 용매에 대한 부가적인 요구조건은 일시적 바인더와 함께 흔적을 남기지 않고 완전히 증발하여야 한다는 것이다. 한가지 이런 양호한 용매는 N-메틸 피롤리돈(NMP)이다. 용매는 첫 번째로 용해된 일시적 바인더와 함께 건식 혼합물에 추가된다. 적절한 질량의 일관성이 도달될때까지 적합한 가공 단계 동안 추가량의 용매가 추가된다. 추가되는 용매의 정확한 양은 사용되는 탄소의 유형, 특히, 그 비표면에 의존한다.
예로서, 후속 변형 없이 TiC로 상술한 바와 같이 형성된 탄소는 총 용매에 대한 일시적 바인더의 비율이 3-5%가 될때까지 용매가 추가되는 것을 필요로한다. 다른 탄소 품질은 보다 높거나 나소 낮은 총 용매 함량에 대한 일시적 바인더의 비율을 필요로할 수 있다.
비록, PTFE 같은 바인더를 사용함으로써 얇고 유연한 탄소 테이프를 압출 및 롤링하는 것을 포함하는 방법이 널리 보급되어 있지만, 본 발명은 몇가지 개선점을 포함하며, 이는 본 발명에 따른 SNC 분말을 고려할 때, 전기 이중층 커패시터를 위한 우월한 전자화학적 특성을 획득하기 위해 필요한 것이다.
전극을 위한 가요성 탄소 테이프 제조 공정
가요성 탄소 테이프를 제조하는 방법은 수제작에 의할 수 있지만, 집적화된 자동 공정을 가능하게 하는 일련의 기계화된 단계를 수행하는 것이 보다 유리하다.
전극을 위한 가요성 탄소 테이프를 제조하는 절차는 순서대로 하기의 단계를 포함한다.
건식 혼합
습식 혼합
뮬러(muller) 혼합
그라인딩(grinding)
압출
롤 압밀
열처리
대안적으로, 하기와 같이 가공할 수 있다.
건식 혼합
습식 혼합
롤 혼합(고무 밀(Rubber Mill) 가공)
롤 압밀
열처리
건식 혼합
적용가능한 방법은 상술한 바와 같이, 선택된 탄소 분말, 테플론 분말 및 선택적으로 포함된 첨가제의 텀블링(tumbling), 볼 밀링 또는 교반이다.
습식 혼합
습식 혼합은 NMP 같은 용매와 NMP 같은 적합한 용매내에 용해된 PPC 같은 이차 바인더를 통합시키기 위한 공정이다. 습식 혼합은 플래네터리 패들 혼합기(planetary paddle mixer)에서 수행되는 것이 적합할 수 있다.
뮬러 혼합
뮬링(mulling)은 고체와 액체 성분을 효과적으로 혼합하고, 재료를 연성, 가요성 덩어리로 가공하는 공정이다. 이 작업은 혼합대상 성분을 유지하는 용기내에서 수행되며, 용기 내측의 실린더는 스프링에 의해 그 외면이 용기의 저면과 내면에 대하여 밀려지도록 배치되어 있다. 혼합 대상 재료는 스프링 부하식 실린더와 용기 벽 사이에 형성된 간격을 통과한다. 이 재료는 용기내에 수납되고, 자동으로 공정의 입력으로 되돌려져 순환된다. 뮬링 공정 동안 혼합물에 인가되는 압력으로 인해, 재료가 되접혀질 때 양 축으로 재료의 압출이 존재한다. 이 압출은 테프론 분말상에 이를 섬유 형태로 신장시키는 힘을 유도한다.
그라인딩
그라인딩은 재료를 압출기내로의 공급에 적합한 작은 단편으로 절단하는 회전 블레이드의 시스템내로 뮬러로부터의 생성물이 공급되는 공정이다. 이전 혼합 공정은 재료내의 포켓내에 포획된 공기를 가질 수 있다. 그라인딩은 재료를 그내로 적재한 이후, 압출 호퍼에 진공이 인가될 때, 소정의 이런 공기의 제거를 용이하게 한다.
롤 혼합(고무 밀 가공)
이 프로세스는 롤 압밀에 적합한 벨트 형태를 제조하기 위한, 뮬링, 그라인딩 및 압출에 대한 대안이다.
이 단계는 테플론 입자를 신장시킴으로써, 바인더 시스템의 테플론 부분의 섬유 형성을 추가로 유도한다. 고무 콤파운드를 혼합하기 위해 종래에 사용되는 장비 및 공정이 이 필요성에 부합된다. 장비는 그들 사이의 재료의 통로가 수직방향이 되도록 나란히 수평으로 배치된 한쌍의 롤러로 구성된다. 롤러의 상대 회전 속도는 하나의 롤러가 나머지 보다 빠르게 회전하도록 설정된다. 혼합은 롤러를 통해 재료를 통과시키고, 이를 압축하면서 동시에 전단함으로써 달성된다. 이 공정은 재료가 완전히 혼합될때까지 반복된다. 공정을 시작하기 위해서, 재료는 함께 대략적으로 혼합되어야만 하며, 그래서, 이들이 롤내로 배치될 수 있는 덩어리를 형성하여야 한다. 공정의 종점에서, 생성물은 롤 압밀 위해 적합한 단일 벨트 예비성형체로서 수집된다.
압출
압출은 롤 압밀에 적합한, 통상적으로 <1mm 두께의 연성 벨트 예비성형체를 제조하기 위해 수행된다.
롤 압밀
롤 압밀은 적절한 연성 벨트 예비성형체는 간격을 가지고 동일 속도로 회전하는 롤 또는 닙(nip) 세트 사이에 공급되며, 그래서, 결과적인 테이프는 통상적으로 약 100㎛의 원하는 두께로 이루어지게 된다.
롤링 작용은 부적합하게 이를 압축하지 않고 테이프를 생산하는 주로 전단 프로세스이다. 테이프의 물리적 특성은 롤의 직경, 롤링 속도 및 통과당 두께의 감소를 포함하는 다수의 인자에 의해 영향을 받는다.
열처리
잔류 재료 흔적 없이 일시적 바인더와 용매를 제거하기 위해, 제조된 전극이 테플론이 영향받지 않는 온도에서 열처리된다. PPC를 위한 열분해 온도는 250℃이다.
본 발명의 일 양호한 실시예는 낮은 내부 저항과 높은 용량 양자 모두를 동시에 제공하는 얇고 유연한 성극형 SNC 전극을 포함하는 전기 이중층 커패시터(EDLC)를 제공한다. 이는 약 5-150㎛의 범위의 두께를 가지며, 장시간에 걸쳐 전해질내에서 기계적, 화학적 및 전자화학적으로 적합한 얇은 합성 전극을 제조함으로써 달성된다. 전극은 분말로서의 SNC 탄소 재료, 첨가제로서 열팽창 그라파이트(TEG) 및 바인더로서 SNC 탄소 재료를 포함한다.
본 발명에 따라 전극을 제조하기 위해서, 티타늄 카바이드, 실리콘 카바이드, 몰리브데늄 카바이드, 보론 카바이드, 알루미늄 카바이드 또는 그 조합을 염소화함으로써 생성된 나노공극 탄소 재료가 사용된다. 이들 탄소 재료는 전기 이중층을 형성하는 공극으로부터의 뛰어난 기여도를 포함하는 적합하게 큰 비면적(1000-2500m2/g)을 소유한다. 본 발명에 따라 제조된 전극내의 최적의 탄소 입자 크기는 전극 시트 롤링을 위한 원료 덩어리(raw mass)에 의존하지만, 10㎛을 초과하지 않는 크기인 것이 적합하다. 큰 입자 크기를 가지는 분말은 합성 전극의 열악한 기계적 강도를 유발한다. 또한, 10㎛을 초과하는 입자의 결점은 입자 내측 이온의 제한된 확산율에 의해 유발되는 각 전극의 고유저항의 증가이다.
상술한 방법의 대안으로서, 연속적인 얇은 가요성 테이프를 산출하기 위한 테이프 캐스팅 또는 슬러리 롤링에 적합한, SNC 탄소 및 상술한 바와 같은 다른 성분의 슬러리가 준비될 수 있다. 테이프 캐스팅은 알루미늄 포일 또는 망상으로 이루어지며, 그래서, 이 알루미늄 집전체가 단일 제조 단계에서 전극내로 직접적으로통합될 수 있다.
본 발명에 따른 EDLC 장치의 내부 저항을 감소하기 위해서, 2-5㎛ 두께의 알루미늄층이 플라즈마 활성화 물리적 기상 증착 같은 적절한 증착 방법을 사용함으로써 합성 전극의 일 측면상에 증착될 수 있다. 합성 전극과 알루미늄 포일 또는 망(집전체) 사이의 접촉은 확산 용접, 점 또는 심(seam) 용접 또는 레이저 용접에 의해 이들을 함께 가압함으로써 제공된다.
자기 펄스 용접 또는 결합은 "냉간 공정"의 장점을 가지는 다른 방법이다.
수용성(예로서, KOH, H2SO4) 및 유기성의, 전기 이중층 커패시터에 사용되는 모든 유형의 전해질이 본 발명을 위해 사용될 수 있다. 비수 전해질 용액은 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 벤조니트릴, 부티로니트릴, 3-메톡시프로피오니트릴, 감마-부티롤랙톤,-발레로랙톤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리디논, 디메톡시에탄, 메틸 에틸 케톤 및 테트라하이드로퓨란으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비양자성 용매(aprotic polar solvent) 또는 이런 용매의 혼합물에 용해된 테트라알킬암모늄의 테트라플루오로보레이트 또는 헥사플루오로포스페이트, 테트라키스(디알킬아미노)포스포늄, N,N-디알킬-1,4-디아자비사이클로[2.2.2]옥타네디움 또는 그 혼합물의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 염을 포함하는 것이 적합하다. 사용가능한 전해질의 일반적 요구조건은 화학적 및 전자화학적 안정성 및 넓은 온도 범위에 걸친 양호한 성능이다. EDLC의 전극 사이의 전해질 고갈을 회피하기 위해, 비수전해질내의 총 염 농도는 본 발명에따라 0.5-3mol/l의 범위로 선택된다.
유기 전해질은 전압, 그리고, 따라서, 전기 이중층 커패시터의 비 성능을 증가시키기 위해 널리 사용되며, 고에너지 분야에 적합하다. 그러나, 대부분의 공지된 전해질은 서로 다른 크기의 양이온 및 음이온을 포함한다. 다수의 경우에, 큰 유기 양이온은 작은 공극으로 도입될 수 없어서 음 전극의, 따라서, 전체 커패시터 장치의 보다 낮은 용량을 초래한다. 전기 이중층 커패시터를 제공하기 위해서, 본 발명은 그 보다 높은 비에너지 및 전력을 초래하는 전기 이중층 커패시터의 전압 및 용량 양자 모두를 증가시키기 위해서 비대칭 성극형 전극을 사용하는 것을 목적으로 한다.
누설 전류의 등화
유니트 셀은 용량 및 내부 저항이 일련의 연결된 EDLC의 적층체를 따라 실질적으로 동일하도록 선택 및 제조될 수 있지만, 그러나, 이는 그 누설 전류를 등화하기에 오히려 곤란하다. SC 적층체를 따른 다양한 유니트셀을 위한 누설 전류값의 작은 이탈도 때때로 하전된 적층체를 유지한 이후의 평균 전압값으로부터의 현저한 이탈을 유발할 수 있다. 바꿔 말하면, 전압의 불균형은 적층체의 부가적인 사이클링 동안 그 정격 전압 보다 높은 전압으로 충전된 셀내의 전해질의 분해를 유발할 수 있다.
슈퍼커패시터 성능을 향상시키고, 이들이 적층체로 조립될 때 유니트 셀의 전압을 등화하기 위해서, 일부 첨가제가 전해질에 추가될 수 있다. 다른 실시예로서, 본 발명은 전해질내의 불순물이 분해를 시작하는 것으로부터 멀지 않은 전위범위내에서 완전 가역적 전자화학적 반응을 받는 다수의 콤파운드를 개시한다. 상기 콤파운드는 방향족 시리즈로부터 선택되며, 양호한 콤파운드는 트윈형 방향족 하이드로카본(헤테로치환체 포함), 방향족 니트릴, 퀴논 및 니트로- 또는 아미노-유도체이다. 니트로니트릴(니트로-시아노 유도체) 또는 시아노치환 퀴논 같은 이런 조합도 사용될 수 있다. 모든 이들 콤파운드는 아노드 또는 캐소드 영역 중 어느 하나에서 하나 이상의 가역적 전자화학적 웨이브를 소유하며, 상기 전자화학적 웨이브는 전해질 분해가 시작되는 전위로부터 멀지 않은 곳에 위치된다. 상기 첨가제가 슈퍼커패시터 장치의 성능을 열화시키지 않고 전극 전위 및 누설 전류에 영향을 주기에 충분히 효과적인 농도 범위는 1x10-4과 1x10-1mol/l 사이, 바람직하게는 1x10-3과 1x10-3mol/l 사이이다. 일부 선택된 콤파운드의 전자화학적 특성이 표 4에 제시되어 있다.
전압 등화 첨가제로서 선택된 일부 콤파운드의 전자화학적 특성
번호 콤파운드 양극 프로세스 음극 프로세스
Ep, Va Ep, V1 Ep, mV
1 안트라센 ≒0.9 -2.21 60
2 1,2-디시아노벤젠 - -2.025 70
3 5-니트로-1,2-디시아노벤젠 - -1.09-1.685 6090
4 1-시아노나프탈렌 1.75 -2.34 60
5 안트라퀴논 - -1.18-2.83 8060
a 모든 전위는 5mV/s 스캔율에서 Fc+/Fc(540mV 대 Ag+/Ag)에 대하여 주어진다. An내의 0.1MEt4NBF4를 위한 전자화학적 윈도우는 -2.8÷+2.2V의 범위 이내에 존재한다(0.5mA/cm2이 제한 전류 밀도로서 선택됨). 물 불순물의 환원은 캐소드 -2.3V에서 시작한다.
전기 이중층 커패시터는 전극 사이에 간삽된 다공성, 이온투과성, 절연 재료(세퍼레이터)를 포함한다. 이는 부직포 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 세퍼레이터 막, 셀룰로스 세퍼레이터 페이퍼, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 핵 막의 그룹으로부터 선택될 수 있고, 세퍼레이터 두께는 약 5-100㎛이고, 바람직하게는 5-20㎛이다. 본 기술 분야에서 사용되는 표준 세퍼레이터는 Celgard GmbH(독일)로부터의 PP 기반 미소다공성 세퍼레이터막이다.
대안적으로, 유전체 재료(SiO2, SiCN 또는 Al2O3같은)가 전극 표면상에 박막(0.1-3㎛)으로서 증착될 수 있다. 우리의 실험은 다공성 유전체 박막의 스퍼터링은 합성 전극의 기계적 특성 및 전기적 성능 양자 모두를 향상시키는 것을 보여주었다.
세퍼레이터를 제공하는 또 다른 방법은 PVDF/NMP내에 수반된 실리콘 옥사이드 에어로졸로부터 형성된 여과형(screenable) 페이스트 투과성 막을 사용하는 것이다. 건조된 막 특성은 수지 중량에 대한 SiO2중량의 비율 및 용매 백분율에 대한 건조된 막 두께에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 양 및 음 전극의 균형화가 제공된다. 전해질의 양 및 음 이온의 크기에 일치되도록 아노드를 위해 일 탄소가 선택되고, 캐소드를 위해 다른 탄소가 선택된다.
주어진 전해질에 대해, 이온의 크기를 추정하고, 그후, 정합 공극 특성을 갖는 SNC를 제공하는 적절한 탄소 전구체 및 가공 파라미터를 선택하는 것이 특히 유리하다. 도 7은 본 발명에 사용하기에 적합한 다양한 전해질 염을 예시한다. 이온 크기에 대한 정보의 출처는 예로서,
1. Makoto Ue. J. Electrochem. Soc., (1994) vol. 141, No. 12, p.3336
2. Makoto Ue. Electrochem. Acta, (1994) vol. 39, No. 13, p.2083 이다.
결정학적 데이터 및 MM2 계산 양자 모두가 다수의 테트라알킬암모늄 양이온 및 일부 음이온과 용매 분자를 위한 이온크기(반 데르 발스 체적 및 반경)를 추정하기 위해 사용된다.
이중-하전 N,N-디알킬-1,4-디아자바이사이클로[2.2.2]옥타네듐(DEDACO2+) 양이온에 대하여, 포함된 분편의 크기로부터 크기가 추정되었다.
일 실시예에서, 양 성극형 전극은 0.5-1.5nm, 바람직하게는 0.5-1.0nm의 공극 크기와, BET 측정에 따른 1500m2/g의 표면적을 가지는 나노공극 탄소 재료로 이루어진다. 음 성극형 전극은 1.0-3.0nm, 바람직하게는 1.0-2.0nm의 공극 크기와, 2000m2/g의 평균 표면적을 가지는 탄소 재료로 이루어진다.
본 발명의 다른 양태에서, 캐소드 및 아노드의 비용량(specific capacitance)이 서로 다른 슈퍼커패시터가 제공된다. 동일 크기의 전극이 사용되는 경우에, 이때, 보다 낮은 용량을 가지는 것이 이 보다 낮은 용량 레벨에 의해 전체셀을 결정한다. 이를 보상하기 위해서, 아노드의 것까지 용량을 상승시키도록 전극(캐소드)의 체적(두께)을 증가시킨다. 양 및 음 용량은 가장 효과적인 에너지 저장을 위해 동일해질 필요가 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 전극 쌍내의 양 및 음 하전 전극이 선택된 재료의 0-충전 전위에 따라 균형화되는 슈퍼커패시터가 제공된다. 전극의 0-충전 전위 및 적용가능한 전자화학 윈도우(즉, 이상적인 성극능(polarizability)의 영역)를 고려한 저장된 전하의 양에 대한 전극의 균형화는 커패시터의 공칭 전압 및 전자화학적 안정성을 증가시킨다.
모든 슈퍼커패시터는 세가지 핵심 콤포넌트를 포함한다 : 전극, 세퍼레이터 및 전해질. 이들 소자의 특성의 상호의존 조율은 고성능을 위해 필요하며, 고성능에 기여한다.
셀의 디자인은 중요하다. 전극이 얇은 경우에, 집전체 및 세퍼레이터 양자 모두가 얇아져야 한다. 이질적인 전극의 균형화는 매우 중요하며, 또한, 적절한 탄소 전구체를 선택함으로써 공극 크기를 재단하는 기능과 가공 및 후가공 작업을 조건으로 한다. 또한, 이 특징은 전해질 이온 크기와 공극 크기를 일치시키는 기능에도 적용된다. 다른 중요한 특징은 전극들이 동일한 용량을 전달하도록 전극 크기를 조절하는 것이다. 이들 특징의 조합은 본 발명의 슈퍼커패시터의 높은 성능을 제공한다.
또한, 나노공극 크기 및 그 분포를 제어하는 기능은 물론 수성 전해질 시스템(예로서, KOH, HsSO4)에 기초한 슈퍼커패시터에도 유익하다. 표 5는 이런 시스템의 용량이 전구체 재료 및 이에 따른 공극 특징의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 이 나노공극율의 변형에 의한 부가적인 정제는 최적화의 기회를 제공한다.
탄소 전구체 선택의 용량에 대한 영향의 예
# SNC 전구체 Ws[cm3g-1] Sa,BET[m2g-1] 용량*[Fg-1]
1 Al4C3 0.60 1353 251
2 B4C 0.78 1782 217
3 Mo2C 0.90 1873 223
4 TiC 0.73 1340 212
5 SiC 0.44 1059 209
6 TiC/Al4C3,3/1(wt.) 0.58 1542 239
7 TiC/Al4C3,3/1(wt.) 0.67 1614 239
8 TiC/Al4C3,1/1(wt.) 0.58 1572 219
9 TiC/Al4C3,3/1(wt.) 0.53 1440 211
* Hg/HgO 기준 전극을 가진 3-전극 셀을 사용하여 DC=-1V 및 AC=5mV에서 6M KOH 용액내에서 측정
본 발명의 특정 실시예 및 예의 상술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제공된 것이며, 비록 본 발명이 특정 상술한 실시예에 의해 예시되었지만, 이에 한정되어 구성되는 것은 아니다. 이들은 배타적이거나, 본 발명을 설명된 정확한 형태에 한정하기 위한 것이 아니며, 다수의 변형, 실시예 및 변화가 상술한 교지의 견지에서 가능하다. 본 발명의 범주는 여기에, 기술된 바와 같은 일반적 범위 및첨부된 청구항과 그 등가체를 포괄한다.
제 1 실시예
회전 가마 반응기에서의 TiC 로부터의 탄소의 제조
평균 입자 크기가 1.3-3㎛인 티타늄 카바이드(H.C. Starck, C.A. 등급, 300g)가 실리카 회전 가마 반응기내에 장전되고, 950℃에서 관형로내에서 4시간 동안 염소 가스(99.999% 애세이)의 유동과 반응한다. 염소 가스 유량은 1.6 l/m이고, 반응기 관의 회전 속도는 ~2.5rpm이다. 부산물, TiCl4는 잉여 염소의 흐름에 의해 방출되고, 수집기내로 수냉식 응축기를 통과한다. 그후, 탄소로부터의 가스성 부산물의 잔류물과 잉여 염소를 제거하기 위해 0.5시간 동안 1000℃에서 아르곤(0.5 l/min)으로 반응기가 소제된다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 아르곤의 느린 흐름(0.5 l/min)으로 소제된다. 결과적인 탄소 분말(47.6g)이 실리카 고정 베드 반응기내로 이동되고, 2.5시간 동안 800℃에서 수소 가스로 처리되었다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 헬륨의 느린 흐름(0.3 l/min)으로 소제되었다. 탄소 재료의 최종 산출량은 45.6g(이론의 75.9%)이었다.
제 2 실시예
유동층 반응기에서의 TIC로부터의 탄소의 제조
70㎛의 평균 입자 크기를 가지는 티타늄 카바이드(Pacific Particulate Materials, 1.0kg)가 실리카 유동층 반응기내로 장전되고, 950℃에서 4시간 동안 염소 가스(99.999% 애세이)의 유동과 반응한다. 염소 가스 유량은 7.5 l/m이다. 부산물, TiCl4는 잉여 염소의 흐름에 의해 방출되고, 수집기내로 수냉식 응축기를 통과한다. 그후, 탄소로부터의 가스성 부산물의 잔류물과 잉여 염소를 제거하기 위해 0.5시간 동안 1000℃에서 아르곤(6 l/min)으로 반응기가 소제된다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 아르곤의 느린 흐름(0.5 l/min)으로 소제된다. 탄소 재료의 최종 산출량은 190g(이론의 95%)이었다.
제 3 실시예
고정층 반응기에서의 Mo2C로부터의 탄소의 제조
몰리브데늄 카바이드(Donetsk Chemical Reagent Plant JSC, 우크라이나, 로트 TY6-09-03-363-78, 입자 크기 <40㎛, 100g). 이 몰리브덴 카바이드가 실리카 고정층 반응기내에 장전되고, 750℃에서 관형로내에서 80분 동안 염소 가스의 유동(99.999% 애세이)과 반응한다. 염소 가스의 유량은 1.6 l/min이다. 부산물, 몰리브데늄 클로라이드의 혼합물은 잉여 염소의 흐름에 의해 방출되고, 수집기 내로 수냉식 응축기를 통과한다. 그후, 반응기가 탄소로부터의 가스성 부산물의 잔류물과 잉여 염소의 제거를 위해 0.5h 동안 1000℃에서 아르곤(0.5 l/min)으로 소제된다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 느린 아르곤의 흐름으로 소제된다. 결과적인 탄소 분말(4.9g)이 실리카 고정층 반응기내로 이동되고, 800℃에서 1시간 동안 수소 가스로 처리된다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 헬륨(~0.31 l/min)의 느린 흐름으로 소제되었다.
제 4 실시예
고정층 반응기 및 유동층 반응기에서의 제 1 실시예의 SNC의 변형
제 1 실시예의 탄소 분말(25g)이 석영 반응 용기내에 배치되고, 관형로에 의해 가열되는 수평 석영 반응기내에 적재된다. 그후, 반응기가 공기를 제거하기 위해 아르곤으로 소제되고, 15°/min의 가열 구배를 사용하여 노가 900℃까지 가열된다. 그후, 아르곤 유동이 75-80℃로 가열된 증류수를 0.8 l/min의 유량으로 통과하고, 체적 대비 10/9의 근사 비율로의 결과적인 아르곤/수증기 혼합물이 2.5시간 동안 900℃에서 탄소와 반응하게 된다. 그후, 반응기가 탄소 표면의 활성화를 완성하기 위해 900℃에서 한시간 이상 동안 아르곤으로 소제되고, 그후, 실온으로 느리게 냉각된다. 변형 탄소의 산출량은 15.8g 였다.
제 5 실시예
고정층내에서의 후속 변형을 가진 회전 가마 반응기내에서의 SiC로부터의 탄소의 제조
실리콘 카바이드(H.C.Strack, 로트 3481, 입자 크기 <10㎛, 100g)가 실리카 회전 가마 반응기내로 적재되고, 1150℃에서 관형로내에서 1시간 동안 염소 가스의 유동(99.999% 애세이)과 반응한다. 염소 가스 유량은 1.5 l/m이고, 반응기 관의 회전 속도는 ~2.5rpm이다. 부산물, SiCl4는 잉여 염소의 흐름에 의해 방출되고, 수집기내로 수냉식 응축기를 통과한다. 그후, 탄소로부터의 가스성 부산물의 잔류물과 잉여 염소를 제거하기 위해 0.5시간 동안 1150℃에서 아르곤(0.5 l/min)으로 반응기가 소제된다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 아르곤의 느린 흐름(0.5 l/min)으로소제된다. 결과적인 탄소 분말(29.9g)이 실리카 고정 베드 반응기내로 이동되고, 2시간 동안 800℃에서 수소 가스로 처리되었다. 가열 및 냉각 동안, 반응기는 헬륨의 느린 흐름(~0.3 l/min)으로 소제되었다. 탄소 재료의 산출량은 28.7g(이론의 95.6%)이었다. 얻어진 탄소 분말의 일부(15g)가 석영 반응 용기내에 배치되고, 관형로에 의해 가열되는 수평 석영 반응기내로 장전된다. 그후, 반응기가 아르곤으로 소제되어 공기를 제거하고, 노가 15°/min의 가열 구배를 사용하여 900℃까지 가열되었다. 그후, 아르곤 유동이 0.8 L/min의 유량으로 75-80℃까지 가열된 증류수를 통과했고, 체적 대비 10/9의 근사 비율을 가진 결과적인 아르곤/수증기 혼합물이 2.5시간 동안 900℃에서 탄소와 반응하게 된다. 그후, 반응기가 탄소 표면의 변형을 완료하기 위해 900℃에서 한시간 이상 동안 아르곤으로 소제되고, 그후, 느리게 실온으로 냉각된다.
제 6 실시예
전극의 실험적 실험실 제조
86wt%의 제 1 실시예의 SNC 분말과 8wt%의 TEG를 포함하는 혼합물이 10분 동안 에탄올내에서 교반되었다. 그후, 6wt%의 PTFE(수성 현탁액으로서)가 15℃로 미리 냉각된 이 슬러리에 추가되고, 30분 동안 교반되고, 습식 "팬케이크(pancake)"가 형성될때까지 온건히 가압되었다. 그후, 에탄올이 상승된 온도(~95℃)에서 증발되었다. 그후, 이 팬케이크가 헵탄으로 주입되고, 원통형으로 성형되며, 실린더의 단부 방향으로 본체를 롤링시킴으로써 압출되었다. 후자의 절차는 탄성 특성이 발현될때까지 반복되었다. 최종적으로, 헵탄이 ~75°에서 제거되고, 압출된 케이크가단계적으로 98±4㎛까지 롤링되고, 270℃로 진공에서 건조되며, 플라즈마 활성화 물리적 기상 증착을 사용하여 4±1㎛의 알루미늄층으로 일 측면이 덮혀진다.
제 7 내지 제 10 실시예
다른 전극 제조
성극형 전극이 각각 제 2 내지 제 5 실시예로부터의 SNC 분말이 사용되는 것을 제외하면, 제 6 실시예에서와 동일한 방식을 제조되었다. >10㎛의 입자 크기를 가진 탄소 분말이 볼 밀링에 의해 감소되었다. 각각 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 실시예의 SNC를 위해 98±4, 125±5, 125±5 및 125±5의 두께로 전극 시트가 제조되었다.
제 6 내지 제 10 실시예의 전극으로부터의 커패시터의 조립 및 예비상태조정
제 6 내지 제 10 실시예에 따라 제조된 바와 같은 전극이 10㎛ 두께의 Al 포일(집전체)에 표 5에 표시된 방법으로 부착되며, 세퍼레이터가 간삽된다. 셀가드 세퍼레이터(Celgard separator)가 본 실시예에서 사용된다. 제 6 내지 제 10 실시예에 기술된 바와 같이 제조된 양 및 음 하전 성극형 전극으로부터의 전극쌍은 병렬로 접속된다. 이렇게 제조된 전극 팩이 밀봉된 박스내에 배치되고, 3일 동안 진공하에서 유지되어 흡수된 모든 가스가 제거되고, 그후, 단일 4기 암모늄염 또는 그 혼합물의 아세토니트릴 용액을 포함하는 전해질로 주입된다. 이렇게 제조된 EDLC 셀은 상전류 또는 상전력 상태하에서 1.5-3.0V의 전압 범위내에서 순환된다.
얻어진 특정 결과가 표 6 및 표 7에 도시되어 있다 : 알루미늄 포일에 탄소성 전극 시트를 접속하기 위한 서로 다른 방법의 적부성(applicability)이 표 6에제시되어 있고, 양 및 음 하전 성극형 전극의 균형화의 효과가 표 7에 제시되어 있다.
탄소성 전극 시트에 알루미늄 집전체를 접속하는 서로 다른 방법의 결과
+/-전극에 사용된 SNC 전극과 집전체 사이의 접속의 유형 전극 두께(+/-) 저항[Ωcm2] 체적저항(활성 체적)b[Ωcm3] 용량(활성중량당)b[Fg-1] 용량(활성체적당)b[Fcm-3]
C(TiC)/C(TiC)-변형 전극/Al포일(아크점용접) 100/120 0.87 0.037 6.7 9.1
C(TiC)/C(Mo2C) 전극/Al포일(확산 용접) 102/120 0.60 0.023 6.7 9.7
C(TiC)/C(TiC)-변형 전극/Al포일(가압접촉) 95/130 0.69 0.025 6.9 10.7
C(TiC)/C(TiC)-변형 전극/Al포일(레이저점용접) 100/130 0.68 0.027 6.7 10.0
a) 세퍼레이터 Celgard 2400이 사용됨
b) 탄소 콤파운드, 전해질, 세퍼레이터 및 집전체의 중량 및 체적
양 및 음 하전 성극형 전극 균형화의 효과의 예
+/-전극에 사용된 SNC 저항[Ωcm2] 체적저항(활성 체적)[Ωcm3] 용량(활성중량당)a[Fg-1] 용량(활성체적당)a[Fcm-3] 세퍼레이터 전해질염 Csalt[M] 전극 두께+/-
C(Mo2C)/C(Mo2C) 0.42 0.017 4.2 6.7 Celgard277 Et4NBF4 1.5 130/130
C(TiC)/C(TiC)-변형 0.29 0.010 7.8 12.2 Celgard277 Et4NBF4 1.5 105/135
C(TiC)/C(Mo2C) 0.38 0.014 6.0 9.4 Celgard277 Et4NBF4/Et2Me2NBF4 0.745/0.846 98/128
C(TiC)/C(TiC) 0.47 0.015 6.9 9.0 Celgard2400 Et4NBF4 1.5 140/140
C(B4C)/C(B4C) 0.61 0.018 5.2 6.8 Celgard2400 Et4NBF4 1.5 115/115
a) 탄소 콤파운드, 전해질, 세퍼레이터 및 집전체의 중량 및 체적
본 발명의 목적을 예시하는 커패시터 기본형 및 그 전자화학적 성능의 예가 표 8 및 도 6에 제시되어 있다.
본 발명에 따른 기본형 전기 이중층 커패시터의 전자화학적 성능의 예
# 전해질 용량[F] 저항[mΩ] 비용량 비저항
[Fg-1] [Fcm-3] [Ωcm2] [Ωcm3]
1 1.5M TEA/AN 630 0.56 7.39 9.63 0.87 0.037
2 0.75M TEA+0.75M TEMA/AN 663 0.68 7.47 9.93 1.16 0.045
3 1.0M TEA/AN 631 0.54 7.35 9.54 0.84 0.036
본 발명에 따른 SNC 재료의 특성화
저온 질소 수착 실험이 Gemini Sorptometer 2375(Micromeritics)를 사용하여 질소의 비등 온도(-196℃)에서 수행되었다. 탄소 재료의 비표면적은 표 1에 보고된 결과를 제외하고는 0.2의 질소 상대 압력(p/p0)까지 BET 이론에 따라 산출되었다.미소공극의 체적은 BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 이론에 따라 공극 크기 분포 및 흡수 등온선의 t-플롯으로부터 산출되었다. 벤젠 증기의 흡수 동역학이 상압 및 실온에서 벤젠 증기내에서의 탄소 샘플의 컴퓨터 제어식 가중을 사용하여 실온에서 연구되었다. 상술한 조건에서 벤젠을 흡수한 공극의 체적이 수학식
Ws=(m2-m1)/m1x dc6h6[cm3g-1]
에 따라 산출되었고, 여기서, m1및 m2는 각각 테스트 샘플의 최초 및 최종 중량이고, dc6h6는 실온에서 벤젠의 밀도 이다.
SNC 재료의 전자화학적 평가
FRA 분석기로 Solartron potentiostat 1287을 사용하여 3-전극 전자화학적 셀에서 전자화학적 테스트가 수행되었다. 전자화학적 실험은 아세토니트릴(AN) 전해질내의, 수성 6M KOH 및 비수성 1.5M 테트라에틸암모늄테트라플루오로보레이트(TEA)에서 수행되었다. 실험 동안 전해질은 Ar 가스로 가스제거된다.
상전압(CV), 상전류(CC) 및 임피던스(EIS) 기술을 사용하는 세가지 유형의 실험이 사용되었다. 비수성 및 수성 시스템 각각에 대하여 -1.5 내지 +1.5V(SCE 대비) 및 -1.0 내지 +0.25V(Hg/HgO 대비)사이에서 이상적 성극능(polarizabilty)의 영역이 관찰되었다. 음 및 양 하전 전극 재료를 위한 방전 용량은 CV 및 DD 플롯으로부터 산출되었다. EIS 측정이 일정 DC 전위에서 수행되었다 : 비수성에 대해 -1.4V, +1.4V 그리고, 수성 전해질에 대해 -1.0V. EIS 용량이 10mHz 주파수에서 산출되었다.
슈퍼커패시터의 평가
상전류(CC) 및 상전압(CV) 테스트가 potentiostat 1287을 사용하여 수행되었다. 커패시터의 공칭 전압이 CV 플롯으로부터 추정되었다. 슈퍼커패시터의 용량은 공식 : C=Idt/dE에 따라 CC 플롯으로부터 산출되었다. 내부 저항은 IR-강하(IR-drop)로부터 유도되었다.
전력, 에너지 성능 및 각 라곤 플롯이 상전력(CP) 중-방전 사이클링 체제를 사용하여 특징화되었다.
전자화학적 임피턴스 분광(EIS)이 10mHz 및 100Hz의 주파수에서 각각 직렬 용량과 직렬 저항을 결정하기 위해 사용되었다.
요약하면, 본 발명은 우월한 슈퍼커패시터 성능을 제공한다. 특히, 본 발명의 SNC는 높은 전극 패킹 밀도에서 높은 비표면과 좁은 공극 크기 분포의 조합을 가지며, 이는 소정의 다른 공지된 탄소 보다 양호하다. 이는 매우 얇은 전극의 제조를 가능하게 하고, 이 매우 얇은 전극은 높은 비에너지를 여전히 유지하면서, 낮은 저항과, 장치의 높은 전력을 제공한다. 본 발명의 목적에 따라 그 조성 및 체적의 변화에 의해 양 및 음 하전 전극의 전자화학적 성능을 균형화하는 것도 제안된 EDLC를 제조하는 방법의 핵심 특징이다.

Claims (41)

  1. 집전체에 연결된 적어도 한쌍의 성극형 전극과, 상기 각 전극 쌍의 전극들 사이에 간삽되는, 이온투과성이지만 전자 절연 재료로 이루어진 세퍼레이터와, 액체 전해질을 포함하는 전기 이중층 커패시터에 있어서,
    상기 전극은 내부 나노공극의 협소한 분포를 가지는 탄소 입자층을 포함하고,
    상기 나노공극의 공극 크기는 상기 전해질의 이온 크기에 부합되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 전극내의 탄소 입자층은 2-10wt%의 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 바인더는 불소-함유 폴리머인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각 전극내의 탄소 입자층은 상기 층내의 이온의 수송성을 향상시키기 위해 1-15wt%의 열팽창 그라파이트(TEG)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 각 전극내의 탄소 입자층은 상기 층내의 이온의 수송성을 향상시키기 위해 1-15wt%의 콜로이드형 탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 전극내의 탄소 입자층은 용량을 증가시키기 위해 0.5-10wt%의 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 두께는 5-150㎛ 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전극내의 탄소 입자의 크기는 약 10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극내의 탄소 입자는 무기 탄소 함유 콤파운드의 입자의 할로겐화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전극내의 탄소 입자는 금속, 메탈로이드 또는 Ti,Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Cr, Fe, Al, Si, B 및 Ca의 그룹으로부터의 그 조합에 기반한 무기 탄소 함유 콤파운드의 입자의 할로겐화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 각 전극 쌍의 전극내의 나노공극은 상기 전해질내의 음이온 및 양이온의 서로 다른 크기에 부합되도록 서로 다른 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 각 전극 쌍내의 전극은 동일한 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 각 전극쌍내의 전극은 서로 다른 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 각 전극쌍내의 상기 양 및 음 하전 전극은 0-충전 전위에 따라 균형화되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  15. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 집전체가 부착되는 측면상에 2-5㎛의 두께를 가지는 알루미늄층이 증착되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세퍼레이터는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 세퍼레이터 막, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 핵 막 또는 셀룰로스 세퍼레이터 페이퍼 같은 다공성 유전체 막 또는 페이퍼이고,
    상기 세퍼레이터 두께는 약 5-100㎛이고, 5-30㎛이 적합한 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세퍼레이터 막은 상기 집전체가 부착되는 상기 측면에 대향한 측면상에서 각 전극상에 증착된 유전체 재료의 박막인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 전해질은 수용성 전해질 또는 유기 전해질인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 액체 전해질은 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 벤조니트릴, 부티로니트릴, 3-메톡시프로피오니트릴, 감마-부티롤랙톤,-발레로랙톤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리디논, 디메톡시에탄, 메틸 에틸 케톤 및 테트라하이드로퓨란의 그룹으로부터 선택된 비양자성 용매 또는 이런 용매의 혼합물에 용해된 테트라알킬암모늄의 테트라플루오로보레이트 또는 헥사플루오로포스페이트, 테트라키스(디알킬아미노)포스포늄,N,N-디알킬-1,4-디아자비사이클로[2.2.2]옥타네디움 또는 그 혼합물의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 염을 포함하고,
    상기 염의 농도는 0.5-3mol/l인 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터.
  20. 전기 이중층 커패시터를 위한 전해질에 있어서,
    트윈형 방향족 하이드로카본(헤테로치환체 포함), 방향족 니트릴, 퀴논 및 니트로- 또는 아미노-유도체나, 니트로니트릴(니트로-시아노 유도체) 또는 시아노치환 퀴논의 조합의 그룹으로부터 선택된 전압 레벨링제가 상기 전해질내에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전해질.
  21. 사전결정된 공극 크기를 가지는 탄소 입자를 제조하는 방법에 있어서,
    무기 탄소 함유 콤파운드의 입자를 할로겐화하여 할로겐화 이후에 남은 탄소 입자내에 주어진 크기의 나노공극이 생성되게 하는 단계와,
    상기 탄소 입자내의 상기 나노공극이 상기 사전결정된 크기 보다 다소 작거나 같은 크기를 갖도록 상기 탄소 함유 콤파운드를 선택하는 단계 및
    필요시, 상기 탄소 입자내의 상기 나노공극 크기가 상기 사전결정된 크기에 대응할때까지 산화매체내에서 상기 탄소 입자를 처리하는 추가 단계를 특징으로 하는 탄소 입자 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 할로겐화는 유동상 층 또는 회전 가마 반응기내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소 입자 제조 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 할로겐화 이후 남은 탄소 입자를 산화시키기 위해, H2O, NHO3, H2SO4, HCL, NaOCl 또는 CO2가 사용되는 것을 특징으로 하는 탄소 입자 제조 방법.
  24. 전기 이중층 커패시터를 위한 전극을 제조하는 방법에 있어서,
    사전결정된 크기를 가지는 나노공극을 구비한 탄소 입자와, 적어도 주 바인더 및 2차 바인더와, 용매를 포함하는 혼합물을 혼합하고,
    상기 혼합물을 압출하고,
    상기 압출된 혼합물을 시트 형상으로 롤링하고,
    그후, 형성된 전극 시트를 도전성 포일 또는 망에 부착하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 혼합 단계는 건식 혼합, 습식 혼합, 뮬러 혼합 및 그라인딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  26. 전기 이중층 커패시터용 전극을 제조하는 방법에 있어서,
    사전결정된 크기를 가지는 나노공극을 구비한 탄소 입자와, 적어도 주 바인더 및 2차 바인더와, 용매를 포함하는 혼합물을 혼합하고,
    상기 혼합물을 시트 형상으로 롤링하고,
    그후, 형성된 전극 시트를 도전성 포일 또는 망에 부착하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 혼합 단계는 건식 혼합 및 습식 혼합을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물을 시트 형상으로 롤링하는 단계는 롤 압밀에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 형성된 전극 시트로부터 상기 용매 및 상기 2차 바인더를 열처리에 의해 제거하는 것과,
    상기 2차 바인더는 상기 제 1 바인더의 분해 온도 미만의 온도에서 상기 형성된 전극 시트로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 바인더는 2-10wt%의 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 입자로 구성되고,
    상기 혼합은 상기 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 입자가 필라멘트로 당겨지도록 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 제 2 바인더는 연성 테이프의 형성을 촉진하고, 롤링력의 수력학적 성분을 상승시키는 기능을 가지며, 상기 제 1 바인더의 분해 미만의 온도에서 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  32. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 상기 2차 바인더를 가소화하는 기능과 낮은 증발율을 가지며, 상기 2차 바인더가 제거될 수 있는 온도를 초과하지 않는 온도에서 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 용매로서 N-메틸 피롤리돈이 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  34. 제 31 항 내지 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매에 용해된 5-15wt%의 폴리프로필렌 카보네이트가 2차 바인더로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 카보네이트가 열분해되도록 약 250℃의 온도에서 상기 성형된 전극 시트를 열처리하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  36. 제 24 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물내에 1-15wt%의 열팽창 그라파이트(TEG)가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  37. 제 24 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형성된 전극 시트를 가압, 확산 용접, 점 또는 심 용점이나 레이저 용접에 의해 도전성 포일 또는 망에 부착하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  38. 탄소성 전극의 시트에 도전성 재료의 포일 또는 망을 부착하기 위해 자성 펄스 결합을 사용하는 방법.
  39. 전기 이중층 커패시터용 전극을 제조하는 방법에 있어서,
    사전결정된 크기를 가지는 나노공극을 구비한 탄소 입자와, 바인더 및 용매를 포함하는 혼합물을 슬러리로 혼합시키고, 상기 슬러리를 도전성 포일상에 직접적으로 테이프 캐스팅하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조방법.
  40. 제 24 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 포일 또는 망이 부착되는 측면에 대향한 측면상에서 각 전극상에 유전체 재료의 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
  41. 제 24 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 포일 또는 망이 부착되는 측면에 대향한 측면상에서 각 전극상에, PVDF/NMP의 페이스트에 수반된 실리콘 산화물 에어로졸을 스크리닝에 의해 증착하고, 상기 페이스트를 막으로 건조시키는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 커패시터용 전극 제조 방법.
KR10-2003-7006379A 2000-11-09 2001-11-06 슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법 KR20030064783A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24759300P 2000-11-09 2000-11-09
US60/247,593 2000-11-09
RU2001117550 2001-06-15
RU2001117550/12A RU2211801C2 (ru) 2001-06-15 2001-06-15 Способ модифицирования пористого углеродного материала
PCT/EP2001/012837 WO2002039468A2 (en) 2000-11-09 2001-11-06 A supercapacitor and a method of manufacturing such a supercapacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030064783A true KR20030064783A (ko) 2003-08-02

Family

ID=26654086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-7006379A KR20030064783A (ko) 2000-11-09 2001-11-06 슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법

Country Status (8)

Country Link
US (3) US6602742B2 (ko)
EP (1) EP1332504A2 (ko)
JP (1) JP2004513529A (ko)
KR (1) KR20030064783A (ko)
CN (1) CN1483212A (ko)
AU (1) AU2002214042A1 (ko)
IL (2) IL155790A0 (ko)
WO (1) WO2002039468A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325632B1 (ko) * 2012-04-25 2013-11-07 비나텍주식회사 자가충전 복합전지 및 그를 이용한 ｕｓｎ 센서노드 모듈
KR20180127373A (ko) * 2016-03-09 2018-11-28 잽고 엘티디 슈퍼캐패시터에서 아웃게싱을 감소시키는 방법

Families Citing this family (219)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002532869A (ja) * 1998-12-05 2002-10-02 エナジィ・ストーリッジ・システムズ・プロプライエタリー・リミテッド 電荷蓄積装置
AUPR194400A0 (en) * 2000-12-06 2001-01-04 Energy Storage Systems Pty Ltd An energy storage device
US20020127474A1 (en) * 2001-01-09 2002-09-12 E.C.R.-Electro-Chemical Research Ltd. Proton-selective conducting membranes
US20030062257A1 (en) * 2001-10-03 2003-04-03 Gozdz Antoni S. Electrochemical cell comprising lamination of electrode and paper separator members
DE10212609B4 (de) * 2002-03-21 2015-03-26 Epcos Ag Elektrolytlösung und deren Verwendung
CN1672189A (zh) * 2002-07-26 2005-09-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有不同电致变色材料的电致变色彩色显示器
CN100468587C (zh) * 2002-08-23 2009-03-11 日清纺织株式会社 双电层电容器
US7079377B2 (en) * 2002-09-30 2006-07-18 Joachim Hossick Schott Capacitor and method for producing a capacitor
US7154738B2 (en) * 2002-11-29 2006-12-26 Honda Motor Co., Ltd. Polarizing electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor therewith
US7061750B2 (en) * 2002-11-29 2006-06-13 Honda Motor Co., Ltd. Polarizing electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor therewith
US20060140846A1 (en) * 2003-04-23 2006-06-29 Jaan Leis Method to modify pore characteristics of porous carbon and porous carbon materials produced by the method
US7256982B2 (en) * 2003-05-30 2007-08-14 Philip Michael Lessner Electrolytic capacitor
AU2004257183A1 (en) 2003-07-03 2005-01-27 Drexel University Nanoporous carbide derived carbon with tunable pore size
US20050266298A1 (en) * 2003-07-09 2005-12-01 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based electro-chemical device and methods of making same
US7352558B2 (en) 2003-07-09 2008-04-01 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based capacitor and methods of making same
US7791860B2 (en) 2003-07-09 2010-09-07 Maxwell Technologies, Inc. Particle based electrodes and methods of making same
US7295423B1 (en) * 2003-07-09 2007-11-13 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based adhesive electrode and methods of making same
US7508651B2 (en) * 2003-07-09 2009-03-24 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based adhesive and dry film and methods of making same
US20110165318A9 (en) * 2004-04-02 2011-07-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrode formation by lamination of particles onto a current collector
US20050250011A1 (en) * 2004-04-02 2005-11-10 Maxwell Technologies, Inc. Particle packaging systems and methods
US20100014215A1 (en) * 2004-04-02 2010-01-21 Maxwell Technologies, Inc. Recyclable dry particle based electrode and methods of making same
US20060147712A1 (en) * 2003-07-09 2006-07-06 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based adhesive electrode and methods of making same
US20070122698A1 (en) 2004-04-02 2007-05-31 Maxwell Technologies, Inc. Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same
US7342770B2 (en) * 2003-07-09 2008-03-11 Maxwell Technologies, Inc. Recyclable dry particle based adhesive electrode and methods of making same
US7102877B2 (en) * 2003-09-12 2006-09-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrode impregnation and bonding
US7920371B2 (en) 2003-09-12 2011-04-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrical energy storage devices with separator between electrodes and methods for fabricating the devices
KR100964685B1 (ko) * 2003-10-20 2010-06-21 엘지전자 주식회사 1회 기록가능한 광디스크 및 광디스크의 기록재생방법과기록재생장치
US7495349B2 (en) * 2003-10-20 2009-02-24 Maxwell Technologies, Inc. Self aligning electrode
CN100576687C (zh) * 2003-12-17 2009-12-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 应急照明设备
KR100569188B1 (ko) * 2004-01-16 2006-04-10 한국과학기술연구원 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법
WO2005076299A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Nisshinbo Industries, Inc. 電気二重層キャパシタ
US7090946B2 (en) * 2004-02-19 2006-08-15 Maxwell Technologies, Inc. Composite electrode and method for fabricating same
US7384433B2 (en) 2004-02-19 2008-06-10 Maxwell Technologies, Inc. Densification of compressible layers during electrode lamination
US20060137158A1 (en) * 2004-04-02 2006-06-29 Maxwell Technologies, Inc. Dry-particle packaging systems and methods of making same
US20060246343A1 (en) * 2004-04-02 2006-11-02 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle packaging systems and methods of making same
US7492571B2 (en) * 2004-04-02 2009-02-17 Linda Zhong Particles based electrodes and methods of making same
US7227737B2 (en) * 2004-04-02 2007-06-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrode design
WO2005118471A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Tartu Tehnoloogiad OÜ A method of making the porous carbon material and porous carbon materials produced by the method
JP2006024611A (ja) 2004-07-06 2006-01-26 Nisshinbo Ind Inc 電気二重層キャパシタ
US20080003166A1 (en) * 2004-07-15 2008-01-03 Yurii Maletin Methods of forming nanoporous carbon material and electrodes and electrochemical double layer capacitors therefrom
US7164574B2 (en) 2004-07-16 2007-01-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for openings in a capacitor case
US7408762B2 (en) * 2004-07-16 2008-08-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for providing capacitor feedthrough
US7420797B2 (en) * 2004-07-16 2008-09-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Plug for sealing a capacitor fill port
US7245478B2 (en) 2004-08-16 2007-07-17 Maxwell Technologies, Inc. Enhanced breakdown voltage electrode
US7064066B1 (en) * 2004-12-07 2006-06-20 Intel Corporation Method for making a semiconductor device having a high-k gate dielectric and a titanium carbide gate electrode
US7440258B2 (en) 2005-03-14 2008-10-21 Maxwell Technologies, Inc. Thermal interconnects for coupling energy storage devices
US11183338B2 (en) 2005-04-07 2021-11-23 Amrad Manufacturing, Llc Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
US7423861B2 (en) 2005-04-07 2008-09-09 American Radionic Company, Inc. Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
US11183336B2 (en) 2005-04-07 2021-11-23 Amrad Manufacturing, Llc Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
US11183337B1 (en) 2005-04-07 2021-11-23 Amrad Manufacturing, Llc Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
US7203053B2 (en) 2005-04-07 2007-04-10 American Radionic Company, Inc. Capacitor for multiple replacement applications
US9412521B2 (en) 2005-04-07 2016-08-09 American Radionic Company, Inc. Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
US20060251565A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-09 Tartu Tehnoloogiad Ou Method for manufacturing the nanoporous skeletonC material
WO2006130512A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Corning Incorporated Cellular honeycomb ultracapacitors and hybrid capacitors with separator-supported current collectors
JP4787967B2 (ja) * 2005-06-09 2011-10-05 国立大学法人東京農工大学 電解コンデンサ素子及びその製造方法
WO2007001199A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Universal Supercapacitors Llc Heterogeneous electrochemical supercapacitor and method of manufacture
JP2008544545A (ja) * 2005-06-24 2008-12-04 ユニバーサル・スーパーキャパシターズ・エルエルシー 電気二重層電気化学キャパシタ、並びに該電気二重層電気化学キャパシタの電極及び集電体
WO2007001201A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Universal Supercapacitors Llc Current collector for double electric layer electrochemical capacitors and method of manufacture thereof
US7586736B2 (en) * 2005-07-11 2009-09-08 Micro Power Electronics Inc. Electrical insulation system and method for electrical power storage component separation
US8313723B2 (en) * 2005-08-25 2012-11-20 Nanocarbons Llc Activated carbon fibers, methods of their preparation, and devices comprising activated carbon fibers
DE602006008870D1 (de) * 2005-09-26 2009-10-15 Nisshin Spinning Polarisierbare Elektrode für Doppelschichtkondensator
EP1783791B1 (en) * 2005-09-26 2011-02-23 Nisshinbo Industries, Inc. Electric double layer capacitor
US7723262B2 (en) 2005-11-21 2010-05-25 Energ2, Llc Activated carbon cryogels and related methods
EP1976627A2 (en) * 2005-12-09 2008-10-08 Drexel University Mesporous carbons
USD818959S1 (en) 2005-12-23 2018-05-29 American Radionic Company, Inc. Capacitor
US20070178310A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Rudyard Istvan Non-woven fibrous materials and electrodes therefrom
US20090246528A1 (en) * 2006-02-15 2009-10-01 Rudyard Lyle Istvan Mesoporous activated carbons
EP2005504B1 (en) * 2006-03-08 2013-05-29 CAP-XX Limited Electrolyte
US7696729B2 (en) * 2006-05-02 2010-04-13 Advanced Desalination Inc. Configurable power tank
US20110128671A1 (en) * 2006-05-15 2011-06-02 Yury Gogotsi Supercapacitors and methods for producing same
CN101454853B (zh) * 2006-05-29 2011-08-10 松下电器产业株式会社 双电层电容器以及其制造方法
US20080000882A1 (en) * 2006-06-01 2008-01-03 Vanderlick Stephen W Method and apparatus for a foil to control heat flow from welding a device case
CN100490033C (zh) * 2006-06-05 2009-05-20 厦门大学 基于液相中的电化学活性物质的超级电容器
FR2902938B1 (fr) * 2006-06-22 2008-08-29 Batscap Sa Procede de realisation des connexions electriques d'un ensemble de stockage d'energie electrique
US7833351B2 (en) * 2006-06-26 2010-11-16 Applied Materials, Inc. Batch processing platform for ALD and CVD
EP2031611A4 (en) * 2006-07-14 2011-06-22 Panasonic Corp DOUBLE LAYER ELECTRICAL CAPACITOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US7879488B2 (en) * 2006-08-28 2011-02-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Apparatus and method for a power source casing with a stepped bevelled edge
US8518573B2 (en) * 2006-09-29 2013-08-27 Maxwell Technologies, Inc. Low-inductive impedance, thermally decoupled, radii-modulated electrode core
GB2443221A (en) * 2006-10-25 2008-04-30 Nanotecture Ltd Hybrid supercapacitor comprising double layer electrode and redox electrode
KR101496934B1 (ko) 2006-11-15 2015-03-03 유니버시티 오브 워싱톤 스루 이츠 센터 포 커머셜리제이션 전기 이중층 캐패시턴스 장치
EP2100316A4 (en) 2006-11-27 2015-02-18 Universal Supercapacitors Llc ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL DOUBLE-LAYER CAPACITORS WITH HIGH-SPECIFIC PARAMETERS
US20080151472A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Maletin Yuriy A Electrochemical double layer capacitor
US7952854B2 (en) 2006-12-29 2011-05-31 American Radionic Company, Inc. Electrolytic capacitor
AU2008216735A1 (en) 2007-02-14 2008-08-21 Rudyard Lyle Istvan Methods of forming activated carbons
US8472163B2 (en) * 2007-02-19 2013-06-25 Universal Supercapacitors Llc Negative electrode current collector for heterogeneous electrochemical capacitor and method of manufacture thereof
US20080204973A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor electrode with controlled iron content
US20080201925A1 (en) 2007-02-28 2008-08-28 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor electrode with controlled sulfur content
CN101548028B (zh) * 2007-05-15 2011-12-07 东洋铝株式会社 碳包覆铝材及其制造方法
US8252441B2 (en) * 2007-08-31 2012-08-28 Micro Power Electronics, Inc. Spacers for fixing battery cells within a battery package casing and associated systems and methods
US7830646B2 (en) * 2007-09-25 2010-11-09 Ioxus, Inc. Multi electrode series connected arrangement supercapacitor
US7706128B2 (en) * 2007-11-29 2010-04-27 Corning Incorporated Capacitive device
US8193770B2 (en) * 2007-12-25 2012-06-05 BYD Co. Ltd Battery system for a vehicle having an over-current/over-temperature protective feature
WO2009123784A2 (en) * 2008-01-31 2009-10-08 Drexel University Supercapacitor compositions, devices, and related methods
US20090312175A1 (en) * 2008-04-29 2009-12-17 University Of Connecticut Increased Activity of Catalyst Using Inorganic Acids
US20090279230A1 (en) * 2008-05-08 2009-11-12 Renewable Energy Development, Inc. Electrode structure for the manufacture of an electric double layer capacitor
US8411413B2 (en) 2008-08-28 2013-04-02 Ioxus, Inc. High voltage EDLC cell and method for the manufacture thereof
US8804309B2 (en) * 2008-06-05 2014-08-12 California Institute Of Technology Low temperature double-layer capacitors using asymmetric and spiro-type quaternary ammonium salts
CN101290837B (zh) * 2008-06-11 2010-07-28 天津大学 大倍率充放电性能超级电容器的多孔炭电极制备方法
US8257867B2 (en) 2008-07-28 2012-09-04 Battelle Memorial Institute Nanocomposite of graphene and metal oxide materials
US8450014B2 (en) 2008-07-28 2013-05-28 Battelle Memorial Institute Lithium ion batteries with titania/graphene anodes
US9346680B2 (en) 2008-09-09 2016-05-24 Battelle Memorial Institute Mesoporous metal oxide graphene nanocomposite materials
US8404613B2 (en) 2008-10-21 2013-03-26 Brookhaven Science Associates, Llc Platinum-based electrocatalysts synthesized by depositing contiguous adlayers on carbon nanostructures
US8699207B2 (en) * 2008-10-21 2014-04-15 Brookhaven Science Associates, Llc Electrodes synthesized from carbon nanostructures coated with a smooth and conformal metal adlayer
GB2466081B (en) * 2008-12-15 2010-11-17 Etv Motors Ltd Cooling for hybrid electric vehicle
US20100157527A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Ise Corporation High-Power Ultracapacitor Energy Storage Pack and Method of Use
US20100258111A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-14 Lockheed Martin Corporation Solar receiver utilizing carbon nanotube infused coatings
WO2011002536A2 (en) 2009-04-08 2011-01-06 Energ2, Inc. Manufacturing methods for the production of carbon materials
WO2010144183A1 (en) 2009-04-24 2010-12-16 Lockheed Martin Corporation Cnt-based signature control material
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
KR101696207B1 (ko) 2009-04-27 2017-01-13 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 복합 구조물 제빙을 위한 ｃｎｔ계 저항 가열
CN105226284B (zh) 2009-07-01 2017-11-28 巴斯夫欧洲公司 超纯合成碳材料
JP5026544B2 (ja) 2009-07-17 2012-09-12 太陽誘電株式会社 電気化学デバイス
WO2011017130A1 (en) * 2009-07-27 2011-02-10 The Paper Battery Co. Compliant energy storing structural sheet
US8835046B2 (en) 2009-08-10 2014-09-16 Battelle Memorial Institute Self assembled multi-layer nanocomposite of graphene and metal oxide materials
US9017867B2 (en) 2009-08-10 2015-04-28 Battelle Memorial Institute Self assembled multi-layer nanocomposite of graphene and metal oxide materials
US8902594B2 (en) * 2009-10-05 2014-12-02 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical capacitor
US20110089958A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Damage-sensing composite structures
US8456795B2 (en) 2009-11-13 2013-06-04 American Radionic Company, Inc. Hard start kit for multiple replacement applications
US20110159375A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-30 Energ2, Inc. Carbon materials comprising an electrochemical modifier
WO2011084787A1 (en) * 2009-12-21 2011-07-14 Ioxus, Inc. Improved energy storage in edlcs by utilizing a dielectric layer
WO2011083369A1 (en) 2010-01-08 2011-07-14 Etv Motors Ltd. Gas-turbines, controllers, hybrid gas-turbine electric vehicles and methods of operation thereof
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US8076026B2 (en) * 2010-02-05 2011-12-13 International Battery, Inc. Rechargeable battery using an aqueous binder
US7931985B1 (en) 2010-11-08 2011-04-26 International Battery, Inc. Water soluble polymer binder for lithium ion battery
KR101787645B1 (ko) 2010-03-02 2017-10-23 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 카본 나노튜브-주입된 전극 재료를 포함하는 나선형 권선 전기 장치 및 이의 제조를 위한 방법 및 장치
WO2011109485A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US8916296B2 (en) 2010-03-12 2014-12-23 Energ2 Technologies, Inc. Mesoporous carbon materials comprising bifunctional catalysts
US8405955B2 (en) 2010-03-16 2013-03-26 Corning Incorporated High performance electrodes for EDLCS
CN101800132A (zh) * 2010-03-26 2010-08-11 北京集星联合电子科技有限公司 超级电容器及其制造方法
EE05653B1 (et) 2010-04-29 2013-04-15 O� Skeleton Technologies Ssinikkomposiitelektrood elektrilise kaksikkihi kondensaatorile
US8611069B2 (en) 2010-05-18 2013-12-17 Empire Technology Development Llc Ultracapacitors employing phase change materials
US9337474B1 (en) * 2010-05-20 2016-05-10 Halbert P. Fischel Electrodes for electrochemical cells
US8780526B2 (en) * 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US20110143206A1 (en) * 2010-07-14 2011-06-16 International Battery, Inc. Electrode for rechargeable batteries using aqueous binder solution for li-ion batteries
US8102642B2 (en) * 2010-08-06 2012-01-24 International Battery, Inc. Large format ultracapacitors and method of assembly
EE05629B1 (et) 2010-09-06 2013-02-15 O� Skeleton Technologies Meetod suure eriv?imsuse ja energiatihendusega superkondensaatori elektrokeemilise süsteemi valmistamiseks, sellele vastav superkondensaator ja meetod selle valmistamiseks
US9576694B2 (en) 2010-09-17 2017-02-21 Drexel University Applications for alliform carbon
CA2782976A1 (en) 2010-09-23 2012-03-29 Applied Nanostructured Solutions, Llc Cnt-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US8654507B2 (en) 2010-09-30 2014-02-18 Energ2 Technologies, Inc. Enhanced packing of energy storage particles
US8557441B2 (en) 2010-10-09 2013-10-15 Battelle Memorial Institute Titania-graphene anode electrode paper
KR101156654B1 (ko) * 2010-10-22 2012-06-14 (주)에이티엔에스 탄소 나노파이버 하이브리드 전극 및 이를 이용한 초고용량 에너지 저장 소자, 그리고 탄소 나노파이버 하이브리드 전극을 제조하는 방법
CN103370756B (zh) 2010-12-28 2018-05-11 巴斯福股份公司 包含增强的电化学特性的碳材料
JP2012166980A (ja) * 2011-02-14 2012-09-06 National Institute For Materials Science カーバイド誘導炭素の合成方法
WO2012112481A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Drexel University Electrochemical flow capacitors
EP2680286B1 (en) * 2011-02-21 2019-06-19 Japan Capacitor Industrial Co., Ltd. Electrode foil, current collector, electrode, and electric energy storage element using same
US8773842B2 (en) * 2011-03-11 2014-07-08 Ls Mtron, Ltd. Electrical energy storage device and manufacturing method thereof
AU2011362798A1 (en) * 2011-03-18 2013-08-29 Cnrs Electrochemical capacitor
US9472353B2 (en) * 2011-04-07 2016-10-18 Corning Incorporated Ultracapacitor with improved aging performance
EP2695176A4 (en) * 2011-04-07 2015-04-29 Retriev Technologies Inc CARBON ELECTRODES AND ELECTROCHEMICAL CAPACITORS
US20120262127A1 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Energ2 Technologies, Inc. Flow ultracapacitor
CN107785180A (zh) 2011-06-03 2018-03-09 巴斯福股份公司 用于混合能量存储装置中的碳‑铅共混物
KR20130012469A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 삼성전기주식회사 에너지 저장 모듈
US8842417B2 (en) * 2011-09-23 2014-09-23 Corning Incorporated High voltage electro-chemical double layer capacitor
JP5885226B2 (ja) 2011-10-10 2016-03-15 ダナ オートモーティブ システムズ グループ、エルエルシー プレートのための磁気パルス溶接および成形
JPWO2013094423A1 (ja) * 2011-12-22 2015-04-27 株式会社村田製作所 蓄電デバイス
KR101297094B1 (ko) 2011-12-22 2013-08-14 비나텍주식회사 연성 구조의 슈퍼 커패시터 및 이의 제조 방법
WO2013120011A1 (en) 2012-02-09 2013-08-15 Energ2 Technologies, Inc. Preparation of polymeric resins and carbon materials
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
CN102637531B (zh) * 2012-03-20 2014-07-02 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 一种超级电容器用电极及其制备方法、浆料的制备方法
US9266740B2 (en) 2012-04-02 2016-02-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Process for manufacturing porous carbon material
JP2013232602A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Ibiden Co Ltd 蓄電デバイス用電極材料の製造方法、蓄電デバイス用電極、及び、蓄電デバイス
DE102012208352A1 (de) * 2012-05-18 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier aus ungleichen Materialien bestehenden Batteriepolen zweier Batteriezellen sowie Batterieeinheit
US20130344391A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-26 Sila Nanotechnologies Inc. Multi-shell structures and fabrication methods for battery active materials with expansion properties
KR101412775B1 (ko) * 2012-07-27 2014-07-02 서울대학교산학협력단 다공성 탄소 및 이의 제조방법
KR101442813B1 (ko) * 2012-07-27 2014-09-23 한화케미칼 주식회사 다공성 탄소 및 이의 제조방법
KR20150063373A (ko) 2012-09-28 2015-06-09 스미토모덴키고교가부시키가이샤 커패시터용 전극 활물질 및 이것을 이용한 커패시터
CN110112377A (zh) 2013-03-14 2019-08-09 14族科技公司 包含锂合金化的电化学改性剂的复合碳材料
JP2014225574A (ja) 2013-05-16 2014-12-04 住友電気工業株式会社 キャパシタおよびその充放電方法
US9318261B2 (en) 2013-05-21 2016-04-19 American Radionic Company, Inc. Power factor correction capacitors
KR20160030553A (ko) * 2013-07-12 2016-03-18 이옥서스, 인크. 전기화학적 장치용 안정성 향상 첨가제
CA2920365A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 The Regents Of The University Of California A multicomponent approach to enhance stability and capacitance in polymer-hybrid supercapacitors
US9607775B2 (en) 2013-08-30 2017-03-28 Corning Incorporated High-voltage and high-capacitance activated carbon and carbon-based electrodes
US10195583B2 (en) 2013-11-05 2019-02-05 Group 14 Technologies, Inc. Carbon-based compositions with highly efficient volumetric gas sorption
JP2015151324A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 住友電気工業株式会社 活性炭及び活性炭の製造方法
KR102663138B1 (ko) 2014-03-14 2024-05-03 그룹14 테크놀로지스, 인코포레이티드 용매의 부재하의 졸-겔 중합을 위한 신규한 방법 및 그러한 방법으로부터의 가변형 탄소 구조의 생성
JP6394188B2 (ja) * 2014-08-29 2018-09-26 住友電気工業株式会社 多孔質炭素材料の製造方法
JPWO2016031977A1 (ja) * 2014-08-29 2017-06-15 住友電気工業株式会社 蓄電デバイス用負極材料とその製造方法、およびリチウムイオン蓄電デバイス
WO2016049109A2 (en) 2014-09-25 2016-03-31 Drexel University Physical forms of mxene materials exhibiting novel electrical and optical characteristics
EP3213334A1 (en) 2014-10-31 2017-09-06 OÜ Skeleton Technologies Group A method for making a high-density carbon material for high-density carbon electrodes
DE102014223138A1 (de) 2014-11-13 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Verbinden zweier Bauteile mittels Kaltverformung
US10522856B2 (en) 2014-12-03 2019-12-31 Global Energy Science, Llc Electrochemical cells with mobile electrolyte
US10793450B2 (en) 2014-12-03 2020-10-06 University Of Kentucky Research Foundation Potential of zero charge-based capacitive deionization
KR102246849B1 (ko) * 2015-05-29 2021-04-30 주식회사 리크릭스 선택적 이온 이동이 가능한 분리막 및 이를 포함하는 이차전지
WO2017030995A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Energ2 Technologies, Inc. Nano-featured porous silicon materials
US10147950B2 (en) 2015-08-28 2018-12-04 Group 14 Technologies, Inc. Materials with extremely durable intercalation of lithium and manufacturing methods thereof
JP2017088443A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 住友電気工業株式会社 多孔質炭素材料、その製造方法、それを用いた電極及びキャパシタ
CN106920702B (zh) * 2015-12-28 2018-09-21 江苏国泰超威新材料有限公司 一种双层电容器用电解液及双层电容器
JP6269693B2 (ja) * 2016-01-27 2018-01-31 住友電気工業株式会社 多孔質炭素材料の製造方法
KR102085789B1 (ko) * 2016-02-29 2020-03-06 스몰텍 에이비 인터포저 디바이스 및 인터포저 디바이스 제조방법
US9869018B2 (en) * 2016-04-26 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Solid precursor delivery method using liquid solvent for thin film deposition
CN105789560B (zh) * 2016-05-02 2018-02-09 北京工业大学 一种采用激光熔覆复合扩散焊和脱合金制备锂离子电池硅负极的方法
CN105870405B (zh) * 2016-05-02 2018-02-09 北京工业大学 一种采用激光表面重熔技术复合扩散焊和脱合金制备锂离子电池硅负极的方法
CN109155206A (zh) 2016-05-20 2019-01-04 阿维科斯公司 超级电容器用的非水电解质
WO2017201180A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Avx Corporation Multi-cell ultracapacitor
KR102495794B1 (ko) 2016-05-20 2023-02-06 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 울트라커패시터용 전극 구조
CN109196612A (zh) 2016-05-20 2019-01-11 阿维科斯公司 在高温下使用的超级电容器
WO2017207593A1 (en) * 2016-05-31 2017-12-07 Oü Skeleton Technologies Group A method for manufacturing microporous carbon particles
CN108369870A (zh) 2016-06-06 2018-08-03 住友电气工业株式会社 用于双电层电容器电极的多孔碳材料、其制造方法以及双电层电容器电极
ITUA20164388A1 (it) * 2016-06-15 2017-12-15 Gd Spa Metodo e dispositivo di saldatura laser di un circuito elettrico di una porzione riscaldante di una sigaretta elettronica.
KR20190047015A (ko) * 2016-10-11 2019-05-07 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전극의 건조 방법
US9859060B1 (en) 2017-02-07 2018-01-02 American Radionic Company, Inc. Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
CN108428564A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 东莞东阳光科研发有限公司 一种锂离子电容器用负极片的制备方法
JP7376360B2 (ja) 2017-03-09 2023-11-08 グループ１４・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 多孔質足場材料の上のケイ素含有前駆体の分解
CN109219574B (zh) * 2017-04-14 2022-01-07 住友电气工业株式会社 多孔碳材料的制造方法
US11195663B2 (en) 2017-05-12 2021-12-07 Amrad Manufacturing, Llc Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
WO2019027650A1 (en) 2017-08-01 2019-02-07 Drexel University MXENE SORBENT FOR THE ELIMINATION OF SMALL MOLECULES FROM A DIALYSAT
US10497518B1 (en) 2017-12-13 2019-12-03 American Radionic Company, Inc. Hard start kit for multiple replacement applications
US11424077B1 (en) 2017-12-13 2022-08-23 Amrad Manufacturing, Llc Hard start kit for multiple replacement applications
US10147550B1 (en) 2018-04-27 2018-12-04 American Radionic Company, Inc. Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
CN108766775B (zh) * 2018-05-25 2019-05-28 常州大学 一种超低温高容量超级电容器的制备方法及其应用
DE102018222142A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen einer Festelektrolytmembran oder einer Anode und Festelektrolytmembran oder Anode
US10586655B1 (en) 2018-12-28 2020-03-10 American Radionic Company, Inc. Capacitor with multiple elements for multiple replacement applications
JP7503571B2 (ja) * 2019-04-25 2024-06-20 エフ． ホフマン－ラ ロシュ アーゲー 浸透圧不均衡を用いて膜にナノ細孔を挿入するためのシステムおよび方法
USD906247S1 (en) 2019-07-11 2020-12-29 American Radionic Company, Inc. Capacitor
CN110610810B (zh) * 2019-09-29 2022-02-08 宇启材料科技南通有限公司 一种阀金属涂层电极箔的干法制造方法及电解电容器
US11639292B2 (en) 2020-08-18 2023-05-02 Group14 Technologies, Inc. Particulate composite materials
US11335903B2 (en) 2020-08-18 2022-05-17 Group14 Technologies, Inc. Highly efficient manufacturing of silicon-carbon composites materials comprising ultra low z
US11174167B1 (en) 2020-08-18 2021-11-16 Group14 Technologies, Inc. Silicon carbon composites comprising ultra low Z
MX2022005175A (es) 2021-04-30 2022-11-01 Amrad Mfg Llc Kit de arranque externo para múltiples aplicaciones de reemplazo.

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3586923A (en) * 1968-01-20 1971-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolyte
FR2344135A1 (fr) * 1976-03-09 1977-10-07 Accumulateurs Fixes Generateurs electrochimiques de grande energie specifique
DE2723772A1 (de) * 1977-05-26 1978-12-07 Varta Batterie Galvanisches element mit negativer leichtmetallelektrode und einem wasserfreien organischen elektrolyten
US4477260A (en) * 1982-05-05 1984-10-16 Alfred University Research Foundation, Inc. Process for preparing a carbonaceous slurry
JPH0748464B2 (ja) * 1989-09-12 1995-05-24 いすゞ自動車株式会社 電気二重層コンデンサ
DE69128805T2 (de) * 1990-03-29 1998-05-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Elektrolytischer Doppelschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
JPH08138978A (ja) * 1994-11-02 1996-05-31 Japan Gore Tex Inc 電気二重層コンデンサとその電極の製造方法
KR0147655B1 (ko) * 1995-07-13 1998-08-01 김광호 반도체 장치의 캐패시터 제조방법
RU2084036C1 (ru) * 1995-11-30 1997-07-10 Альфар Интернешнл Лтд. Конденсатор с двойным электрическим слоем
TW317643B (ko) * 1996-02-23 1997-10-11 Handotai Energy Kenkyusho Kk
US6316563B2 (en) * 1997-05-27 2001-11-13 Showa Denko K.K. Thermopolymerizable composition and use thereof
RU2151737C1 (ru) * 1997-05-30 2000-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Карбид" Способ получения пористого углеродного изделия и пористое углеродное изделие, полученное этим способом
US6094338A (en) * 1997-07-09 2000-07-25 Mitsubishi Chemical Corporation Electric double-layer capacitor
EP0933791B1 (en) * 1998-01-30 2006-08-09 Asahi Glass Company Ltd. Electrode for an electric double layer capacitor and process for producing it
RU2145132C1 (ru) * 1998-07-03 2000-01-27 Мирзоев Рустам Аминович Электрохимический конденсатор с комбинированным механизмом накопления заряда
JP3241325B2 (ja) * 1998-07-31 2001-12-25 日本電気株式会社 電気二重層コンデンサ
US6275371B1 (en) * 1998-08-12 2001-08-14 Hitachi Maxwell, Ltd. Electrode material for electrochemical capacitor, electrochemical capacitor comprising the same, and method for the production of the same
DE10006839A1 (de) * 1999-02-17 2000-08-24 Hitachi Maxell Elektrode für einen Kondensator, Verfahren zur deren Herstellung und ein Kondensator
US6277513B1 (en) * 1999-04-12 2001-08-21 General Motors Corporation Layered electrode for electrochemical cells
KR20010082910A (ko) * 2000-02-22 2001-08-31 오승모 무기질 주형 입자를 이용한 나노세공을 가진 탄소재료의제조방법
US6631074B2 (en) * 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325632B1 (ko) * 2012-04-25 2013-11-07 비나텍주식회사 자가충전 복합전지 및 그를 이용한 ｕｓｎ 센서노드 모듈
KR20180127373A (ko) * 2016-03-09 2018-11-28 잽고 엘티디 슈퍼캐패시터에서 아웃게싱을 감소시키는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20030172509A1 (en) 2003-09-18
US20020097549A1 (en) 2002-07-25
US6602742B2 (en) 2003-08-05
WO2002039468A3 (en) 2003-03-06
US20030064565A1 (en) 2003-04-03
WO2002039468A2 (en) 2002-05-16
US6697249B2 (en) 2004-02-24
AU2002214042A1 (en) 2002-05-21
JP2004513529A (ja) 2004-04-30
IL187404A0 (en) 2008-02-09
IL155790A0 (en) 2003-12-23
CN1483212A (zh) 2004-03-17
EP1332504A2 (en) 2003-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20030064783A (ko) 슈퍼커패시터 및 이 슈퍼커패시터를 제조하는 방법
JP3978302B2 (ja) スーパキャパシタ用金属酸化物電極及びその製造方法
JP5276001B2 (ja) エネルギー保存装置用電極
KR100880552B1 (ko) 고용량 전극 활물질, 그 제조방법, 이를 구비한 전극 및에너지 저장 장치
Mao et al. Nickel foam supported hierarchical Co 9 S 8 nanostructures for asymmetric supercapacitors
US8842417B2 (en) High voltage electro-chemical double layer capacitor
EP2172422B1 (en) Process for producing activated carbon for electric double layer capacitor electrode
US9951443B2 (en) Separators, electrodes, half-cells, and cells of electrical energy storage devices
JP2006513969A (ja) 多孔質カーボンの孔特性を変える方法およびその方法で製造された多孔質カーボン材料
WO2010032407A1 (ja) 電気二重層キャパシタ用炭素材およびその製造方法
WO2015031432A1 (en) Edlc electrode and manufacturing process thereof
WO2010020007A1 (en) Nanoporous carbon electrodes and supercapacitors formed therefrom
Berenguer-Murcia et al. Binderless thin films of zeolite-templated carbon electrodes useful for electrochemical microcapacitors with ultrahigh rate performance
Hughes et al. The properties of carbons derived through the electrolytic reduction of molten carbonates under varied conditions: Part I. A study based on step potential electrochemical spectroscopy
EP3025360A1 (en) Electrodes of electrochemical double layer capacitor containing co2 activated coconut char
KR101438065B1 (ko) 하이브리드나노복합체, 상기 복합체 제조방법 및 상기 하이브리드나노복합체를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극
KR100911891B1 (ko) 전기이중층 커패시터용 활성탄소물의 제조방법 및 이에의한 전기이중층 커패시터 전극과 이를 이용한 전기이중층커패시터
JP2005191425A (ja) キャパシタ用電極の製造方法
JP2007153639A (ja) 活性炭前駆体、活性炭およびその製造方法、並びに分極性電極および電気二重層キャパシタ
JP2004031889A (ja) 電気二重層キャパシタ電極用多孔質炭素及びその製造方法
KR100314236B1 (ko) 슈퍼캐패시터용 금속산화물 전극 및 이의 제조방법
JP2006216748A (ja) 電気二重層キャパシタの電極用炭素複合粉及びその製造方法並びに、該炭素複合粉を用いた電気二重層キャパシタ。
KR101072303B1 (ko) 도전성 피복층이 형성된 열분해 탄소물의 제조방법 및 이를 이용한 하이브리드 커패시터
KR20190060582A (ko) 수도커패시터용 음극 활물질의 제조 방법
JP2001302225A (ja) 多孔質炭素材料の製造方法、多孔質炭素材料およびこれを用いた電気二重層キャパシタ

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application