KR20130101652A - Electrolyte having improved charge and discharge, and capacitor comprising the same - Google Patents

Electrolyte having improved charge and discharge, and capacitor comprising the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An electrolyte and a capacitor using the same are provided to be used for a super capacitor by increasing a withstand voltage characteristic, thereby being used for various industry fields. CONSTITUTION: An electrolyte includes a compound which is selected one among chemical formulas of 12. A high effective charging/discharging characteristic of the electrolyte is improved.

Description

고율충방전 특성이 향상된 전해질 및 이를 포함하는 캐패시터 {Electrolyte having improved charge and discharge, and capacitor comprising the same}Electrolyte having improved high rate charge and discharge characteristics and a capacitor comprising the same {Electrolyte having improved charge and discharge, and capacitor comprising the same}

본 발명은 고율충방전 특성이 향상된 캐피시터용 전해질 및 이를 포함한 캐패시터에 관한 것으로 보다 상세하게는 슈퍼캐패시터, 리튬이온 캐패시터 등과 같은 전기화학 캐패시터의 충방전시 불필요한 과전압을 방지하여 캐패시터의 고율충방전 특성을 향상시킬 수 있는 캐패시터용 전해질 및 이를 포함한 캐패시터에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte for a capacitor having a high rate charging and discharging characteristic and a capacitor including the same, and more particularly, to prevent unnecessary overvoltage during charging and discharging of an electrochemical capacitor such as a supercapacitor, a lithium ion capacitor, and the like. It relates to an electrolyte for a capacitor and a capacitor including the same that can be improved.

일반적으로, 전기화학적 에너지 저장장치는 모든 휴대용 정보통신기기, 전자기기에 필수적으로 사용되는 완제품 기기의 핵심부품이다. 또한, 전기화학적 에너지 저장장치는 미래형 전기자동차 및 휴대용 전자장치등에 적용될 수 있는 신재생 에너지 분야의 고품질 에너지원으로써 확실하게 사용될 것이다.In general, electrochemical energy storage devices are a key component of finished devices essential for all portable information and communication devices and electronic devices. In addition, electrochemical energy storage devices will be reliably used as high quality energy sources in the renewable energy field that can be applied to future electric vehicles and portable electronic devices.

전기화학적 에너지 저장장치 중 전기화학 캐패시터는 전기이중층 원리를 이용하는 전기이중층 캐패시터 (Electrical double layer)와 전기화학적 산환-환원 반응을 이용하는 하이브리드 슈퍼 캐패시터(Hybrid supercapacitor)로 구분될 수 있다.The electrochemical capacitors of the electrochemical energy storage device may be classified into an electric double layer using an electric double layer principle and a hybrid supercapacitor using an electrochemical conversion-reduction reaction.

여기서, 전기이중층 캐패시터는 고출력 에너지 특성을 필요로 하는 분야에서 많이 사용되고 있으나, 전기이중층 캐패시터는 작은 용량에 사용되는 단점을 가지고 있다. 이에 비해 하이브리드 슈퍼 캐패시터는 전기이중층 캐패시터의 용량 특성을 개선할 새로운 대안으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 하이브리드 슈퍼 캐패시터 중 리튬이온 캐패시터는 전기이중층 캐패시터에 비해 3 내지 4배 정도의 축적용량을 가질 수 있다.Here, the electric double layer capacitor is used in many fields that require high output energy characteristics, but the electric double layer capacitor has a disadvantage of being used for a small capacity. In comparison, hybrid supercapacitors are being researched as a new alternative to improve the capacity characteristics of electric double layer capacitors. In particular, the lithium ion capacitor of the hybrid supercapacitor may have an accumulation capacity of about 3 to 4 times that of the electric double layer capacitor.

고용량 캐패시터에서 사용되는 전해질은 수계 전해질, 비수계 전해질 및 고체 전해질로 분류가 된다. 이 중 수계 전해질은 전도도가 커 기본 셀의 내부저항을 줄일 수 있으나 사용전압이 낮아 캐패시터의 에너지 밀도가 낮다.The electrolytes used in high capacity capacitors are classified into aqueous electrolytes, non-aqueous electrolytes and solid electrolytes. Among them, the aqueous electrolyte has a high conductivity to reduce the internal resistance of the basic cell, but the energy density of the capacitor is low due to the low operating voltage.

한편 비수계 전해질은 일반적으로 수계 전해질 보다 점도가 높고, 1/10~ 1/100 배 정도 낮은 전도도를 갖는다. 따라서 비수계 전해질을 사용하는 경우 내부저항이 커져서 출력 특성이 수계 전해질보다 좋지 못한 단점이 있다. 그러나 비수계 전해질의 경우, 적용 가능한 전위차가 높아 사용전압의 제곱에 비례하는 캐패시터의 에너지 밀도를 크게 높일 수 있고 사용가능한 온도 범위가 넓으며, 고내압화, 소형화 등이 가능하다는 장점이 있어 최근 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, non-aqueous electrolytes generally have a higher viscosity than aqueous electrolytes and have a conductivity of about 1/10 to 1/100 times lower. Therefore, when the non-aqueous electrolyte is used, the output resistance is worse than that of the aqueous electrolyte due to the increased internal resistance. However, in the case of the non-aqueous electrolyte, the potential difference is high, and the energy density of the capacitor which is proportional to the square of the voltage used can be greatly increased, the usable temperature range is wide, and the high pressure resistance and miniaturization can be achieved. Research is actively underway.

리튬이온 캐패시터는 충전시 양극(활성탄)에서 캐패시터 전극의 특징으로 산화되며, 이때 전해질에 있는 음이온이 양극에 흡착되어 안정한 전압을 유지하게 된다. 한편 충전시 음극(graphite)에서는 리튬이차전지의 음극에서와 같이 리튬이온이 삽입되어 안정된 음극으로서 작용하게 된다. 이때 리튬이온 캐패시터의 충전전압을 과전압 발생없이 안정적으로 유지시켜 주는 역할을 하는 것이 전해질에 녹아 있는 전해염이다.Li-ion capacitor is oxidized as a feature of the capacitor electrode in the positive electrode (active carbon) during charging, at which time the negative ions in the electrolyte is adsorbed on the positive electrode to maintain a stable voltage. On the other hand, when charging, the negative electrode (graphite) acts as a stable negative electrode by inserting lithium ions as in the negative electrode of the lithium secondary battery. At this time, the electrolytic salt dissolved in the electrolyte plays a role of stably maintaining the charging voltage of the lithium ion capacitor without generating an overvoltage.

이때, 리튬이온 캐패시터에서 음이온의 전자밀도가 너무 작은 전해염을 사용할 경우, 고율충전시 충전용량을 제대로 잡아 줄 수 없기 때문에 과전압이 걸리게 된다. 한편 전자밀도가 큰 음이온일수록 충전시 리튬이온 캐패시터의 산화전극에 강하게 흡착되어 고율 방전시 과전압을 만들어 낼 가능성이 매우 크다.In this case, when using an electrolytic salt having an electron density of anion too small in a lithium ion capacitor, an overvoltage is applied because the charging capacity cannot be properly grasped during high rate charging. On the other hand, the higher the electron density of the anion, the more strongly it is strongly adsorbed to the anode of the lithium ion capacitor during charging, the possibility of generating overvoltage during high rate discharge.

즉, 전자밀도가 큰 음이온을 전해질염으로 사용할 경우, 저율 충방전시 고용량을 구현시킬 수 있다. 그러나 이러한 음이온은 극판과 강하게 흡착되어 있기 때문에, 극판으로부터 탈리되기 어렵게 된다. 따라서 전자밀도가 큰 음이온을 사용한 전해질 조건에서는 고율방전시에도 과전압이 걸리게 되어 용량감소를 초래하게 된다. That is, when an anion having a large electron density is used as an electrolyte salt, high capacity may be realized at low rate charge and discharge. However, since these anions are strongly adsorbed with the electrode plate, it is difficult to detach them from the electrode plate. Therefore, in an electrolyte condition using an anion having a large electron density, an overvoltage is applied even at high rate discharge, resulting in a decrease in capacity.

따라서, 전자밀도가 큰 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시켜 고율에서도 고용량의 캐패시터를 구현할 수 있는 캐패시터의 개발이 요구되었다.Therefore, the development of a capacitor capable of realizing a high capacity capacitor even at a high rate by suppressing strong adsorption of anion with a large electron density is required.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 초고용량 캐패시터에 사용시 내전압 특성이 증가되는 캐패시터를 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a capacitor in which the withstand voltage characteristic is increased when used in an ultra high capacity capacitor.

본 발명의 다른 목적은 전자밀도가 큰 음이온을 전해질염으로 사용하더라도 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시키는 전해질 및 이를 포함하는 캐패시터를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide an electrolyte and a capacitor including the same which inhibit anion from being strongly adsorbed with an electrode even when an anion having a large electron density is used as an electrolyte salt.

본 발명의 또 다른 목적은 고율 충방전시에도 과전압이 걸리지 않게 되어 고용량의 캐패시터를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a capacitor of high capacity since no overvoltage is applied even at high rate charge / discharge.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1 내지 화학식 12 중에서 1이상 포함된 화합물을 포함하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electrolyte having improved high rate charge / discharge characteristics including a compound included in at least one of the following Chemical Formulas 1 to 12:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
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[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
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[화학식 3](3)

Figure pat00003
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[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00004
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[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00005
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[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00006
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[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00007
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[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00008
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[화학식 9][Chemical Formula 9]

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[화학식 10][Formula 10]

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[화학식 11][Formula 11]

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[화학식 12][Chemical Formula 12]

Figure pat00012
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또한 본 발명은 상기 화합물이 전해질 100중량부에 대하여 0.5 ~ 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an electrolyte with improved high rate charge and discharge characteristics, characterized in that the compound comprises 0.5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.

또한 본 발명은 전해질은 상기 화합물, 전해염 및 비수계 유기용매를 포함하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an electrolyte with improved high rate charge and discharge characteristics, including the compound, an electrolytic salt and a non-aqueous organic solvent.

또한 본 발명은 상기 전해염은 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI 으로 이루어진 군에서 1 이상 혼합한 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질을 제공한다.In addition, the present invention, the electrolytic salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiTFSI, LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x +1 SO 2 ) (C y F 2y +1 SO 2 ) (where x, y is a natural number), LiCl, LiI, characterized in that the mixture of at least one It provides an electrolyte with improved high rate charge and discharge characteristics.

또한 본 발명은 상기 비수계 유기용매는 에틸렌 카본네이트(EC), 프로필렌 카본네이트(PC), 디메틸 카본네이트(DMC), 디에틸 카본네이트(DEC), 에틸메틸 카본 네이트(EMC), 1,2-디메톡시에텐(DME), γ-부티로락톤(BL), 테트라하이드로퓨란(THF), 1,3-디옥솔레인(DOL), 디에틸이써(DEE), 메틸 포르메이트(MF), 메틸프로피오네이트(MP), 술폴레인(S), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 아세토니트릴(AN)로 이루어진 군에서 1이상 혼합한 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질을 제공한다.In the present invention, the non-aqueous organic solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), 1,2 -Dimethoxyethene (DME), γ-butyrolactone (BL), tetrahydrofuran (THF), 1,3-dioxolane (DOL), diethylether (DEE), methyl formate (MF) It provides an improved electrolyte with high rate charging and discharging characteristics, characterized in that at least one mixture of methyl propionate (MP), sulfolane (S), dimethyl sulfoxide (DMSO) and acetonitrile (AN).

또한 본 발명은 상기 전해질을 포함하는 캐패시터를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a capacitor comprising the electrolyte.

또한 본 발명은 상기 캐패시터는 전극도포공정, 감압함침공정, 전지조립공정, 전해질 주입공정 및 초기충전공정으로 제조된 것을 특징으로 하는 캐패시터를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a capacitor, characterized in that the capacitor is manufactured by the electrode coating process, the pressure reduction impregnation process, the battery assembly process, the electrolyte injection process and the initial charging process.

본 발명에 따른 전해질은 전도도가 우수하고, 초고용량 캐패시터에 사용시 내전압 특성이 크게 증가될 수 있다.The electrolyte according to the present invention has excellent conductivity, and when used in an ultra high capacity capacitor, the breakdown voltage characteristic can be greatly increased.

또한 본 발명에 따른 전해질은 고온에서도 가스 발생이 적어 소형 전자기기로부터 대형 자동차 용도까지 광범위한 산업 분야에 사용이 가능하다.In addition, the electrolyte according to the present invention can be used in a wide range of industrial fields from small electronic devices to large automotive applications due to low gas generation even at high temperatures.

또한 본 발명에 따른 전해질을 이용하여 캐패시터를 제조하는 경우, 전자밀도가 큰 음이온을 전해질염으로 사용하더라도 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시키는 효과가 있다.In addition, in the case of manufacturing a capacitor using the electrolyte according to the present invention, even if an anion having a large electron density is used as the electrolyte salt, there is an effect of suppressing the strong adsorption of the anion with the electrode.

또한 본 발명에 따른 캐패시터는 고율 충방전시에도 과전압이 걸리지 않게 되어 고용량의 캐패시터를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the capacitor according to the present invention does not take an overvoltage even at high rate charging and discharging, so that a capacitor having a high capacity can be realized.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used herein are intended to be taken to mean an approximation to or in the numerical value of the manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

본 발명자들은 전자밀도가 큰 음이온을 사용한 전해질 조건하에서 용량감소 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있는 극성이 비교적 낮은 유기용매를 개발하여 리튬이온 캐패시터 등과 같은 전기화학 캐패시터의 전해질에 첨가할 경우, 전자밀도가 큰 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시켜 고율에서도 고용량의 캐패시터를 구현할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다.
The present inventors have developed an organic solvent having a relatively low polarity which can prevent the capacity decrease from occurring under electrolyte conditions using an anion having a large electron density, and when added to an electrolyte of an electrochemical capacitor such as a lithium ion capacitor, the electron density is high. The present invention has been completed by focusing on the fact that large anions are prevented from being strongly adsorbed with the electrode, thereby realizing a high capacity capacitor even at a high rate.

본 발명은 아래의 화학식 1 내지 화학식 12 중 1이상 선택된 화합물을 포함하는 전해질 및 이를 포함하는 캐패시터로 이루어진 것이 특징이다.The present invention is characterized by consisting of an electrolyte comprising a compound selected from one or more of the following Chemical Formulas 1 to 12 and a capacitor comprising the same.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00013
Figure pat00013

화학식 1에서 n이 1보다 작은 경우에는 비점이 낮아 흡착공정에서 휘발뒬 수 있기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, 8보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
When n is smaller than 1 in Chemical Formula 1, the boiling point is low, so that it may be volatilized in the adsorption process, and thus, practical application is difficult. If the value is larger than 8, the electron density of the compound is too low. You can't keep it stable.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00014
Figure pat00014

화학식 2에서 n이 1보다 작은 경우에는 비점이 낮아 흡착공정에서 휘발뒬 수 있기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, 8보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
When n is less than 1 in Formula 2, the boiling point is low, so that it may be volatilized in the adsorption process, and thus practical application is difficult. When the value is larger than 8, the electron density of the compound is too low. You can't keep it stable.

[화학식 3](3)

Figure pat00015
Figure pat00015

화학식 3에서 R이 C2보다 작은 경우에는 비점이 낮아 흡착공정에서 휘발뒬 수 있기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, C8보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In the formula (3), when R is smaller than C2, the boiling point is low, so that it may be volatilized in the adsorption process, and thus practical application is difficult. When the value is larger than C8, the electron density of the compound is too low. You can't keep it stable.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00016
Figure pat00016

화학식 4에서 R이 C2보다 작은 경우에는 비점이 낮아 흡착공정에서 휘발뒬 수 있기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, C8보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In Formula 4, when R is smaller than C2, the boiling point is low, so that it may be volatilized in the adsorption process, and thus, practical application is difficult. In the case of larger than C8, the electron density of the compound is too low. You can't keep it stable.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00017
Figure pat00017

화학식 5에서 R1, R2가 C1보다 작은 경우에는 -OH기에 의해 전지성능의 악화를 초래하게 되기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, C6보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In formula (5), when R1 and R2 are smaller than C1, practical application occurs because of deterioration of battery performance by -OH group, and when C1 is larger than C6, the electron density of the compound is too low, so the capacitor is charged. The voltage of the electrode cannot be kept stable.

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00018
Figure pat00018

화학식 6에서 R이 C2보다 작은 경우에는 -OH기에 의해 전지성능의 악화를 초래하게 되기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, C10보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In Formula 6, when R is smaller than C2, practical application occurs because of deterioration of battery performance due to -OH group, and when C is larger than C10, the electron density of the compound is too low. It can't keep the voltage stable.

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00019
Figure pat00019

화학식 7에서 R1, R2가 C2보다 작은 경우에는 -OH기에 의해 전지성능의 악화를 초래하게 되기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, C10보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In the formula (7), when R1, R2 is smaller than C2, it is difficult to apply practically because it leads to deterioration of battery performance by -OH group, and when larger than C10, the electron density of the compound is too low, so the capacitor during charging The voltage of the electrode cannot be kept stable.

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00020
Figure pat00020

화학식 8에서 R이 C7보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In Formula 8, when R is greater than C7, the electron density of the compound is too low, and thus the voltage of the capacitor electrode cannot be stably maintained during charging.

[화학식 9][Chemical Formula 9]

Figure pat00021
Figure pat00021

화학식 9에서 R이 C7보다 큰 경우에는 화합물의 전자밀도가 너무 낮아지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 줄 수 없다.
In Formula 9, when R is greater than C7, the electron density of the compound is too low, and thus the voltage of the capacitor electrode cannot be stably maintained during charging.

[화학식 10][Formula 10]

Figure pat00022
Figure pat00022

화학식 10에서 n이 1보다 작은 경우에는 -OH기에 의해 전지성능의 악화를 초래하게 되기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, 30보다 큰 경우에는 화합물의 크기가 너무 커지기 때문에 캐패시터 전극의 나노포어속으로 화합물이 함침되기 어려워지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 주는 효과를 기대하기 어렵게 된다.
When n is less than 1 in Formula 10, it is difficult to apply practically because it causes deterioration of battery performance by -OH group, and when greater than 30, the size of the compound is too large, so that the nanopore of the capacitor electrode As the compound becomes difficult to be impregnated, it is difficult to expect the effect of keeping the voltage of the capacitor electrode stable during charging.

[화학식 11][Formula 11]

Figure pat00023
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화학식 11에서 n이 1보다 작은 경우에는 -OH기에 의해 전지성능의 악화를 초래하게 되기 때문에 실질적 적용에 어려움이 발생하게 되며, 30보다 큰 경우에는 화합물의 크기가 너무 커지기 때문에 캐패시터 전극의 나노포어속으로 화합물이 함침되기 어려워지기 때문에 충전시 캐패시터 전극의 전압을 안정적으로 유지시켜 주는 효과를 기대하기 어렵게 된다.
When n is less than 1 in Formula 11, it is difficult to apply practically because of deterioration of battery performance due to -OH group, and when larger than 30, the size of the compound is too large. As the compound becomes difficult to be impregnated, it is difficult to expect the effect of keeping the voltage of the capacitor electrode stable during charging.

[화학식 12][Chemical Formula 12]

Figure pat00024
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상기 화학식 1 ~ 화학식 12는 모노머 또는 폴리머로서 상기 화학식들이 포함된 전해질은 전자밀도가 큰 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시켜 고율에서도 고용량의 캐패시터를 구현할 수 있다.Chemical Formulas 1 to 12 are monomers or polymers, and the electrolyte including the chemical formulas may prevent a high electron density anion from being strongly adsorbed with the electrode, thereby realizing a capacitor having a high capacity even at a high rate.

보다 구체적으로 설명하면, 상기의 화학식 1 ~ 화학식 12을 포함하는 화합물들은 한쪽 말단이 아크릴기를 갖고 있어서 전지 내에서 간단한 가열조건에 의해 폴리머화 시키기 쉬운 구조로 이루어져 있다. 또한, 다른 말단은 전자밀도가 높은 CN, NCO, F, Cl 등으로 이루어져 있다. 따라서, 나노크기의 포어(pore) 사이에서 음이온과 양이온의 이동속도를 더욱 향상시킬 수 있는 역할을 할 수 있다.
More specifically, the compounds containing Formulas 1 to 12 have an acryl group at one end thereof, and thus have a structure that is easily polymerized by simple heating conditions in a battery. In addition, the other terminal consists of CN, NCO, F, Cl, etc. with high electron density. Therefore, the nano-size pores (pore) may play a role that can further improve the moving speed of the anion and cation.

상기 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 0.5 ~ 70 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.The compound preferably contains 0.5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.

상기 범위내에서는 커패시터 전극을 충방전 시킬 때 음이온이 활성탄 전극의 나노 기공으로 흡탈착 속도를 증진시켜, 커패시터의 고율특성을 향상시킬 수가 있다. 상기 화합물이 0.5중량부 보다 적은 양을 사용할 경우, 높은 전지밀도를 지닌 음이온의 탈삽입 속도 향상에 큰 효과를 기대하기 어려우며, 70중량부 보다 많은 양을 사용할 경우에는 낮은 전자 밀도를 지닌 음이온에 대한 용량 저하를 유발시킬 수 있기 때문에 유용한 효과를 기대하기 어렵다.
Within the above range, when charging and discharging the capacitor electrode, the negative ions increase the adsorption and desorption rate to the nano pores of the activated carbon electrode, thereby improving the high rate characteristic of the capacitor. When the compound is used in an amount less than 0.5 parts by weight, it is difficult to expect a great effect in improving the desorption rate of the anion having a high cell density, and when the amount is larger than 70 parts by weight for the anion having a low electron density It is difficult to expect a useful effect because it can cause a decrease in dose.

본 발명에 따른 전해질은 슈퍼캐패시터, 리튬이온캐패시터 등의 전기화학 캐패시터에 활용될 수 있는 데, 상기 전해질은 캐패시터를 제조할 경우, 상기 화학식 1 내지 화학식 12 중 1이상 선택된 화합물, 전해염 및 비수계 유기용매로 이루어질 수 있다.The electrolyte according to the present invention can be utilized in electrochemical capacitors such as supercapacitors, lithium ion capacitors, and the like, when the capacitor is prepared, the at least one compound selected from Chemical Formulas 1 to 12, an electrolytic salt, and a non-aqueous system It may consist of an organic solvent.

또한, 리튬이온 캐패시터 제조시에 사용될 수 있는 전해염으로는 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI 등으로 이루어진 군에서 1 이상 혼합하여 리튬이온 캐패시터용 전해질로 사용할 수 있다.In addition, the electrolytic salts that may be used in the production of lithium ion capacitors include LiPF 6 , LiBF 4 , LiTFSI, LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x +1 SO 2 ) (C y F 2y +1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, LiI, etc. It can be used as an electrolyte for lithium ion capacitors by mixing at least one group.

또한, 비수계 유기용매는 에틸렌 카본네이트(EC), 프로필렌 카본네이트(PC), 디메틸 카본네이트(DMC), 디에틸 카본네이트(DEC), 에틸메틸 카본 네이트(EMC), 1,2-디메톡시에텐(DME), γ-부티로락톤(BL), 테트라하이드로퓨란(THF), 1,3-디옥솔레인(DOL), 디에틸이써(DEE), 메틸 포르메이트(MF), 메틸프로피오네이트(MP), 술폴레인(S), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 아세토니트릴(AN) 등으로 이루어진 군에서 1이상 혼합하여 전해질로 사용할 수 있다.
In addition, the non-aqueous organic solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), 1,2-dimethoxy Ethene (DME), γ-butyrolactone (BL), tetrahydrofuran (THF), 1,3-dioxolane (DOL), diethylether (DEE), methyl formate (MF), methylpro Pioneate (MP), sulfolane (S), dimethyl sulfoxide (DMSO) and acetonitrile (AN), etc. can be used as an electrolyte by mixing at least one.

상기와 같은 전해질을 이용하여 캐패시터를 제조하는 경우, 전자밀도가 큰 음이온을 전해질염으로 사용하더라도 음이온이 전극과 강하게 흡착되는 것을 억제시키는 효과가 있다. 따라서, 고율 충방전시에도 과전압이 걸리지 않게 되어 고용량의 캐패시터를 구현할 수 있다.
When the capacitor is manufactured using the electrolyte as described above, even if an anion having a large electron density is used as the electrolyte salt, there is an effect of suppressing the strong adsorption of the anion with the electrode. Therefore, overvoltage is not applied even at high rate charging and discharging, so that a capacitor having a high capacity can be realized.

한편, 본 발명에 따른 캐패시터는 양극, 음극, 세퍼레이터 및 상술한 전해질을 포함하는 캐패시터를 제공한다.On the other hand, the capacitor according to the present invention provides a capacitor including the positive electrode, the negative electrode, the separator and the electrolyte described above.

상기 양극의 전극 합재로는 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하여 구성되며, 음극의 전극 합재로는 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하여 구성된다.The electrode mixture of the positive electrode includes a positive electrode active material, a conductive material and a binder, and the electrode mixture of the negative electrode includes a negative electrode active material, a conductive material and a binder.

상기 양극 활물질로는 이중층 용량을 가지는 모든 탄소 재료가 가능하고, 활성탄, 천연섬유, 비정질 카본, 플라렌(fullerene), 나노 튜브 및 그래핀 (graphene) 등으로 이루어진 군에서 1 이상 사용할 수 있으며, 특별히 그 종류에 제한되지 않지만 비표면적이 크고 값싼 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.The cathode active material may be any carbon material having a double layer capacity, and may be used in the group consisting of activated carbon, natural fiber, amorphous carbon, fullerene, nanotube, graphene, and the like. Although it is not limited to the kind, it is preferable to use activated carbon with a large specific surface area and cheap.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온과 흡착과 탈리가 가능한 모든 탄소 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 천연흑연, 인조흑연, 혼연화 메소카본, 혼연화 탄소섬유, 코코스, 피치 등을 열처리한 탄소재료, 하드카본, 소프트 카본 등을 이용할 수 있다.As the negative electrode active material, any carbon material capable of adsorption and desorption with lithium ions may be used, and for example, natural graphite, artificial graphite, mixed mesocarbon, mixed carbon fiber, cocos, carbon material heat treated, etc. , Hard carbon, soft carbon and the like can be used.

상기 도전재로서는 구체적으로 그래파이트, 카본블랙, 아세틸렌 블랙을, 케첸 블랙 등을 이용할 수 있다. Specifically as the conductive material, graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, or the like can be used.

상기 바인더로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 방향족 폴리아미드, 셀롤로오스, 스타이렌-부타다이엔 고무 등을 사용할 수 있으며, 전해액에 대하여 안정적인 재료라면 크게 제한되지 않는다.As the binder, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, aromatic polyamide, cellulose, styrene-butadiene rubber, or the like may be used, and the material is not particularly limited as long as it is a stable material for electrolyte.

또한, 상기 세퍼레이트는 양극과 음극 사이에 위치하여 두 극판 활물질의 접촉에 의한 단락을 방지하고 전지반응에 필요한 전해액을 보유, 유지한다. 상기 세퍼레이트로는 절연성이 있으며 비수전해액을 침투시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구체적인 예로는 폴리에틸렌, 비닐론, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리에틸렌 등의 소재로 공극 또는 기공을 가지는 다공질 재료이면 사용가능하다.
In addition, the separator is located between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit caused by the contact between the two electrode plate active material and to hold and maintain the electrolyte solution required for the battery reaction. The separator is not particularly limited as long as it is insulating and can penetrate the nonaqueous electrolyte. Specific examples thereof include polyethylene, vinylon, polyamide, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene, and other porous materials having pores or pores.

한편, 선택적으로 상기 캐패시터의 제조는 전극도포공정, 감압함침공정, 전지조립공정, 전해질 주입공정 및 초기충전공정을 포함하여 제조될 수 있다.On the other hand, optionally, the capacitor may be manufactured including an electrode coating process, a pressure reduction impregnation process, a battery assembly process, an electrolyte injection process, and an initial charging process.

전극도포공정은 캐패시터 전극의 양극, 음극에서 나노크기의 포어(pore)에 이온의 이동이 자유롭게 될 수 있도록 조력하는 물질을 도포할 수 있다.The electrode coating process may apply a material to assist the movement of ions to be free from the anode and the cathode of the capacitor electrode to the nano-sized pores (pore).

상기 물질은 상기에서 설명한 화학식 1 ~ 화학식 12로 이루어진 군에서 1이상 포함된 화합물을 도포한다.The material is applied to the compound containing at least one in the group consisting of Formula 1 to Formula 12 described above.

다음으로 상기 도포된 음극 및 양극을 감압함침공정을 거친다.Next, the coated negative electrode and the positive electrode undergo a reduced pressure impregnation process.

상기 감압함침 공정은 양극 및 음극에 도포된 물질(화학식 1 ~ 화학식 12로 이루어진 군에서 1이상 포함된 화합물)이 감압상태에서 휘발되지 않는 범위내에서 감압 및 온도를 맞쳐 실시하는 것이 바람직하다. 감압 시간은 도포된 물질들이 나노기공 사이에 함침이 되는 정도이면 적절하다. 상기 감압, 온도 및 시간은 상기 화학식 1 ~ 12에 따라 구조가 상이하므로 적절히 조절할 수 있다. 즉, 휘발되지 않는 범위내에서 감압, 온도 및 시간을 조절하여 실시한다.The pressure reduction impregnation process is preferably carried out under reduced pressure and temperature within a range in which the material (compound containing at least one in the group consisting of Chemical Formulas 1 to 12) applied to the positive electrode and the negative electrode does not volatilize under a reduced pressure. The decompression time is appropriate as long as the applied materials are impregnated between the nanopores. The reduced pressure, temperature and time can be appropriately adjusted because the structure is different according to the formulas (1) to (12). That is, it carries out by adjusting pressure_reduction | reduced_pressure, temperature, and time in the range which does not volatilize.

상기 전지조립공정은 양극, 음극 및 세퍼레이터를 이용하여 전지형을 제조한다. 이 경우 전지 형태는 특별히 제한되지 않으며, 스태킹(stacking)형, 와인딩(Winding)형의 전지뿐만 아니라 파우치형, 각형, 원통형 등의 모든 전지형태로 제조될 수 있다.In the battery assembly process, a battery type is manufactured using a positive electrode, a negative electrode, and a separator. In this case, the shape of the battery is not particularly limited, and may be manufactured in all battery types such as pouch type, rectangular type, cylindrical type as well as stacking type and winding type batteries.

한편, 감압함침과 전지조립은 순서가 바뀌어 실시될 수 있다. 즉, 양극, 음극 및 세퍼레이터를 이용하여 전지를 조립한 후에 양극 및 음극을 감압함침할 수 있다.Meanwhile, the reduced pressure impregnation and the battery assembly may be performed in a reversed order. That is, after assembling the battery using the positive electrode, the negative electrode, and the separator, the positive electrode and the negative electrode may be impregnated under reduced pressure.

다음으로 전해질 주입공정을 실시하는 데, 상기 전해질 주입공정은 상기 조립된 전지에 화학식 1 내지 화학식 12 중 1이상을 포함한 화합물을 포함하는 전해질주입하는 공정이다.Next, an electrolyte injection process is performed, and the electrolyte injection process is a process of injecting an electrolyte including a compound including at least one of Formulas 1 to 12 into the assembled battery.

상기 전해질을 주입한 후 초기충전공정을 거쳐 캐패시터를 완성할 수 있다.After injecting the electrolyte, the capacitor may be completed through an initial charging process.

이러한 제조공정을 거쳐 제조된 캐패시터는 전극의 나노크기의 포어(pore)에서 충전 또는 방전시에 양이온 및 음이온의 삽입 및 탈착 용이하게 진행되어 고율 충방전 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.
Capacitors prepared through such a manufacturing process are easily inserted and detached from cations and anions during charging or discharging at the nano-sized pores of the electrodes, thereby improving high-rate charging and discharging efficiency.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

실시예Example 1 One

전해질의 제조는 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)를 30 : 70의 부피비로 혼합한 유기용매 및 0.5M LiBF4 에 화학식 1 중에서 n이 1로 이루어진 화합물 2-Isocyanatoethyl methacrylate을 혼합하여 전해질을 제조하였다. 상기 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 1중량부로 첨가하였다.The preparation of the electrolyte was performed by mixing an organic solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 30:70 and compound 2-Isocyanatoethyl methacrylate having n 1 in formula 1 in 0.5M LiBF 4 . Was prepared. The compound was added in 1 part by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.

캐패시터의 제조는 양극 및 음극에 나노크기의 포어(pore)에 이온의 이동이 자유롭게 될 수 있도록 하기 위해 2-Isocyanatoethyl methacrylate을 양극 및 음극에 도포하고, 감압함침을 실시하였다. 감압함침을 실시한 이후에 활성탄과 리튬 금속을 적당한 크기로 자른 뒤, 이들 사이에 폴리에틸레 다공성 필름으로 제조된 세퍼레이터를 삽입하여 전극 조립체를 제조하였다. 이 전극 조립체를 파우치에 삽입한 후 전해액 주입구를 제외한 부분을 융착시키고, 상기에서 제조된 전해질을 주입하여 주입구에 넣어 캐패시터를 완성하였다.
In the manufacture of the capacitor, 2-Isocyanatoethyl methacrylate was applied to the positive electrode and the negative electrode and subjected to reduced pressure impregnation so as to freely move ions in the nano-sized pores in the positive electrode and the negative electrode. After carrying out the pressure reduction impregnation, the activated carbon and the lithium metal were cut to an appropriate size, and a separator made of a porous polyethylene film was inserted therebetween to prepare an electrode assembly. After inserting the electrode assembly into the pouch, the portion except the electrolyte injection hole was fused, and the electrolyte prepared above was injected into the injection hole to complete the capacitor.

실시예Example 2 ~ 5 2 to 5

실시예1과 각각 동일하게 실시하되, 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 5중량부(실시예2), 25중량부(실시예3), 50중량부(실시예4) 및 70중량부(실시예5)로 첨가하였다.
In the same manner as in Example 1, but the compound is 5 parts by weight (Example 2), 25 parts by weight (Example 3), 50 parts by weight (Example 4) and 70 parts by weight (100 parts by weight of the electrolyte) Example 5) was added.

실시예Example 6 6

전해질의 제조는 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)를 30 : 70의 부피비로 혼합한 유기용매 및 0.5M LiBF4 에 화학식 11에서 n이 5로 이루어진 화합물 Ethylene glycol methyl ether methacrylate을 혼합하여 전해질을 제조하였다. 상기 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 1중량부로 첨가하였다.The preparation of the electrolyte was carried out by mixing an organic solvent in which ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) was mixed in a volume ratio of 30:70 and a compound Ethylene glycol methyl ether methacrylate consisting of n in Formula 11 in 0.5M LiBF 4 . An electrolyte was prepared. The compound was added in 1 part by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.

캐패시터의 제조는 양극 및 음극에 나노크기의 포어(pore)에 이온의 이동이 자유롭게 될 수 있도록 하기 위해 Ethylene glycol methyl ether methacrylate을 양극 및 음극에 도포하고, 감압함침을 실시하였다. 감압함침을 실시한 이후에 활성탄과 리튬 금속을 적당한 크기로 자른 뒤, 이들 사이에 폴리에틸레 다공성 필름으로 제조된 세퍼레이터를 삽입하여 전극 조립체를 제조하였다. 이 전극 조립체를 파우치에 삽입한 후 전해액 주입구를 제외한 부분을 융착시키고, 상기에서 제조된 전해질을 주입하여 주입구에 넣어 캐패시터를 완성하였다.
In the manufacture of the capacitor, Ethylene glycol methyl ether methacrylate was applied to the positive electrode and the negative electrode in order to free the movement of ions in the nano-sized pores on the positive electrode and the negative electrode, and subjected to reduced pressure impregnation. After carrying out the pressure reduction impregnation, the activated carbon and the lithium metal were cut to an appropriate size, and a separator made of a porous polyethylene film was inserted therebetween to prepare an electrode assembly. After inserting the electrode assembly into the pouch, the portion except the electrolyte injection hole was fused, and the electrolyte prepared above was injected into the injection hole to complete the capacitor.

실시예Example 7 내지 10 7 to 10

실시예6과 각각 동일하게 실시하되, 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 5중량부(실시예7), 25중량부(실시예8), 50중량부(실시예9) 및 70중량부(실시예10)로 첨가하였다.
In the same manner as in Example 6, but the compound is 5 parts by weight (Example 7), 25 parts by weight (Example 8), 50 parts by weight (Example 9) and 70 parts by weight (100 parts by weight of the electrolyte) Example 10) was added.

실시예Example 11 11

전해질의 제조는 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)를 30 : 70의 부피비로 혼합한 유기용매 및 0.5M LiBF4 에 화학식 3에서 n이 6로 이루어진 화합물 Hexyl methacrylate을 혼합하여 전해질을 제조하였다. 상기 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 1중량부로 첨가하였다.The preparation of the electrolyte was prepared by mixing an organic solvent in which ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) was mixed in a volume ratio of 30:70 and a compound Hexyl methacrylate having n 6 in Formula 3 in 0.5M LiBF 4 . It was. The compound was added in 1 part by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.

캐패시터의 제조는 양극 및 음극에 나노크기의 포어(pore)에 이온의 이동이 자유롭게 될 수 있도록 하기 위해 Hexyl methacrylate을 양극 및 음극에 도포하고, 감압함침을 실시하였다. 감압함침을 실시한 이후에 활성탄과 리튬 금속을 적당한 크기로 자른 뒤, 이들 사이에 폴리에틸레 다공성 필름으로 제조된 세퍼레이터를 삽입하여 전극 조립체를 제조하였다. 이 전극 조립체를 파우치에 삽입한 후 전해액 주입구를 제외한 부분을 융착시키고, 상기에서 제조된 전해질을 주입하여 주입구에 넣어 캐패시터를 완성하였다.
In the manufacture of the capacitor, Hexyl methacrylate was applied to the positive electrode and the negative electrode and subjected to reduced pressure impregnation so as to freely move ions in the nano-sized pores in the positive electrode and the negative electrode. After carrying out the pressure reduction impregnation, the activated carbon and the lithium metal were cut to an appropriate size, and a separator made of a porous polyethylene film was inserted therebetween to prepare an electrode assembly. After inserting the electrode assembly into the pouch, the portion except the electrolyte injection hole was fused, and the electrolyte prepared above was injected into the injection hole to complete the capacitor.

실시예Example 12 내지 15 12 to 15

실시예6과 각각 동일하게 실시하되, 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 5중량부(실시예12), 25중량부(실시예13), 50중량부(실시예14) 및 70중량부(실시예15)로 첨가하였다.
In the same manner as in Example 6, but the compound is 5 parts by weight (Example 12), 25 parts by weight (Example 13), 50 parts by weight (Example 14) and 70 parts by weight (based on 100 parts by weight of the electrolyte) Example 15) was added.

비교예Comparative example 1 One

전해질의 제조는 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)를 30 : 70의 부피비로 혼합한 유기용매 및 0.5M LiBF4 만을 혼합하여 전해질을 제조하였다.In preparing the electrolyte, an electrolyte was prepared by mixing an organic solvent and 0.5 M LiBF 4 mixed with ethylene carbonate (EC): diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 30:70.

캐패시터의 제조는 당해 업계에서 알려진 통상적인 방법으로 제조하였는 데, 활성탄과 리튬 금속을 적당한 크기로 자른 뒤, 이들 사이에 폴리에틸레 다공성 필름으로 제조된 세퍼레이터를 삽입하여 전극 조립체를 제조하였다. 이 전극 조립체를 파우치에 삽입한 후 전해액 주입구를 제외한 부분을 융착시키고, 제조된 전해질을 주입하여 주입구에 넣어 캐패시터를 완성하였다.
Capacitors were manufactured by conventional methods known in the art, in which activated carbon and lithium metal were cut to a suitable size, and a separator made of a porous polyethylene film was inserted therebetween to prepare an electrode assembly. After inserting the electrode assembly into the pouch, the portion except the electrolyte injection hole was fused, and the prepared electrolyte was injected into the injection hole to complete the capacitor.

상기 실시예 및 비교예로 제조된 캐패시터를 이용하여 0.2C, 1C, 2C, 5C 및 10C을 충전 후에 방전용량을 측정하였다. 측정된 결과는 아래 표 1과 같다.Discharge capacities were measured after charging 0.2C, 1C, 2C, 5C, and 10C using the capacitors prepared in Examples and Comparative Examples. The measured results are shown in Table 1 below.

구 분division 화합물
compound
화합물함량Compound content 방전용량(mAh/g)Discharge capacity (mAh / g)
0.2C0.2C 1C1C 2C2C 5C5C 10C10C 실시예1Example 1 2-Isocyanatoethyl methacrylate2-Isocyanatoethyl methacrylate 1One 7878 7676 6565 5252 4545 실시예2Example 2 55 7676 7474 6363 5454 5050 실시예3Example 3 2525 7777 7373 7070 6161 5151 실시예4Example 4 5050 7070 6666 6161 4545 2727 실시예5Example 5 7070 2323 2222 2020 1818 1515 실시예6Example 6 Ethylene glycol methyl ether methacrylateEthylene glycol methyl ether methacrylate 1One 7777 7676 6363 5353 4646 실시예7Example 7 55 6565 5757 5050 4545 4141 실시예8Example 8 2525 5555 4848 3737 3333 3131 실시예9Example 9 5050 4141 3939 2727 1313 1111 실시예10Example 10 7070 1717 1818 1313 1212 88 실시예11Example 11 Hexyl methacrylateHexyl methacrylate 1One 7474 6565 6060 5454 4242 실시예12Example 12 55 6262 5555 4646 3333 2121 실시예13Example 13 2525 4545 4242 3535 3232 1515 실시예14Example 14 5050 2121 2020 1717 1515 88 실시예15Example 15 7070 1515 1414 1010 88 77 비교예1Comparative Example 1 -- -- 6969 5555 3939 2626 33

실험결과 본 발명에 따른 화합물이 포함된 전해질을 이용하여 캐패시터를 제조한 경우 방전용량이 비교예 1에 비해 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 고율 충방전시에는 비교예 1의 경우 방전 용량이 현저히 감소하는 것에 비해 실시예 1 ~ 실시예 15는 방전용량의 감소가 크지 않음을 확인할 수 있었다. As a result, when the capacitor was prepared using the electrolyte containing the compound according to the present invention, it was confirmed that the discharge capacity was superior to that of Comparative Example 1. In particular, in the case of high rate charging and discharging, the discharge capacity of Comparative Example 1 was significantly reduced, whereas in Examples 1 to 15, it was confirmed that the reduction of the discharge capacity was not large.

이를 통해 고율로 충방전하더라도 과전압이 걸리지 않게 되어 고율특성이 강하게 요구되는 캐패시터의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.Through this, even when charging and discharging at a high rate, the overvoltage is not applied, and it can be confirmed that there is an effect that can improve the performance of the capacitor which requires a high rate characteristic.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be obvious to him.

Claims (7)

하기 화학식 1 내지 화학식 12 중에서 1이상 포함된 화합물을 포함하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질.
[화학식 1]
Figure pat00025

[화학식 2]
Figure pat00026

[화학식 3]
Figure pat00027

[화학식 4]
Figure pat00028

[화학식 5]
Figure pat00029

[화학식 6]
Figure pat00030

[화학식 7]
Figure pat00031

[화학식 8]
Figure pat00032

[화학식 9]
Figure pat00033

[화학식 10]
Figure pat00034

[화학식 11]
Figure pat00035

[화학식 12]
Figure pat00036
An electrolyte having improved high rate charging / discharging characteristics including a compound included in at least one of the following Chemical Formulas 1 to 12:
[Formula 1]
Figure pat00025

(2)
Figure pat00026

(3)
Figure pat00027

[Chemical Formula 4]
Figure pat00028

[Chemical Formula 5]
Figure pat00029

[Chemical Formula 6]
Figure pat00030

(7)
Figure pat00031

[Chemical Formula 8]
Figure pat00032

[Chemical Formula 9]
Figure pat00033

[Formula 10]
Figure pat00034

(11)
Figure pat00035

[Chemical Formula 12]
Figure pat00036
제1항에 있어서,
상기 화합물은 전해질 100중량부에 대하여 0.5 ~ 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질.
The method of claim 1,
The compound is improved electrolyte with high rate charge and discharge characteristics, characterized in that it comprises 0.5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte.
제1항에 있어서,
전해질은 상기 화합물, 전해염 및 비수계 유기용매를 포함하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질.
The method of claim 1,
The electrolyte is an electrolyte having improved high-rate charging and discharging characteristics including the compound, an electrolytic salt, and a non-aqueous organic solvent.
제3항에 있어서,
상기 전해염은 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI 로 이루어진 군에서 1 이상 혼합한 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질.
The method of claim 3,
The electrolytic salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiTFSI, LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y +1 SO 2 ) (where x, y is a natural number), high rate insect characterized in that the mixture of one or more from the group consisting of LiCl, LiI Electrolyte with improved discharge characteristics.
제3항에 있어서,
상기 비수계 유기용매는 에틸렌 카본네이트(EC), 프로필렌 카본네이트(PC), 디메틸 카본네이트(DMC), 디에틸 카본네이트(DEC), 에틸메틸 카본 네이트(EMC), 1,2-디메톡시에텐(DME), γ-부티로락톤(BL), 테트라하이드로퓨란(THF), 1,3-디옥솔레인(DOL), 디에틸이써(DEE), 메틸 포르메이트(MF), 메틸프로피오네이트(MP), 술폴레인(S), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 아세토니트릴(AN)로 이루어진 군에서 1이상 혼합한 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 전해질.
The method of claim 3,
The non-aqueous organic solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), 1,2-dimethoxy Ten (DME), γ-butyrolactone (BL), tetrahydrofuran (THF), 1,3-dioxolane (DOL), diethylether (DEE), methyl formate (MF), methylpropio Nate (MP), sulfolane (S), dimethyl sulfoxide (DMSO) and acetonitrile (AN) in the group consisting of at least one mixed electrolyte, characterized in that the high rate charge and discharge characteristics improved.
제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 의한 전해질을 포함하는 캐패시터.A capacitor comprising the electrolyte according to any one of claims 1 to 5. 제6항에 있어서,
상기 캐패시터는 전극도포공정, 감압함침공정, 전지조립공정, 전해질 주입공정 및 초기충전공정으로 제조된 것을 특징으로 하는 캐패시터.
The method according to claim 6,
The capacitor is a capacitor, characterized in that produced by the electrode coating process, pressure reduction impregnation process, battery assembly process, electrolyte injection process and initial charging process.
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