KR20200026796A - 에너지 저장 디바이스 - Google Patents
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Abstract
에너지 저장 디바이스가 제공된다. 에너지 저장 디바이스는 전하 저장 수퍼커패시터 셀을 포함하고, 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 전극들(전극들 중 하나는 나노 탄소 컴포넌트를 포함함), 이온 투과성 멤브레인 및 전해질을 포함하고, 셀이 가요성 또는 강성 매트릭스에 내장되거나 캡슐화되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량 또는 항공기 패널들, 가전 기기들, 웨어러블 아이템들 등에서 컴포넌트로서 사용되기에 충분한 강성 또는 가요성으로 설계된 전하 저장 수퍼커패시터(supercapacitor) 셀을 포함하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것이다.
우리의 이전 특허 출원 WO2016075431에서, 특히 전도성 컴포넌트들로서 나노 탄소 입자들을 포함하는 전극들(애노드들 및 캐소드들)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 이중층 수퍼커패시터 거동을 나타내는 새로운 전하 운반 셀들을 교시하였다. 통상적으로, 이러한 나노 탄소 입자들은 하기 성분들, 즉, 그래핀(graphene), 탄소 나노튜브(nanotube)들 및 풀러렌(fullerene)들 중 하나 이상으로 구성된다. 우리가 현재 Carbon-IonTM 또는 C-Ion®이라는 이름으로 판매하는 이러한 셀들은 낮은 등가 직렬 저항에서 그리고 다수의 사이클들에 걸쳐 우수한 충전 유지 및 충전-방전 거동을 나타내는 것으로 입증되어, 휴대용 전원이 요구되는 소정 범위의 애플리케이션들에 적합하다.
커패시터들의 구성에서 그래핀의 사용은 또한 이전에 WO2013180661, CN104229780, US2012170171, KR20140094346, CN104064364, US2014127584, US2012045688 및 US8503161에서 개시되었다. 또한, US20140321027 및 Nano Letters 2009 9(5) pp.1872-1876은 수퍼커패시터 또는 울트라커패시터(ultracapacitor) 셀들에서의 탄소 나노튜브들의 사용을 개시한다.
우리의 개발 활동들 동안, 다양한 응용 분야에서, 경량의 컴포넌트로서 배치되기 위해, 높은 수준의 기계적 무결성, 예를 들어, 구조적 강성 또는 가요성을 갖는 셀들을 개발할 필요성을 식별하였다. 이는 특히, 수퍼커패시터 유닛의 중량; 전달하는 전력 및 심미적, 안전 또는 기술적 이유들로 기존의 설계들에 통합될 능력 사이에서 올바른 균형을 찾는데 성공이 좌우되는 운송 분야들에서 유용하다. 이러한 문제들은 당업계에서 비교적 거의 관심을 받지 못했지만, 이제 이러한 셀들의 수명이 더 길어지고 있고 상업적으로 매력적이게 되었으므로 이는 처리될 필요가 있는 것이다.
US20130224551은 전극들이 연신가능한 기판을 포함하는 수퍼커패시터를 개시한다. Yan 등은 Journal of Physics D: Applied Physics 2017 50(27) p. 273001에서 기능적으로 가요성인 웨어러블 수퍼커패시터들을 논의한다. 그러나 이들 중 어느 것도 기본적으로 어느 정도의 구조적 무결성이 요구되는 응용 분야들과 관련되지 않는다. 수퍼커패시터들의 특성들을 특정하는 다른 참고문헌들은 US5862035, US20120154979, US20150062780 및 JP 2003124077을 포함한다.
본 발명에 따르면, 전하 저장 수퍼커패시터 셀을 포함하는 에너지 저장 디바이스가 제공되고, 상기 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 전극들(전극들 중 하나는 나노 탄소 컴포넌트를 포함함), 이온 투과성 멤브레인 및 전해질을 포함하고, 상기 셀이 가요성 또는 강성 매트릭스에 내장되거나 캡슐화되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 등가 직렬 저항(ESR;equivalent series resistance)의 그래프이다.
도 2는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스의 그래프이다.
도 3은 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 효율(efficiency)의 그래프이다.
도 4는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스 유지(capacitance retention)의 그래프이다.
도 5는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널에 대한 전기화학적 임피던스 스펙트럼이다.
도 6은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 등가 직렬 저항(ESR)의 그래프이다.
도 7은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스의 그래프이다.
도 8은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 효율의 그래프이다.
도 9는 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스 유지의 그래프이다.
도 10은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널에 대한 다양한 스캔 레이트(scan rate)에서 사이클릭 볼타모그램(cyclic voltammogram)들을 도시한다.
도 2는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스의 그래프이다.
도 3은 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 효율(efficiency)의 그래프이다.
도 4는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스 유지(capacitance retention)의 그래프이다.
도 5는 본 개시에 따른 평탄한 탄소 섬유 패널에 대한 전기화학적 임피던스 스펙트럼이다.
도 6은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 등가 직렬 저항(ESR)의 그래프이다.
도 7은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스의 그래프이다.
도 8은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 효율의 그래프이다.
도 9는 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널의 사이클들 수에 대한 커패시턴스 유지의 그래프이다.
도 10은 본 개시에 따른 곡선형 탄소 섬유 패널에 대한 다양한 스캔 레이트(scan rate)에서 사이클릭 볼타모그램(cyclic voltammogram)들을 도시한다.
일 실시예에서, 가요성 또는 강성 매트릭스는 에너지 저장 디바이스 또는 에너지 저장 디바이스가 사용 요구들을 충족시키거나 안전 표준들을 충족시키기 위해 통합되는 대상에 충분한 구조적 무결성을 제공하도록 구성된다.
본 발명은 앞서 언급된 응용 분야들 모두에 대한 견고한 컴포넌트들을 개발하기 위해 이용될 수 있는 소정 범위의 기술적 접근법들을 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다. 전하 저장 셀이, 요구되는 엔지니어링 또는 구조적 특성들을 나타내는 매트릭스에 통합되거나 그 일부가 되는 것이 본 발명의 특징이다. 제1 실시예에서, 전하 저장 셀(들)은 가요성 매트릭스 내에 캡슐화될 수 있는 밀봉된 파우치(pouch)들로서 제조된다. 적합하게는, 파우치는 가요성 폴리머 필름(예를 들어 저밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 필름)으로 제조되고 셀의 중요한 동작 컴포넌트들을 함유한다. 그 다음, 전극들 또는 이에 부착된 전극 접촉부들은 파우치로부터 돌출되고 그리고 선택적으로 주변 매트릭스가 전도성이 아닌 경우 주변 매트릭스를 통해 돌출된다.
제2 실시예에서, 전하 저장 셀은 비전도성 매트릭스, 예를 들어 엔지니어링 폴리머의 일체로된 부분이다. 적합하게는, 이는, 전해질로 채워지고 하나 이상의 이온 투과성 멤브레인들에 의해 구획들로 분할되는 매트릭스 내에 하나 이상의 공극들을 생성함으로써 달성된다. 공극이 전해질로 채워질 때 셀이 생성되도록 전극들은 매트릭스로부터 다양한 구획들로 돌출된다. 일례에서, 전극들은 나노 탄소 컴포넌트들 및 전하 저장 탄소 컴포넌트(들), 예를 들어, 높은 표면적을 갖는 활성 탄소로 구성된 코팅이 부착된 알루미늄 호일(foil) 시트(sheet)들을 포함한다. 여기서, 전해질은 액체, 겔 또는 폴리머일 수 있고, 각각의 공극은 다수의 애노드들, 캐소드들 및 멤브레인들로 제조된 둘 이상의 서브 셀들을 함유할 수 있다. 이전과 같이, 전극들 또는 연관된 전기 접촉부들이 매트릭스에서 돌출된다.
제3 실시예에서, 에너지 저장 디바이스는 복합 형태이고, 전극들 및 이온 투과성 멤브레인을, 겔 또는 고체 고분자 전해질 및 임의적으로 원하는 기계적 특성들을 제공하기 위해 유전체 거동을 나타내는 다른 폴리머들 또는 섬유들을 포함하는 가요성 매트릭스에 내장함으로써 제조된다. 그 다음, 복합재는 장식을 위해 또는 수분 및/또는 산소를 제외한 배리어 층을 추가하기 위해 코팅될 수 있다. 이전과 같이, 전극들 또는 연관된 전기 접촉부들이 매트릭스에서 돌출된다.
제4 실시예에서, 에너지 저장 디바이스는 복합 형태이고, 직물, 예를 들어 직포, 부직포 또는 전기 방사 천 또는 매트 형태인 전극들을 사용하고, 그 다음, 겔 또는 고체 고분자 전해질로 구성된 가요성 매트릭스에서 전극들을 코팅함으로써 제조된다. 전극들은, 예를 들어, 고분자 전해질 멤브레인 또는 고분자 전해질 침지 분리기의 어느 일 측 상에 또는 함께 냉간 또는 열간 가압함으로써 이온성이지만 전기적이 아닌 접촉부를 형성하도록 함께 모인다. 생성된 복합재는 직물의 많은 물리적 특성들을 유지하며 그와 같이 사용될 수 있다. 그 다음, 복합재는 장식을 위해 또는 수분 및/또는 산소를 제외한 배리어 층을 추가하기 위해 코팅될 수 있다. 이전과 같이, 전극들 또는 연관된 전기 접촉부들이 매트릭스에서 돌출된다.
제5 실시예에서, 전하 저장 셀들은 파우치들 또는 유사한 형성가능한 형태로 제조되고, 강성 매트릭스 내에 캡슐화된다. 이전과 같이, 전극들 또는 연관된 전기 접촉부들이 매트릭스에서 돌출된다.
제6 실시예에서, 전극들은 자체-지지 탄소 구조들 또는 강성 구조 매트릭스 내에 내장된 코팅된 알루미늄 호일 시트들이다. 이러한 실시예의 일 버전에서, 전극들은 이온 투과성 멤브레인(들) 및 액체, 겔 또는 폴리머 전해질을 함유하는 공극과 연관된다. 강성 구조는 폴리머 복합재를 포함할 수 있고 삽입물들의 형태인 다른 보강재들을 함유할 수 있다. 각각의 공극 내의 다수의 서브-셀들이 고려되고 전극들 또는 연관된 전기적 접촉부들이 매트릭스로부터 돌출된다.
제7 실시예에서, 복합 재료는 경질 폴리머 매트릭스(hard polymer matrix)에 전극들을 내장하여 강성 복합 구조를 형성함으로써 제조된다. 이러한 매트릭스는 겔 또는 고체 고분자 전해질일 수 있지만 디바이스의 구조를 형성하도록 충분히 강해야 한다. 강성 구조는 다른 보강재들을 함유할 수 있다(상기 참조). 이전과 같이, 전극들 또는 연관된 전기 접촉부들이 매트릭스에서 돌출된다.
일부 실시예들에서, 매트릭스가 탄소-함유(예를 들어, 탄소 섬유)인 경우, 표면 탄소 섬유들을 노출시킴으로써 매트릭스가 전극들로부터의 효율적인 집전기로서 작용하여 알루미늄 호일 집전기 등의 필요성을 제거할 수 있음이 밝혀졌다.
전하 저장 셀 컴포넌트들로 돌아가서, 일 실시예에서, 전극들은 본질적으로 나노 탄소 컴포넌트들을 포함하는 층으로 코팅된 얇은 가요성 시트(예를 들어, 알루미늄, 은 또는 구리 호일)의 형태인 전기 전도성 금속 집전기로 구성된 애노드 및 캐소드 표면들을 포함한다. 일부 경우들에서, 이러한 애노드 및 캐소드 층들 중 적어도 일부는 동일한 시트의 대향 측면들 상에 배치된다. 적합하게는, 나노 탄소 컴포넌트의 적어도 일부는 20 미크론 미만의 평균 유한 최장 치수(average finite longest dimension)를 갖는 입자들이다. 바람직하게는, 이러한 입자들은 2 내지 50 나노미터의 크기 범위인 메소세공(mesopore)들을 갖는 메소세공성을 나타낸다. 다른 실시예에서, 나노 탄소 컴포넌트들은, 최종 전하 저장 셀에서 어느 정도의 의사-커패시턴스 거동(pseudocapacitance behaviour)을 부여할 수 있는 재료들, 예를 들어, 니켈, 망간, 루테늄, 비스무스, 텅스텐 또는 몰리브덴을 포함하는 하나 초과의 산화 상태를 갖는 리튬 또는 전이 금속들과 같은 금속의 염, 수산화물 및 산화물의 나노입자들에 의해 보충될 수 있다.
이러한 실시예의 하나의 바람직한 버전에서, 전극 층 자체는 전도성 폴리머 바인더 매트릭스에 내장된 나노 탄소 입자들로 구성된 복합재이고, 0.2:1 내지 20:1 범위인 입자들 대 바인더의 중량비를 특징으로 한다. 다른 버전에서, 나노 탄소 컴포넌트는 그래핀 입자들을 포함하거나 탄소 나노튜브들을 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 그래핀 입자들 및 높은 표면적의 활성 탄소에 의해 선택적으로 보충된 탄소 나노튜브들은 전극의 주요 전기 컴포넌트들이다. 다른 적합한 실시예에서, 탄소 입자들은 활성 탄소, 탄소 나노튜브들 및 선택적으로 그래핀의 혼합물을 포함하고; 컴포넌트들은 중량비 0.5-2000 : 0.5-100 : 0-1; 바람직하게는 0.5-1500 : 0.5-80 : 0-1로 존재한다.
활성 탄소(activated carbon)라는 용어는, 통상적으로 500m2g-1 초과, 바람직하게는 1000 내지 3600m2g-1인 표면적을 갖고 1 미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 고순도의 임의의 비정질 탄소를 의미한다. 이러한 재료들은 다수의 상업적 공급원들로부터 쉽게 입수가능하다. 일 실시예에서, 전극들 중 하나 또는 둘 모두는 금속 산화물, 반도체 전도성 폴리머와 같은 의사 용량성 컴포넌트를 포함함으로써 다른 것에 대해 비대칭이 될 수 있다.
사용된 탄소 나노튜브들은 통상적으로 2-500 미크론(바람직하게는 100-300 미크론) 범위의 평균 최장 치수(길이) 및 100-150 나노미터 범위의 평균 직경을 갖는다. 탄소 나노튜브들은 단일 벽 또는 다중 벽 또는 둘 모두의 혼합물일 수 있다.
그래핀이라는 용어는 실질적으로 2 차원 구조인 입자들을 갖는 탄소의 동소체를 의미한다. 극단에서(in extremis), 이들 입자들은 흑연 구조를 갖는 단일 원자 층 플레이틀릿(platelet)들을 포함하지만, 본 발명의 목적상 이러한 컴포넌트는 예를 들어, 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 10개의 플레이틀릿들과 같이 다른 것 위에 적층된 소량의 이러한 플레이틀릿들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 플레이틀릿들은 비-산화 형태이다. 다른 경우에, 플레이틀릿들은 독립적으로, 투과 전자 현미경에 의해 측정될 때 1 내지 4000 나노미터, 바람직하게는 20 내지 3000 또는 10 내지 2000 나노미터 범위의 평균 치수를 갖는다. 또한, 예를 들어 영국의 Thomas Swann Limited의 Elicarb®라는 이름으로 상업적으로 입수가능한 이러한 재료들을 제조하기 위해 임의의 공지된 방법이 사용될 수 있다.
다른 버전에서, 전극 층은 최대 30 중량 %, 바람직하게는 1 내지 20 중량 %의 전도성 탄소를 더 포함할 수 있다. 적합하게는, 이러한 전도성 탄소는 다결정 구조 및 1 내지 500m2g-1 범위의 표면적을 갖는 고 전도성 비-흑연 탄소를 포함한다. 일 실시예에서, 이는 카본 블랙; 예를 들어, 리튬-이온 배터리들에서 전도성 첨가제로서 사용되어 온 그러한 재료들 중 하나(예를 들어, Timcal SuperC65® 및/또는 Timcal SuperC45)이다.
전도성 바인더에 대해 설명하자면, 이는 적합하게는 하나 이상의 전기 전도성 폴리머들로 구성되며, 바람직하게는 셀룰로오스 유도체, 폴리머 엘라스토머 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. 일 실시예에서, 셀룰로오스 유도체는 카르복시알킬 셀룰로오스, 예를 들어 카르복시메틸 셀룰로오스이다. 다른 실시예에서, 엘라스토머는 스티렌-부타디엔 고무 또는 동등한 특성들을 갖는 재료이다.
적합하게는, 복합 층에서 다양한 컴포넌트들의 총 전하-함유 표면적은 >250m2g-1, 바람직하게는 >260m2g-1이다.
호일 집전기에 부착된 코팅을 포함하는 전극이 아닌 제2 실시예에서, 전극은 자체 지지되며, 본질 및 제형 특성들의 관점에서 상기와 같이 특정된 다양한 컴포넌트들 중 일부 또는 전부로 제조된다. 이러한 설계는 호일 컴포넌트가 제거되어 가능한 중량 절감을 도출한다는 이점을 갖는다.
실시예들 둘 모두에서, 전극들의 잔류 수분은 100ppm 미만; 바람직하게는 50ppm 미만이어야 한다.
전하 저장 셀에서 사용된 애노드 및 캐소드 전극들은, 예를 들어 상이한 두께들에 의해 서로 비대칭일 수 있다.
전해질에 대해 설명하자면, 이는 적합하게는 이온성 액체, 즉, 100 ℃ 미만에서 용융되고 바람직하게는 주변 온도 또는 그 미만인 유기 이온성 염을 포함한다. 일 실시예에서, 이는 하나 이상의 이온성 액체들로 구성된 혼합물이고, 혼합물은 25 ℃에서 10 내지 80 센티포아즈(centipoise); 바람직하게는 20 내지 50 센티포아즈 범위의 점도를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 전해질은 적어도 2개의 컴포넌트들의 공융 또는 근-공융 혼합물이고, 컴포넌트들 중 하나는 이온성 액체이다. 적합하게는, 이러한 혼합물들은 100 ℃ 미만, 바람직하게는 50 ℃ 미만; 및 더욱 바람직하게는 30 ℃ 미만의 용융점을 갖는다. 공융 거동은 Raoult의 법칙에 기초하여 예상될 수 있는 것과 비교하여 주어진 조성 범위에 걸쳐 상당히 억제된 용융점을 갖는 2개 이상의 컴포넌트들의 그러한 혼합물들의 널리 공지된 특성이다. 따라서, 여기서, 용어 "공융 또는 근-공융 혼합물"은 융점이 이러한 억제를 나타내는 용융점을 갖는 본 발명에 따른 컴포넌트들의 임의의 혼합물을 포함하는 것으로 해석되어야 하고; 실제 공융점에서의 억제의 50 % 초과, 바람직하게는 90 % 초과의 억제를 갖는 것들이 가장 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에서, 공융 조성물 자체는 전해질로서 이용된다. 다른 실시예에서, 이용되는 이온성 액체들 중 적어도 하나는 3v보다 큰 전기화학적 창을 갖는다.
일 실시예에서, 이용된 전해질은, 독자가 완전한 목록을 안내받는 US5827602 또는 WO2011/100232에서 설명된 이온성 액체들 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물, 예를 들어 공융 또는 근-공융 혼합물이다. 다른 실시예에서, 혼합물은 상기 이온성 액체들 중 적어도 2개의 혼합물로 구성된다.
따라서, 적합하게는, 이용된 이온성 액체 또는 전해질에서 이용된 이온성 액체들 중 하나는, 알킬 또는 치환된 알킬 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피페리디늄, 피롤리디늄, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 트리아졸륨 또는 아제판늄 양이온의 4급 염이다. 이러한 경우, 각각의 양이온과 연관된 반대 음이온은 크고, 다원자가이며, 50 또는 100 옹스트롬을 초과하는 반데르발스 체적을 갖는 것이 바람직하다(예를 들어, 본 발명의 범위 내인 것으로 간주되는 예시적인 예들을 제공하는 미국 제5827602호를 참조). 또한, 음이온은 액체의 이온들이 쉽게 팩(pack)을 폐쇄하지 않고 결정화를 초래하지 않도록 양이온에 대해 비대칭이되도록 선택되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상대 음이온은, 테트라플루오로보레이트, 헥사플루오로포스페이트, 디시안아미드, 비스(플루오로설포닐)이미드(FSI), 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드(TFSI) 또는 비스(퍼플루오로C2내지C4알킬술포닐)이미드, 예를 들어, 비스(퍼플루오로에틸술포닐)이미드 음이온들 또는 이들의 유사체들로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 다른 바람직한 실시예에서, 이온성 액체(들)는 이러한 음이온들의 C1 내지 C4 알킬 치환된 이미다졸륨, 피페리디늄 또는 피롤리디늄 염들로부터 선택되며, 양이온들 및 음이온들의 임의의 치환은 본원에 개시된 바와 같이 고안된다. 이러한 목록 중, 다음의 이원 시스템들, 즉, 피페리디늄 염 및 이미다졸륨 염; 피페리디늄 염 및 피롤리디늄 염 및 이미다졸륨 염 및 피롤리디늄 염이 바람직하다. 대안적인 실시예에서, 이원 시스템은 (a) 피페리디늄 염 및 상기 언급된 음이온들 중 하나의 임의의 치환된 부피가 큰 4급 암모늄 염; 예를 들어, 알킬 또는 알콕시 부위가 독립적으로 1, 2, 3 또는 4개의 탄소 원자들을 갖는 트랄킬(알콕실알킬) 암모늄 염, 또는 (b) WO2011/100232에 예시된 아제판늄 염들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 언급된 모든 경우들에서, 이용된 염들은 각각 바람직하게는 3 볼트 초과의 전기화학적 창 및 30 ℃ 미만의 용융점을 가져야 한다.
이용될 수 있는 전해질들의 특정한 비제한적인 예들은 하기 양이온들, 즉, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨(EMIM), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨(BMIM), 1-메틸-1-프로필피롤리디늄, 1-메틸-1-부틸피롤리디늄 및 상기 언급된 음이온들로부터 유도된 염들 또는 염들의 혼합물을 포함한다. 일 실시예에서, 전해질은 이러한 양이온들의 하나 이상의 테트라플루오로보레이트 염들이다. 다른 실시예에서, 이는 방법의 단계(a)에서 사용된 것과 동일한 염이다.
다른 실시예에서, 이온성 액체는 4급 암모늄 양이온, 예를 들어, N,N-디에틸-N-메틸-N-(2-메톡시에틸)암모늄(DEME)의 염 및 그의 동족체들이다.
적합하게는 이온성 액체의 수분 함량은 100ppm 미만, 바람직하게는 50ppm 미만이다.
이온 투과성 멤브레인은 적합하게는 폴리머 또는 탄소 섬유 천으로 제조되고 시장에서 쉽게 입수가능한 그러한 멤브레인들 중 임의의 것일 수 있다.
폴리머 매트릭스와 관련하여, 이는 필수적인 구조적 듀티(duty)를 수행하는데 요구되는 필수적인 물리적 및 화학적 특성들을 갖는 다양한 폴리머들 중 하나일 수 있다. 예들은 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드, 폴리아미드 폴리프로필렌 및 poly(arylene ether)를 포함한다. 매트릭스가 전도성이라면, 전도성 폴리머는 단독으로 또는 다른 폴리머들과의 혼합물로 사용될 수 있다. 예들은 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)을 포함한다. 매트릭스는 탄소 섬유, 유리 섬유 및 아라미드 섬유와 같은 재료들로 보강될 수 있다. 디바이스의 설계에 따라 금속 분말들, 호일들, 로드(rod)들 및 메쉬들이 또한 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 보강재들은 전기 회로와 연관된 디바이스들의 일부를 형성할 수 있게 하는 전도성 금속, 예를 들어 알루미늄 , 구리, 은 등으로 제조된다.
에너지 저장 유닛에 사용되는 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 적합하게는 충전 및 방전의 100 사이클에 걸쳐 측정된 30 옴 미만의 등가 직렬 저항(ESR)을 가질 것이고; 그램당 100 패럿 초과의 특정 콘덕턴스 및 3.5V의 동작 전압에서 6Wh/kg 초과의 에너지 저장 용량을 가질 것이다.
에너지 저장 디바이스는 매트릭스에 내장된 다른 컴포넌트들, 예를 들어 온도 센서 판독 게이지들, 제어 칩들 등을 가질 수 있다.
본 발명의 에너지 저장 디바이스는 휴대용 전력원을 요구하는 임의의 아이템, 예를 들어 가정용 아이템 또는 산업용 로봇에 컴포넌트 또는 하우징으로서 적용될 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 전하 저장 수퍼커패시터 셀이 내장된 또는 캡슐화된 공기 역학적 형상의 가요성 또는 강성 요소(aerodynamically-shaped flexible or rigid element)로 구성되는 것을 특징으로 하는 운송 차량용 본체부가 제공되며, 상기 적어도 하나의 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 전극들(전극들 중 적어도 하나는 나노 탄소 컴포넌트임), 이온 투과성 멤브레인 및 전해질을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 본체부들은 시트들 및 공극들의 복합재로서 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들은 요소의 적어도 하나의 외측 표면에 부착되거나 내장되고 전하 저장 수퍼커패시터 셀과 전기 접촉하는 적어도 하나의 광전지 셀을 더 포함할 수 있다. 적합하게는, 광전지 셀(들)은 가요성 매트릭스 가요성 또는 강성 또는 가요성 유기 광전지 셀들에 내장된 실리콘 태양 전지들의 어레이인 실리콘 패널들이다. 또 다른 실시예에서, 본체부의 외측 표면들은 전기 절연체 내에 코팅되거나 동일한 효과를 달성하도록 래커(lacquer)될 수 있다.
다른 실시예에서, 본체부는 운송 차량의 다른 보완 본체부 또는 전기적 컴포넌트에 전기적으로 연결하기 위한 하나 이상의 커넥터들을 더 포함할 수 있다. 커넥터는 예를 들어 인접한 다른 본체부들의 에지 또는 주변부 주위에 배치된 협력 플러그 커넥터 부분들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 다른 본체부들은 또한 전하 저장 수퍼커패시터 셀 및/또는 다른 전기 컴포넌트들(예를 들어, 리튬-이온 배터리, 디스플레이 수단, 스위치 등)을 포함할 수 있거나 또는 단순히 전기 케이블링 또는 다른 회로를 운반할 수 있다.
요구되는 공기역학적(aerodynamic) 특성들을 달성하기 위해, 여기에서 본체부 또는 이의 하나 이상의 컴포넌트들이 열 및 압력의 조합을 사용하여 형성되어, 공지된 수학적 알고리즘들 또는 이론들에 따라 계산된 복잡한 곡선형 형태를 달성할 수 있다. 적합하게는 본체부는 0.75 미만, 바람직하게는 0.5 미만; 예를 들어 0.75 내지 0.2 범위, 바람직하게는 0.5 내지 0.2 범위의 항력 계수(drag coefficient)를 갖는다.
전술된 유형의 본체부들은 자동차들, 트럭들, 버스들, 항공기들, 헬리콥터들, UPV들, 기차들, 기타 대중 교통 차량들 등과 같은 운송 차량들의 유용한 컴포넌트들이다.
본 발명에 따른 에너지 저장 디바이스의 제조 및 테스트는 이제 다음 프로토콜 및 테스트 결과들을 참조하여 설명된다.
수퍼커패시터 셀이 내장된 탄소 섬유 패널의 생산
한 쌍의 200mm x 200m 정사각형 탄소 섬유 매트릭스 패널들을 취하고 각각의 일 측에 미처리된 대칭 경계에 의해 한정된 180mm x 180mm 중심 영역을 연마하여 전도성 탄소 섬유 요소들을 노출시켰다. 그 다음, 각각의 패널의 외부로부터 중앙 영역까지 구멍을 뚫고 황동 리벳들을 삽입하여 셀에 대한 단자들을 형성하였다. 그 다음, 각각의 리벳 주위의 마모된 영역을 은-함유 잉크로 페인팅하였다. 그 후, 경계를 마스킹하고 나노-탄소-함유 전극 잉크를 마스킹되지 않은 마모 영역들에 적용하여 전극 층을 생성하였다. 일부 실시예에서, 연마된 영역들을 먼저 니켈로 전기도금하였다. 그 다음, 최종 코팅된 패널들을 오븐에서 건조시키고 후속적으로 마스크를 제거하였다.
다음으로, 마스크가 제거된 패널들을 연마되지 않은 경계들 주위에 접착하여(선택적으로 스페이서들을 통합하고 밀봉되지 않은 전해질 입구를 남겨 두어) 함께 밀봉하여, 전극 표면들을 유리 섬유 천 또는 패널들 사이에 미리 삽입된 유사한 투과상 멤브레인의 측면에서 서로를 향하도록 병치시켰다. 이에 의해, 대략 30ml 용량의 빈 수퍼커패시터 파우치 셀들을 생산하였다. 추가로 경화시킨 후, 빈 셀들을 가능한 전기 단락에 대해 테스트하였고, 이들은 이온성 액체 EMIM TFSI의 분취액으로 채워진 테스트를 통과하였다. 그 다음, 채워진 셀들은 전극들에 걸쳐 1A에서 3.2V를 인가함으로써 가스 방출을 감소시키도록 조절되었다. 마지막으로 입구들을 밀봉하고 셀들을 테스트할 준비를 하였다.
전술된 프로토콜에 사용된 나노 카본 함유 잉크를 준비하기 위해, 154g의 탈 이온수를 실버슨(Silverson) 고 전단 혼합기에 넣고 저속으로 교반하였다. 그 다음, 응집 형성을 회피하기 위해, 1.8g의 카르복시메틸 셀룰로오스(셀로겐 WS-C)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료될 때, 혼합물을 2 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 이 시간의 끝에서, 용액을 100 미크론 메쉬 필터를 통해 여과하여 임의의 미립자들을 제거하였다.
그 다음, 여과된 용액을 믹서에 다시 넣고 추가 2 시간 동안 교반하면서 1.8g의 수퍼 C65 전도성 카본 블랙을 첨가하였다. 순차적으로, 다시 추가 2 시간 동안 온화한 교반 조건들 하에서 22.5g의 YP50 활성 탄소(예를 들어, Kuraray), 0.015g의 Elicarb® 그래핀(예를 들어, Thomas Swann Limited) 및 1.2g의 Elicarb® 다중 벽 탄소 나노튜브들(예를 들어, Thomas Swann Limited)을 후속하였다. 마지막으로, 스티렌-부타디엔 바인더(Timical SBR™) 3.6g의 50 % 수용액을 첨가하고, 생성물을 추가 2 시간 동안 교반하였다.
최종 잉크의 점도는 Brookfield DV-II 점도계를 사용하여 측정되었으며. 24.5 ℃에서 c. 16,400 CP로 밝혀졌다. 500mg 샘플을 건조시켜 측정한 최종 고형분 함량은 13 %였다. 잉크 중의 고형분의 중량 기준의 조성물은 카르복시메틸 셀룰로오스 6.2 %; SBR 바인더 6.2 %; 전도성 탄소 6.2 % 및 활성 탄소 + 그래핀 + 탄소 나노튜브 81.4 %였다.
이러한 테스트들에서 이용된 이온성 액체 전해질은 EMIM TFSI이지만, EMIM 테트라플루오로보레이트, BMIM TFSI 및 BMIM 테트라 플루오로보레이트와 같은 대체 전해질들이 이용될 수 있다.
패널 테스트
전술된 프로토콜에 따라 제조된 탄소 섬유 패널들(평면 및 곡선)의 다양한 특성들이 다수의 충전 및 방전 사이클들에 걸쳐 측정되었고 그 결과들이 도면들에 도시되어 있다. 곡선형 패널의 경우, 채택된 형태는 각각 600mm와 300mm의 긴 직경 및 작은 직경들을 갖는 원뿔 섹션의 섹터의 형태였다. 그러나, 적절한 형상의 패널이 제조되고 사용된다면 수학적 알고리즘들의 적용에 의해 생성된 더 복잡한 형상들이 가능하다.
Claims (15)
- 전하 저장 수퍼커패시터 셀(charge-storing supercapacitor cell)을 포함하는 에너지 저장 디바이스로서,
상기 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 전극들, 이온 투과성 멤브레인, 및 전해질을 포함하고,
상기 전극들 중 하나는 나노 탄소 컴포넌트를 포함하고,
상기 셀은 가요성 또는 강성 매트릭스에 내장되거나 캡슐화되는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 나노 탄소 컴포넌트는 탄소 나노튜브(nanotube)들, 그래핀(graphene) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 전극이 높은 표면적을 갖는 활성 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전하 저장 셀은 상기 전극(들) 및 상기 전해질이 함유된 폴리머 파우치(polymer pouch)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
매트릭스가 상기 전해질을 함유하기 위한 적어도 하나의 공극을 정의하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
매트릭스는,
겔 또는 고분자 전해질 형태의 전해질, 상기 전극들, 및 구조적 강성 또는 가요성을 제공하는 폴리머 컴포넌트를 포함하는 복합 구조인 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스는 수분 및/또는 산소 불투과성 배리어 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스는 강성 또는 가요성 금속 또는 폴리머 삽입물들을 포함함으로써 또는 자체-지지 전극들 및/또는 폴리머 멤브레인들을 이용함으로써 보강되는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 전극은 직포, 부직포 또는 전기 방사 천 또는 매트이고, 상기 매트릭스는 폴리머 전해질로 구성되는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강성 또는 가요성 매트릭스는 탄소 섬유 메트릭스이고, 그 표면 상에 노출된 탄소 섬유들은 상기 전극들에 대한 집전기로서 동작하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 충전 및 방전의 100 사이클에 걸쳐 측정된 30 옴 미만의 등가 직렬 저항; 및 그램당 100 패럿 초과의 특정 콘덕턴스 및 3.5V의 동작 전압에서 6Wh/kg 초과의 에너지 저장 용량을 갖는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 디바이스. - 운송 차량용 본체부로서,
적어도 하나의 전하 저장 수퍼커패시터 셀이 내장된 또는 캡슐화된, 공기 역학적 형상의 가요성 또는 강성 요소를 포함하며,
상기 적어도 하나의 전하 저장 수퍼커패시터 셀은 전극들, 이온 투과성 멤브레인 및 전해질을 포함하고,
상기 전극들 중 적어도 하나는 나노 탄소 컴포넌트를 포함하는,
운송 차량용 본체부. - 제12항에 있어서,
광전지 셀을 더 포함하고,
상기 광전지 셀은,
상기 요소의 적어도 하나의 표면에 부착되거나 내부에 배치되고 상기 전하 저장 수퍼커패시터 셀과 전기 접촉하는 것을 특징으로 하는,
운송 차량용 본체부. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 운송 차량의 다른 본체부 또는 전기 컴포넌트에 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
운송 차량용 본체부. - 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
0.7 내지 0.2 범위의 항력 계수(drag coefficient)를 갖는 것을 특징으로 하는,
운송 차량용 본체부.
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Families Citing this family (1)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030127561A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-07-10 | Toyota Motor Sales U.S.A., Inc | Wing airfoil |
| US20130224551A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Nokia Corporation | Apparatus and Associated Methods |
| US20150093629A1 (en) * | 2012-05-08 | 2015-04-02 | Battelle Memorial Institute | Multifunctional cell for structural applications |
| US20150162140A1 (en) * | 2012-08-03 | 2015-06-11 | Bae Systems Plc | Structural supercapacitor usable in a mechanical structure |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5862035A (en) * | 1994-10-07 | 1999-01-19 | Maxwell Energy Products, Inc. | Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes |
| JP4302338B2 (ja) | 2001-10-10 | 2009-07-22 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| US20030169558A1 (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-11 | Olson John B. | Multi-function carbon composite capacitor electrode |
| US8576542B2 (en) * | 2005-11-09 | 2013-11-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Structural electrochemical capacitor |
| GB0607957D0 (en) * | 2006-04-21 | 2006-05-31 | Imp Innovations Ltd | Energy storage device |
| JP2008060333A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| WO2009134707A2 (en) * | 2008-04-27 | 2009-11-05 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Ultracapacitors and methods of making and using |
| US8526167B2 (en) * | 2009-09-03 | 2013-09-03 | Applied Materials, Inc. | Porous amorphous silicon-carbon nanotube composite based electrodes for battery applications |
| JP5427292B2 (ja) * | 2010-03-23 | 2014-02-26 | 太陽誘電株式会社 | 電気化学デバイス用蓄電素子、該蓄電素子を用いた電気化学デバイス、電気化学デバイス用蓄電素子の製造方法、及び電気化学デバイスの製造方法 |
| US8760840B2 (en) * | 2010-04-14 | 2014-06-24 | Tdk Corporation | Electrochemical device and manufacturing method thereof, circuit board and housing tray |
| US8358110B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-01-22 | Nokia Corporation | Integration of supercapacitors within a flexible printed circuit and associated methods |
| US8760851B2 (en) | 2010-12-21 | 2014-06-24 | Fastcap Systems Corporation | Electrochemical double-layer capacitor for high temperature applications |
| TWI506842B (zh) * | 2011-03-21 | 2015-11-01 | Cheng Yan Kao | The Carrier of the Carbon Carbide Power System with High Storage Efficiency |
| JP2012204121A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Nisshinbo Holdings Inc | 蓄電デバイス用電極 |
| CN102290245B (zh) * | 2011-04-29 | 2012-11-21 | 深圳市惠程电气股份有限公司 | 一种聚酰亚胺电容电池及其制作方法 |
| US20140014403A1 (en) | 2011-07-11 | 2014-01-16 | Robert J. Miller | Energy storage and dispensing flexible sheeting device |
| US10515768B2 (en) * | 2012-04-04 | 2019-12-24 | Lyten, Inc. | Apparatus and associated methods |
| US10147558B2 (en) * | 2012-04-18 | 2018-12-04 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Northern Arizona University | Structural supercapacitor |
| WO2014135846A1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-12 | Bae Systems Plc | Standby electrical energy storage devices |
| US10734166B2 (en) * | 2013-03-15 | 2020-08-04 | Zapgo Ltd | Structure for electric energy storage using carbon nanotubes |
| US10546698B2 (en) * | 2013-03-15 | 2020-01-28 | Zapgo Ltd | Structure for electric energy storage using carbon nanotubes |
| US9136064B2 (en) | 2013-07-26 | 2015-09-15 | Corning Incorporated | Carbon for high voltage EDLCs |
| US9595398B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-03-14 | Corning Incorporated | Low resistance ultracapacitor electrode and manufacturing method thereof |
| US10872737B2 (en) * | 2013-10-09 | 2020-12-22 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolytes for high temperature energy storage device |
| KR101680591B1 (ko) * | 2014-09-04 | 2016-11-29 | 주식회사 아모그린텍 | 플렉서블 배터리 및 그 제조방법과 플렉서블 배터리를 포함하는 보조배터리 |
| KR102608659B1 (ko) | 2014-11-13 | 2023-12-04 | 잽고 엘티디 | 배터리 충전기 |
| CN106531977A (zh) * | 2015-09-11 | 2017-03-22 | 徐海波 | 氧化石墨烯量子点与石墨烯复合电极材料及其制备方法 |
| US10046666B2 (en) * | 2015-11-05 | 2018-08-14 | Ningbo Wise Digital Technology Co., Ltd | Vehicle comprising a bifunctional structural part |
| GB2548128B (en) | 2016-03-09 | 2021-12-15 | Zapgo Ltd | Method of reducing outgassing |
| GB201604133D0 (en) * | 2016-03-10 | 2016-04-27 | Zapgocharger Ltd | Supercapacitor with integrated heater |
| EA201990587A1 (ru) * | 2016-08-31 | 2019-07-31 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юнивёрсити Оф Калифорния | Устройства, содержащие материалы на основе углерода, и их производство |
| US10446332B2 (en) * | 2017-01-25 | 2019-10-15 | Alexander Graziani Mancevski | Ultrathin asymmetric nanoporous-nickel graphene-copper based supercapacitor |
| GB2559781A (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-22 | Zapgo Ltd | Wearable electronic device including a supercapacitor |
| TWI822676B (zh) * | 2017-04-18 | 2023-11-21 | 英商立可行有限公司 | 能量儲存裝置 |
-
2018
- 2018-04-17 TW TW107113045A patent/TWI822676B/zh active
- 2018-04-18 EP EP18718625.9A patent/EP3613067A1/en active Pending
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-
2021
- 2021-12-06 US US17/543,634 patent/US11715608B2/en active Active
-
2023
- 2023-07-31 US US18/362,913 patent/US20230386761A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030127561A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-07-10 | Toyota Motor Sales U.S.A., Inc | Wing airfoil |
| US20130224551A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Nokia Corporation | Apparatus and Associated Methods |
| US20150093629A1 (en) * | 2012-05-08 | 2015-04-02 | Battelle Memorial Institute | Multifunctional cell for structural applications |
| US20150162140A1 (en) * | 2012-08-03 | 2015-06-11 | Bae Systems Plc | Structural supercapacitor usable in a mechanical structure |
Also Published As
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