KR20130043934A - 전기 이중층 캐패시터 - Google Patents

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KR20130043934A
KR20130043934A KR1020110108134A KR20110108134A KR20130043934A KR 20130043934 A KR20130043934 A KR 20130043934A KR 1020110108134 A KR1020110108134 A KR 1020110108134A KR 20110108134 A KR20110108134 A KR 20110108134A KR 20130043934 A KR20130043934 A KR 20130043934A
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정창렬
배준희
윤호진
김배균
조영수
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기가 상이하며, 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기는 3~10㎛의 차이를 가지거나; 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재 함량이 서로 상이하며, 상기 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량 차이는 5~25 중량%인 전기 이중층 캐패시터에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 입자 크기가 상이한 전극 활물질을 양극과 음극에 사용하거나, 또는 양극과 음극에 사용하는 도전재의 함량을 상이하게 포함시킴으로써 양극과 음극 간의 저항 차이를 통해 전기이중층 캐패시터 셀의 전위 차를 조절하였다. 따라서, 종래 방식에 비해 용량 감소를 최소화할 수 있으며, 셀의 내전압을 향상시킬 수 있어서 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

전기 이중층 캐패시터{Electric Double Layer Capacitor}
본 발명은 전기 이중층 캐패시터에 관한 것이다.
전자제품 기능의 고급화, 전기자동차, 가정 및 산업용 전자기기에 안정적인 전원공급을 위해 이차전지 및 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC)가 주로 사용되고 있다.
그러나, 이차전지는 EDLC에 비해 전력 밀도가 낮으며, 환경오염을 유발시키고, 짧은 충/방전 사이클, 과충전 및 고온에서 폭발할 수 있는 위험성을 지니고 있다. 따라서 이러한 문제점 해결을 위해 최근에는 에너지 밀도를 향상시킨 고성능 EDLC 개발이 활발히 이루어 지고 있는 실정이다.
최근 EDLC의 응용 분야로는 독립된 전원공급장치가 요구되는 시스템, 순간적으로 발생하는 과부하를 조절하는 시스템 및 에너지 저장장치 등으로 시장이 확대되고 있는 추세이다.
특히, 이차전지에 비해 에너지 입/출력(전력 밀도)이 우수한 점이 부각되어, 순간 정전시 작동하는 보조 전원인 백업(back-up) 전원으로 그 응용이 확대되고 있다.
또한, 충/방전 효율이나 수명이 이차전지보다 우수하며, 사용 가능온도, 전압 범위가 상대적으로 넓고, 유지 보수가 필요 없고, 환경 친화적인 장점을 가지고 있어 이차전지 대체용으로도 검토되고 있는 실정이다.
일반적으로 전기이중층 캐패시터의 경우, 다음 도 1에서와 같이 충/방전시 양극과 음극의 전위가 동일한 것으로 알려져 있으며, 양극의 전위를 조정함으로써 고전압을 얻을 수 있는 것으로 보고되고 있다.
현재 알려진 전기이중층 캐패시터의 전극 전위 조절 방법은 양극과 음극의 무게를 다르게 함으로써, 양극과 음극에 저항의 차이를 두는 것으로 셀의 전압을 높이고 있다.
즉, 다음 도 2에서와 같이, 동일한 전극 활물질을 사용하는 경우에는 양극집전체(11) 상에 양극활물질(12)을 포함하는 양극(10)과 음극집전체(21) 상에 음극 활물질(22)을 포함하는 음극(20)으로 된 전극에서, 상기 양극활물질(12)과 음극활물질(22)의 두께를 조절하는 방법이 있다.
또는, 양극과 음극에 도포되는 활물질의 무게를 조절하여 전극 전위를 조절하기도 한다.
그러나, 현재까지 사용되고 있는 방법으로는 양극과 음극의 전위 차를 효과적으로 조절할 수 없기 때문에, 전기이중층 캐패시터 셀의 전압을 향상시키는 데 한계가 있다.
따라서, 본 발명에서는 고전압의 전기이중층 캐패시터를 제조함에 있어 종래 기술의 문제들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 양극과 음극 간의 전위 차이를 조절하여 셀의 에너지 밀도를 향상시키고, 내전압을 개선시킨 전기 이중층 캐패시터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 전기 이중층 캐패시터는 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기가 상이하며, 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기는 3~10㎛의 차이를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 양극 활물질과 음극 활물질의 D50은 3~20㎛의 범위를 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극 활물질과 상기 음극 활물질은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트, 카본 에어로겔, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 탄소나노섬유(CNF), 활성화 탄소나노섬유(ACNF), 기상성장 탄소섬유(VGCF), 및 그래핀으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 탄소 재료가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질과 양극 활물질은 비표면적 1,500~3,000㎡/g 인 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 이중층 캐패시터는 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재 함량이 서로 상이하며, 상기 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량 차이는 5~25 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량은 양극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재보다 상대적으로 많이 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 도전재는 슈퍼-P(Super-P), 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 및 그라파이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 분말이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 입자 크기가 상이한 전극 활물질을 양극과 음극에 사용하거나, 또는 양극과 음극에 사용하는 도전재의 함량을 상이하게 포함시킴으로써 양극과 음극 간의 저항 차이를 통해 전기이중층 캐패시터 셀의 전위 차를 조절하였다. 따라서, 종래 방식에 비해 용량 감소를 최소화할 수 있으며, 셀의 내전압을 향상시킬 수 있어서 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 전기이중층 캐패시터의 충, 방전에 따른 전위 값의 그래프이고,
도 2는 종래 방식을 이용한 전극의 전위를 조절하는 방법의 일 예이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조를 나타낸 것이다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명은 입자 크기가 상이한 전극 활물질을 양극과 음극에 사용하거나, 또는 양극과 음극에 사용하는 도전재의 함량을 상이하게 포함하는 전기 이중층 캐패시터에 관한 것이다.
구체적으로 살피면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 이중층 캐패시터는 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기가 상이하며, 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기는 3~10㎛의 차이를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 양극 활물질과 음극 활물질의 D50은 3~20㎛의 범위를 가지는 것이 바람직하다.
즉, 양극과 음극의 전극 활물질로 이용되는 물질의 크기 분포를 다르게 함으로써 양극과 음극의 전극 밀도에 차이를 둠으로써 셀의 전위 차를 조절하는 것이다. 이 경우 양극의 전극 밀도가 낮고 음극의 전극 밀도를 높게 하여 음극의 저항을 낮게 유지시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기는 3~10㎛의 차이를 가지도록 설계하는 것이 바람직한데, 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기의 차이가 3 ㎛ 미만인 경우 크기분포 차이가 미미하여 저항의 차이로 인한 셀 내전압을 올릴 수 없는 문제가 있어 바람직하지 못하고, 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기의 차이가 10 ㎛ 를 초과하는 경우 셀 용량이 감소하는 문제가 있어 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 상기 양극 활물질과 상기 음극 활물질은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트, 카본 에어로겔, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 탄소나노섬유(CNF), 활성화 탄소나노섬유(ACNF), 기상성장 탄소섬유(VGCF), 및 그래핀으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 탄소 재료가 바람직하게 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 중에서도, 상기 음극 활물질과 양극 활물질은 비표면적 1,500~3,000㎡/g 인 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.
다음 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극(130)의 일 예를 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 양극집전체(111) 상에 양극활물질(112)을 포함하는 양극(110)과 음극집전체(121) 상에 음극활물질(122)을 도포시킨 음극(120)을 포함한다. 이때, 상기 양극활물질(112)은 크기 분포가 큰 재료들을 사용함으로써 전극 밀도가 높도록 하고, 또한, 음극활물질(122)은 크기 분포가 상기 양극활물질(112)에 비해 상대적으로 작은 재료들을 사용함으로써 전극 밀도가 낮게 하여, 음극의 저항을 낮추었다.
본 발명의 제2실시예에 따른 전기 이중층 캐패시터는 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재 함량을 상이하게 포함시키는 방법으로 양극과 음극 사이의 저항 차이를 이용하여 셀의 내전압을 올릴 수 있게 된다.
이때, 음극에 포함되는 도전재의 함량을 양극에 포함되는 도전재에 비해 상대적으로 높임으로써, 즉, 상기 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량 차이를 5~25 중량%가 되도록 하여 음극의 저항을 낮추었다.
상기 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량 차이가 5 중량% 미만인 경우 양극과 음극의 저항차이가 적어 셀 내전압을 올릴 수 없는 문제가 있어 바람직하지 못하고, 또한, 도전재 함량 차이가 25 중량%를 초과하는 경우 셀의 용량이 감소하는 문제가 있어 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 상기 도전재는 슈퍼-P (Super-P), 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 및 그라파이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 분말이 바람직하다.
본 발명에 따른 전기이중층 캐패시터는 양극집전체에 양극활물질, 도전재, 바인더 등을 포함하는 양극 활물질 슬러리를 도포시킨 양극, 및 음극집전체 상에 도전층을 형성시키고, 상기 도전층 위에 음극활물질, 도전재, 바인더 등을 포함하는 음극 활물질 슬러리를 도포시킨 음극이 분리막으로 절연된 구조로 전해액에 함침되어 있다.
또한, 전극 활물질, 도전재, 및 용매 혼합물을 상기 바인더 수지를 이용하여 시트 형상으로 성형하거나, 압출방식으로 압출된 성형 시트를　집전체에 도전성 접착제를 이용하여 접합할 수도 있다.
본 발명에 따른 양극 집전체로서는 종래 전기이중층 캐패시터나 리튬 이온 전지로 사용되고 있는 재질의 물건을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 탄탈, 및 니오브로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이며, 이중에서 알루미늄이 바람직하다.
상기 양극 집전체의 두께로는 그 두께는 10~40㎛ 정도의 것이 바람직하다. 상기 집전체로서는 상기와 같은 금속의 박(箔)뿐만 아니라, 에칭된 금속박(箔), 혹은 익스팬디드 메탈, 펀칭 메탈, 그물, 발포체 등과 같이 앞뒷면을 관통하는 구멍을 갖춘 것도 무방하다.
또한, 본 발명에 따른 음극 집전체는 종래 전기이중층 캐패시터나 리튬 이온 전지에 사용되고 있는 모든 재질을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 스텐레스, 구리, 니켈, 및 이들의 합금 등을 이용할 수 있고, 이중에서 알루미늄이 바람직하다. 또한, 그 두께는 10~40㎛ 정도의 것이 바람직하다. 상기 집전체로서는 상기와 같은 금속의 박(箔)뿐만 아니라, 에칭된 금속박(箔), 혹은 익스팬디드 메탈, 펀칭 메탈, 그물, 발포체 등과 같이 앞뒷면을 관통하는 구멍을 갖춘 것도 무방하다.
상기 각 전극 활물질과 도전재는 상술한 바와 같다.
상기 바인더 수지의 예를 들면, 폴리테트라플로로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF) 등의 불소계 수지; 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에딜렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 열가소성수지; 카복시메틸셀룰로우즈(CMC) 등의 셀룰로오즈계 수지; 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 등의 고무계 수지 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않으며, 통상의 전기 화학 커패시터에 사용되는 모든 바인더 수지를 사용해도 무방하다.
본 발명에 따른 분리막은 종래 전기이중층 캐패시터나 리튬 이온 전지에 사용되는 모든 재질의 재료를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리 아크릴로니트릴(PAN), 폴리아크릴아미드(PAAm), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리설폰, 폴리에테르술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 셀룰로오스계 고분자, 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자로부터 제조된 미세 다공성 필름을 들 수 있다. 또한, 상기 다공성 필름을 중합시킨 다층 필름도 이용할 수 있으며, 이 중에서 셀룰로오스계 고분자가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 분리막의 두께는 약 15~35㎛가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 전해액은 스파이로계 염, TEABF4, TEMABF4 등의 비리튬염을 포함하거나LiPF6, LiBF4, LiCLO4, LiN(CF3　SO2)2, CF3SO3Li, LiC(SO2CF3)3, LiAsF6　및 LiSbF6　등의 리튬염을 포함하는 유기 전해액 혹은 이들의 혼합 모두 사용 가능하다. 상기 용매로는 아크릴로니트릴계의 용매, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 설포란 및 디메톡시에탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이것들의 용질과 용매를 조합시킨 전해액은 내전압이 높고 전기전도도가 높다. 전해액 속의 전해질의 농도는 0.1~2.5mol/L의 범위, 특히 0.5~2mol/L의 범위가 바람직하다.
본 발명의 전기 화학 캐패시터의 케이스(외장재)로는, 이차 전지 및 전기이중층 캐패시터에 통상적으로 사용되는 알루미늄을 포함하는 라미네이트 필름을 사용하는 것이 바람직하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나, 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
실시예 1
1)음극 제조
수증기 부활 처리된 활성탄(D50=6㎛, 비표면적 1800㎡/g) 123g, 도전재 Super-P 15g, 바인더로써 카복시메틸셀룰로우즈(CMC) 3.8g, 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 5.3g, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 2.2g을 물 473g 에 혼합 및 교반시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
두께 20㎛의 알루미늄 집전체 위에 상기 음극 활물질 슬러리를 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 도포하고, 임시　건조한 후, 전극 사이즈가 50mm×100mm이 되게 절단하였다. 전극의 단면 두께는 60㎛이었다. 셀의 조립　전에, 120℃의 진공 상태에서 48시간 동안 건조시켰다.
2)양극 제조
알칼리 부활 처리된 활성탄(D50=10㎛, 비표면적 2200㎡/g) 123g, 도전재 Super-P 15g, 바인더로써 카복시메틸셀룰로우즈(CMC) 3.8g, 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 5.3g, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 2.2g을 물 473g 에 혼합 및 교반시켜 양극 활물질 슬러리를 제조하였다.
두께 20㎛의 알루미늄 에칭박 위에, 상기 양극 활물질 슬러리를 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 도포하고, 임시　건조한 후, 전극 사이즈가 50mm×100mm이 되게 절단하였다. 전극의 단면 두께는 60㎛이었다. 셀의 조립　전에, 120℃의 진공 상태에서 48시간 동안 건조시켰다.
　
3)전해액 제조
아크릴로니트릴계의 용매에, 스파이로계 염　1.3몰/리터의 농도가 되게 용해시켜 전해액을 조제했다.
4) 전기이중층 캐패시터 셀의 조립
상기의 제조된　전극(양극, 음극)을 이용하고, 그 사이에 세퍼레이터(TF4035 from NKK, 셀룰로오스계 분리막)를　삽입하고, 전해액을 함침시켜 라미네이트 필름 케이스에 넣어서 밀봉했다.
실시예 2
1)음극 제조
수증기 부활 처리된 활성탄(비표면적 1800㎡/g) 123g, 도전재 Super-P 15g, 바인더로써 카복시메틸셀룰로우즈(CMC) 3.8g, 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 5.3g, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 2.2g을 물 473g 에 혼합 및 교반시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
두께 20㎛의 알루미늄 집전체 위에 상기 음극 활물질 슬러리를 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 도포하고, 임시　건조한 후, 전극 사이즈가 50mm×100mm이 되게 절단하였다. 전극의 단면 두께는 60㎛이었다. 셀의 조립　전에, 120℃의 진공 상태에서 48시간 동안 건조시켰다.
2)양극 제조
수증기 부활 처리된 활성탄(비표면적 1800㎡/g) 131g, 도전재 Super-P 7.5g, 바인더로써 CMC 3.8g, SBR 5.3g, PTFE 2.2g을 물 473g 에 혼합 및 교반시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.
두께 20㎛의 알루미늄 에칭박 위에, 상기 양극 활물질 슬러리를 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 도포하고, 임시　건조한 후, 전극 사이즈가 50mm×100mm이 되게 절단하였다. 전극의 단면 두께는 60㎛이었다. 셀의 조립　전에, 120℃의 진공 상태에서 48시간 동안 건조시켰다.
3)전해액 제조
아크릴로니트릴계의 용매에, 스파이로계 염　1.3몰/리터의 농도가 되게 용해시켜 전해액을 조제했다.
4) 전기이중층 캐패시터 셀의 조립
상기의 제조된　전극(양극, 음극)을 이용하고, 그 사이에 세퍼레이터(TF4035 from NKK, 셀룰로오스계 분리막)를　삽입하고, 전해액을 함침시켜 라미네이트 필름 케이스에 넣어서 밀봉했다.
비교예 1
수증기 부활 처리된 활성탄(비표면적 1800㎡/g) 123g, 도전재 Super-P 15g, 바인더로써 카복시메틸셀룰로우즈(CMC) 3.8g, 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 5.3g, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 2.2g을 물 473g에 혼합 및 교반시켜 제조된 활물질 슬러리를 사용하여 양극과 음극 집전체에 도포시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 전기 이중층 캐패시터를 제조하였다.
실험예 : 전기 화학 캐패시터 셀의 용량 및 저항 평가
상기 실시예 1~2와 비교예 1에 따라 제조된 전기 이중층 캐패시터 셀을 25℃의 항온 조건에서, 정전류-정전압으로 1mA/㎠의 전류밀도로 2.5V까지 충전하고, 30분간 유지한 다음 다시 1mA/㎠의 정전류로 3회 방전시켜 마지막 사이클의 용량을 측정하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
또한, 각 셀의 저항특성은 ampere-ohm meter와 impedance spectroscopy로 측정하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
구분 초기 용량 특성(F) 저항 특성(AC ESR, mΩ)
비교예 1 1062 0.394
실시예 1 1042 0.359
실시예 2 1098 0.437
상기 표 1의 결과에서와 같이, 양극과 음극에 포함되는 전극 활물질의 크기 분포를 다르게 함으로써 동일한 함량의 활물질과 도전재를 포함하는 비교예 1에 따른 전극에 비해 약 10%의 저항감소가 있었으며, 또한 도전재의 함량을 다르게 함으로써 저항을 높일 수 있었다. 이를 이용하여 양극과 음극의 저항 차이를 주어 셀의 전위차를 조정함으로써 내전압을 향상시켜 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
11, 111 : 양극집전체
12, 112 : 양극활물질
10, 110 : 양극
21, 121 : 음극집전체
22, 122 : 음극활물질
20, 20 : 음극
30, 130 : 전극

Claims (9)

  1. 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기가 상이하며,
    상기 양극 활물질과 음극 활물질의 입자 크기는 3~10㎛의 차이를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 캐패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질과 음극 활물질의 D50은 각각 3~20㎛의 범위를 가지는 것인 전기 이중층 캐패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질과 상기 음극 활물질은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트, 카본 에어로겔, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 탄소나노섬유(CNF), 활성화 탄소나노섬유(ACNF), 기상성장 탄소섬유(VGCF), 및 그래핀으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 탄소 재료인 전기 이중층 캐패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질과 상기 음극 활물질은 비표면적 1,500~3,000 ㎡/g 인 활성탄인 전기 이중층 캐패시터.
  5. 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재 함량이 서로 상이하며,
    상기 양극과 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량 차이는 5~25 중량%인 전기 이중층 캐패시터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 음극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재의 함량은 상기 양극의 전극 활물질 조성에 포함되는 도전재보다 상대적으로 많은 것인 전기 이중층 캐패시터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 도전재는 슈퍼-P(Super-P), 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 및 그라파이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 분말인 전기 이중층 캐패시터.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 양극 활물질과 상기 음극 활물질은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트, 카본 에어로겔, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 탄소나노섬유(CNF), 활성화 탄소나노섬유(ACNF), 기상성장 탄소섬유(VGCF), 및 그래핀으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 탄소 재료인 전기 이중층 캐패시터.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 음극 활물질과 양극 활물질은 비표면적 1,500~3,000 ㎡/g 인 활성탄인 전기 이중층 캐패시터.
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