KR20200046691A - Electrode active material and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electrode active material and a method for manufacturing the same. The method for manufacturing the electrode active material according to an embodiment of the present invention includes the steps of: pre-processing a raw material including tofu or waste tofu; pulverizing the pre-processed raw material; and carbonizing the pulverized raw material. Pure proteins can be extracted from the raw material including tofu or waste tofu, and a high-performance electrode active material can be manufactured based on the pure proteins.

Description

전극활물질 및 그의 제조방법{ELECTRODE ACTIVE MATERIAL AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}Electrode active material and its manufacturing method {ELECTRODE ACTIVE MATERIAL AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 전극활물질 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode active material and a method for manufacturing the same.

현재 수퍼커패시터용 전극재료로서 사용되는 물질은 활성탄, 탄소, 전도성 고분자, 전이금속 산화물 등이 있다. 이들 중 탄소재료 등은 제조가 용이하나 원료물질로서 사용되는 탄소는 국내에서 생산되는 것이 불순물이 많고 비표면적이 작아서 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다. 따라서, 경제적인 비용이 많이 드는 단점이 있다. 그리고, 일반적인 금속산화물은 높은 용량을 보유하고 있으나 전기화학적인 안정성이 낮다는 단점이 있다.Materials currently used as electrode materials for supercapacitors include activated carbon, carbon, conductive polymers, and transition metal oxides. Among these, carbon materials and the like are easy to manufacture, but most of the carbon used as a raw material is domestically produced and has a large amount of impurities and a small specific surface area, so it is mostly dependent on import. Therefore, there is a disadvantage in that it is expensive. In addition, the general metal oxide has a high capacity, but has a disadvantage of low electrochemical stability.

활성탄은 특유의 기공특성으로 인하여 환경 정화 및 에너지 저장 등에 주요하게 적용되는 소재이다. 이러한 기존의 활성탄은 전구체 및 활성화 공정에만 연구가 집중되어 있었다. 하지만, 활성화 공정은 흑연 결정립을 산화하여 기공을 생성되는 것으로 활성탄의 결정성에 영향을 주는 전구체 뿐만 아니라 탄화공정에 대한 연구가 필요하다. 활성탄은 출발물질에 따라 식물계(목질, 야자 껍데기), 석탄/석유 피치(pitch)계, 저온 분해 고분자계, 바이오매스(bio-mass)등 다종다양한 원료에 의해 제조되며, 출발물질 내에 탄소가 함유되어 있으면 어느 것이나 활성탄의 원료로 사용될 수 있다. 그러나, 원료의 높은 불순물 함량 제어와 보다 저렴하면서 비표면적과 세공구조가 효과적으로 제어된 활성탄 제조는 공업적인 면에서 매우 중요한 위치에 있다.Activated carbon is a material that is mainly applied to environmental purification and energy storage due to its unique pore characteristics. This existing activated carbon has been focused only on the precursor and activation process. However, the activation process is to generate pores by oxidizing the graphite grains, so it is necessary to study the carbonization process as well as the precursors that affect the crystallinity of the activated carbon. Activated carbon is produced by various raw materials such as plant-based (wood, palm shell), coal / petroleum pitch system, low-temperature decomposition polymer system, and bio-mass, and contains carbon in the starting material. Any of them can be used as a raw material for activated carbon. However, the production of activated carbon in which the control of high impurity content of the raw material and the control of the specific surface area and pore structure while being cheaper is effective is at a very important position in the industrial aspect.

한편, 두부는 유통기한이 매우 짧아 유통기한이 지난 많은 양의 두부가 대량 폐기되고 있는 바, 환경 오염 및 폐기 처리 비용 발생 등의 문제가 있다.On the other hand, since the shelf life of tofu is very short, a large amount of tofu that has passed the expiration date has been largely discarded, and thus there are problems such as environmental pollution and disposal cost.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 유통기한이 짧아 대량으로 폐기되는 두부 또는 폐두부를 원료로 이용하여 음식폐기물을 자원화하고, 고용량, 고출력 및 장수명 특성과 우수한 전기화학적 성능을 가질 수 있는 전극활물질 및 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to shorten the shelf life, using a large amount of tofu or waste tofu that is disposed of as a raw material to recycle food waste, high capacity, high power and long life characteristics and excellent electricity It is to provide an electrode active material capable of having a chemical performance and a manufacturing method thereof.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계; 상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 원료를 탄화시키는 단계;를 포함하는, 전극활물질의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, pre-processing the raw material including tofu or waste tofu; Crushing the pre-treated raw material; And carbonizing the pulverized raw material.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계는, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 상온건조 또는 고온건조하는 것, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 유기용매로 세정하는 것 또는 이 둘을 포함하고, 상기 유기용매는, 아세톤, 아세틸아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one side, the step of pre-processing the raw material containing the tofu or waste tofu, drying the material containing the tofu or the tofu at room temperature or high temperature drying, the organic solvent to the raw material containing the tofu or waste tofu Washing with or containing two, and the organic solvent may include at least one selected from the group consisting of acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, ethanol and isopropanol.

일 측에 있어서, 상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계 이후에, 상기 분쇄된 원료를, 질산, 황산, 염산, 인산, 불산, 초산, 이산화망간(MnO2), 과망간산칼륨(KMnO4), 과산화수소(H2O2) 및 메타인산(HPO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산용액으로 처리하는 것일 수 있다.On one side, after the step of pulverizing the pre-treated raw material, the pulverized raw material, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, manganese dioxide (MnO 2 ), potassium permanganate (KMnO 4 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) And metaphosphate (HPO 3 ) It may be to be treated with an acid solution containing at least one selected from the group consisting of.

일측에 있어서, 상기 전처리 전 또는 후에, 상기 원료에, 인(P), 붕소(B), 질소(N), 불소(F) 및 황(S)으로 이루어진 비금속 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이종원소를 혼합하는 단계를 더 포함하거나; 상기 전처리 전 또는 상기 분쇄하는 단계 이후에 저온 분해 고분자를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In one side, before or after the pre-treatment, at least one heterogeneous selected from the non-metal group consisting of phosphorus (P), boron (B), nitrogen (N), fluorine (F) and sulfur (S) in the raw material Further comprising mixing the elements; The method may further include adding a low temperature decomposition polymer before or after the pre-treatment.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법에 의하여 제조된 전극활물질로서, 상기 전극활물질의 비표면적은 500 m2/g 내지 4000 m2/g이고, 상기 전극활물질의 기공부피는 0.70 ㎤/g 내지 1.30 ㎤/g이고, 상기 전극활물질의 중, 마이크로기공은 20 % 내지 95 %이고, 메조기공 및 매크로기공의 합은 5 % 내지 80 %인 것인, 전극활물질을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, an electrode active material prepared by a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention, the specific surface area of the electrode active material is 500 m 2 / g to 4000 m 2 / g, The pore volume of the electrode active material is 0.70 cm 3 / g to 1.30 cm 3 / g, among the electrode active material, micro pores are 20% to 95%, and the sum of mesopores and macro pores is 5% to 80%. , To provide an electrode active material.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법에 의하여, 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료로부터 순수한 단백질을 추출할 수 있으며, 순수한 단백질을 기초로 고성능의 전극활물질을 제조할 수 있다. 또한, 폐기되는 두부를 원료로 하여 전극활물질을 제조할 수 있어, 폐기 비용이 절감되고, 버려지는 음식폐기물을 자원화하여 새로운 시장을 창출할 수 있다.According to a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention, pure protein may be extracted from raw materials including tofu or waste tofu, and a high-performance electrode active material may be prepared based on pure protein. In addition, since the electrode active material can be manufactured using tofu to be discarded as a raw material, the cost of disposal can be reduced, and a new market can be created by turning waste food waste into a resource.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질은 비표면적 향상, 기공의 크기 조절, 구조적 안정성을 가져 기존의 활성탄의 전기화학적인 성능을 크게 향상시킴과 동시에 기존의 탄소소재에서 지적되던 단위부피당 중량, 전기저항, 전극수명 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 수퍼커패시터 전극소재, 리튬전지 음극(anode) 소재, 연료전지, 수처리용 탄소 소재 및 센서로서 유용하게 사용될 수 있다.The electrode active material according to an embodiment of the present invention has a specific surface area improvement, pore size control, structural stability, and greatly improves the electrochemical performance of the existing activated carbon, and at the same time, weight per unit volume, electricity Resistance, electrode life, etc. can be improved. In addition, it can be usefully used as a supercapacitor electrode material, a lithium battery anode material, a fuel cell, a carbon material for water treatment, and a sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질을 포함하는 슈퍼커패시터는, 순수한 단백질을 기초로 제조되어 우수한 전기화학적 특성을 나타낼 수 있다.The supercapacitor including the electrode active material according to an embodiment of the present invention is manufactured based on pure protein and may exhibit excellent electrochemical properties.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐두부의 상온건조하기 전 및 후의 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예들의 활성탄을 포함하는 수퍼커패시터의 비용량(specific capacitance)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예들의 활성탄을 포함하는 수퍼커패시터의 출력특성(power density)을 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a picture of before and after room temperature drying of the tofu according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a specific capacitance of a supercapacitor containing activated carbon according to embodiments of the present invention.
4 is a graph showing the power density of a supercapacitor including activated carbon according to embodiments of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to a user's, operator's intention, or customs in the field to which the present invention pertains. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우 뿐만 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when one member is positioned "on" another member, this includes not only the case where one member abuts another member, but also the case where another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the other component may be further included instead of excluding the other component.

명세서 전체에서, "이종원소"는 활성탄의 성분인 탄소(C) 이외에 활성탄 표면에 인위적으로 도입되는 원소를 의미하는 것으로 사용한다.Throughout the specification, “heterogeneous element” is used to mean an element artificially introduced to the surface of activated carbon in addition to carbon (C), which is a component of activated carbon.

이하, 본 발명의 전극활물질 및 그의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the electrode active material of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계; 상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 원료를 탄화시키는 단계;를 포함하는, 전극활물질의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, pre-processing the raw material including tofu or waste tofu; Crushing the pre-treated raw material; And carbonizing the pulverized raw material.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법에 의하여, 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료로부터 순수한 단백질을 추출할 수 있으며, 순수한 단백질을 기초로 고성능의 전극활물질을 제조할 수 있다.According to a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention, pure protein may be extracted from raw materials including tofu or waste tofu, and a high-performance electrode active material may be prepared based on pure protein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법을 설명하는 순서도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법은, 원료 전처리 단계(110), 분쇄 단계(120) 및 탄화 단계(130)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention includes a raw material pretreatment step 110, a grinding step 120, and a carbonization step 130.

일 측에 있어서, 원료 전처리 단계(110)는, 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 것일 수 있다. 두부 또는 폐두부는 식물계 활성탄을 제조하는데 있어 비교적 균일한 원료를 제공하며, 고분자량의 섬유소로 구성되어 있어 목질계나 폐기물계에 비해 상대적으로 고순도, 고수율의 활성탄을 제조할 수 있다.On one side, the raw material pre-treatment step 110 may be pre-processing a raw material including tofu or waste tofu. Tofu or waste tofu provides relatively uniform raw materials for manufacturing plant-based activated carbon, and is composed of high-molecular-weight fiber, so it can produce relatively high-purity, high-yield activated carbon compared to wood-based or waste-based.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계는, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 상온건조 또는 고온건조하는 것, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 유기용매로 세정하는 것 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.In one side, the step of pre-processing the raw material containing the tofu or waste tofu, drying the material containing the tofu or the tofu at room temperature or high temperature drying, the organic solvent to the raw material containing the tofu or waste tofu It may be a thing to be washed with or containing both.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 상온건조 하는 것은, 상온에서 5 분 내지 10 시간 동안 50°C 이하에서 건조하는 것일 수 있다. 상기 상온건조에 의해 두부 또는 폐두부에 있는 유분을 제거할 수 있다.On one side, drying the raw material including the tofu or the tofu at room temperature may be drying at 50 ° C. or less for 5 minutes to 10 hours at room temperature. The oil in the tofu or the tofu can be removed by drying at room temperature.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 고온건조 하는 것은, 100 ℃내지 500 ℃의 온도에서 30 분 내지 5 시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 이때 잔류수분이 10 % 미만이 되도록 건조하는 것일 수 있다. 상기 온도 범위 및 시간 범위 동안 수행된 열처리에 의해 두부 또는 폐두부에서 기공을 포함하는 복합체를 얻을 수 있다.On one side, the high-temperature drying of the raw material including the tofu or the tofu may be performed for 30 minutes to 5 hours at a temperature of 100 ℃ to 500 ℃. At this time, the residual moisture may be dried to less than 10%. The heat treatment performed during the temperature range and the time range can be used to obtain a composite including pores in the head or the closed head.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료는 유기용매의 세정에 의해 상기 원료 또는 다공성 복합체 표면 및 내부에 있는 불순물을 제거할 수 있다. 상기 유기용매는, 아세톤, 아세틸아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.On one side, the raw material including the tofu or the waste tofu may remove impurities on the surface or inside of the raw material or the porous composite by washing the organic solvent. The organic solvent may include at least one selected from the group consisting of acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, ethanol, and isopropanol.

일 측에 있어서, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리함으로써 두부 또는 폐두부 중 순수한 단백질을 추출할 수 있다.On one side, pure protein may be extracted from the tofu or the tofu by pre-processing the raw material including the tofu or the tofu.

일 측에 있어서, 상기 원료를 상온건조 또는 고온건조한 이후에, 원료에 활성화 물질을 첨가하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.In one side, after the raw material is dried at room temperature or high temperature, the step of adding an active material to the raw material (not shown) may be further included.

일 측에 있어서, 상기 활성화 물질은 KOH, NaOH, K2CO3, Na2CO3, H3PO4, H2SO4, ZnCl2, CaCl2 및 CH3CO2K로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one aspect, the active material is at least selected from the group consisting of KOH, NaOH, K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , H 3 PO4, H 2 SO 4 , ZnCl 2 , CaCl 2 and CH 3 CO 2 K It may include any one.

일 측에 있어서, 상기 활성화 물질을 포함하는 용액에 상기 다공성 복합체를 침지시키는 것일 수 있다. 이 때, 다공성 복합체 표면과 다공성 복합체 내에 이미 형성된 기공에 활성화 첨가물질이 고르게 함침될 수 있도록 충분한 시간 동안 담지하는 것이 바람직하다.In one side, it may be to immerse the porous composite in a solution containing the active material. At this time, it is preferable to support the porous composite surface and the pores already formed in the porous composite for a sufficient time so that the active additive is impregnated evenly.

일 측에 있어서, 상기 활성화 물질에 의해 메조기공이 형성될 수 있다. 따라서, 기존의 활성탄의 전기화학적인 성능을 크게 향상시킴과 동시에 기존의 탄소소재에서 지적되던 단위부피당 중량, 전기저항, 전극수명 등을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 활성화 물질에 의해 전극활물질의 비표면적 향상, 기공의 크기 조절, 구조적 안정성 등을 통해서 리튬이차전지 전극물질, 수퍼커패시터의 전극활물질로 이용할 수 있다. 또한, 내부저항이 적으며 안정하여 성능이 향상된 수퍼커패시터용 전극을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 국내 생산이 가능하여 경제적 효과가 크며, 기존의 수입에 의존 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)와 비교하여 성능 및 수명이 향상된 수퍼커패시터용 전극을 제공할 수 있다.On one side, mesopores may be formed by the active material. Therefore, it is possible to greatly improve the electrochemical performance of the existing activated carbon and at the same time improve the weight, electrical resistance, electrode life, etc. per unit volume pointed out in the existing carbon material. Specifically, it can be used as a lithium secondary battery electrode material, an electrode active material of a supercapacitor through a specific surface area improvement of an electrode active material, a pore size control, structural stability, etc. by an active material. In addition, there is an effect of providing an electrode for a supercapacitor with improved performance due to low internal resistance and stability. In addition, it is possible to provide an electrode for a supercapacitor with improved performance and lifespan compared to EDLC (Electric Double Layer Capacitor), which is capable of domestic production and has a large economic effect and relies on an existing import.

일 측에 있어서, 분쇄 단계(120)는, 전처리된 원료를 분쇄하는 것일 수 있다.On one side, the crushing step 120 may be to pulverize the pretreated raw material.

일 측에 따르면, 분쇄는 복합체의 입자간 융착 현상을 해소하여 낱개의 입자로 분리하기 위하여 수행하는 공정이다. 상기 분쇄는 일반적인 분쇄기라면 어떤 것이라도 적용 가능하다. 상기 전처리된 원료를 회전식 로터 방식의 분쇄기를 이용해 분쇄할 수 있으며, 상기 분쇄기는 모터에 의해 회전하는 원형 로터에 의해 회전하고, 회전 로터에 적어도 2 개 이상의 분쇄바가 장착되어 있고, 분쇄바의 단면 형상은 원형 내지는 다각형인 형태의 분쇄기로 처리할 수 있다.According to one side, crushing is a process performed to resolve the fusion phenomenon between particles of the composite and separate them into individual particles. The pulverization may be any general grinder. The pre-processed raw material can be pulverized using a rotary rotor type grinder, the grinder is rotated by a circular rotor rotated by a motor, and at least two or more crushing bars are mounted on the rotating rotor, and the sectional shape of the crushing bar Silver can be treated with a circular or polygonal grinder.

일 측에 따르면, 상기 분쇄는, 핀 밀, 파인 임팩트 밀, 볼밀, 비즈밀, 로터가 장착된 기류방식의 분급기, 다이노밀, 디스크밀, 롤밀 및 사이클론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 분쇄기에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 원료는, 사용 용도에 맞게 10 메쉬 내지 1500 메쉬로 분쇄할 수 있으며, 상기 원료의 입도는 20 nm 내지 20 ㎛인 것일 수 있다.According to one side, the grinding, pin mill, fine impact mill, ball mill, bead mill, rotor-equipped classifier with airflow, dynomill, disc mill, roll mill and at least one selected from the group consisting of cyclone It may be performed in a grinder. The raw material may be pulverized to 10 mesh to 1500 mesh to suit the intended use, and the particle size of the raw material may be 20 nm to 20 μm.

일측에 있어서, 상기 전처리 전 또는 후에, 상기 원료에, 인(P), 붕소(B), 질소(N), 불소(F) 및 황(S)으로 이루어진 비금속 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이종원소를 혼합하는 단계(미도시)를 더 포함하거나; 상기 전처리 전 또는 상기 분쇄하는 단계 이후에 저온 분해 고분자를 첨가하는 단계(미도시)를 더 포함하는 것일 수 있다.In one side, before or after the pre-treatment, at least one heterogeneous selected from the non-metal group consisting of phosphorus (P), boron (B), nitrogen (N), fluorine (F) and sulfur (S) in the raw material Further comprising the step of mixing elements (not shown); The step of adding a low temperature decomposition polymer (not shown) may be further included before or after the pre-treatment.

일 측에 있어서, 상기 이종원소를 혼합함으로써, 탄화 단계 이후에 활성탄에 도핑되어 수소(H), 산소(O), 질소(N) 등의 관능기 대신에 치환 결합되어 활성탄의 표면은 탄소(C)와 인(P)이 공유결합을 이루거나, 탄소(C)와 붕소(B)가 공유결합을 이루거나, 탄소(C)와 불소(F)가 공유결합을 이루거나, 탄소(C)와 황(S)이 공유결합을 이루게 된다. 뿐만 아니라, 탄소(C)와 인(P)-붕소(B)가 공유결합을 이루건, 탄소(C)와 불소(F)-황(S)이 공유결합을 이루는 것일 수도 있다.On one side, by mixing the dissimilar elements, doped with activated carbon after the carbonization step is substituted and substituted instead of functional groups such as hydrogen (H), oxygen (O), nitrogen (N), and the surface of activated carbon is carbon (C) The phosphorus (P) forms a covalent bond, the carbon (C) and boron (B) form a covalent bond, the carbon (C) and fluorine (F) form a covalent bond, or the carbon (C) and sulfur (S) forms a covalent bond. In addition, carbon (C) and phosphorus (P)-boron (B) may be a covalent bond, or carbon (C) and fluorine (F)-sulfur (S) may be a covalent bond.

일 측에 있어서, 탄소와 이종원소의 공유결합은 가혹한 전기화학적 조건과 고온에서도 안정한 상태를 유지한다. 이종원소로 도핑된 다공성 복합체 표면은 소수성(hydrophobicity)을 유지하여 유기용매와의 친화성이 우수하고, 표면을 통해 전해질이 활성탄의 내부로 침투되는 것을 향상시켜 리튬이차전지의 에너지밀도를 향상시킬 수 있다. 전극활물질에는 다양한 이종원소가 도핑될 수 있으므로 도핑된 이종원소의 종류에 따라 다양한 특성을 보일 수 있어 이를 다양한 분야에 적용할 수 있다.On one side, the covalent bonding of carbon and heterogeneous elements remains stable even under severe electrochemical conditions and high temperatures. The surface of the porous composite doped with a heterogeneous element maintains hydrophobicity and thus has excellent affinity with an organic solvent, and improves the energy density of the lithium secondary battery by improving the penetration of the electrolyte into the activated carbon through the surface. . Since the electrode active material may be doped with a variety of heterogeneous elements, it can exhibit various characteristics depending on the type of the doped heterogeneous element, which can be applied to various fields.

일 측에 있어서, 상기 저온 분해 고분자를 첨가함으로써, 상기 저온 분해 고분자가 전처리 전 원료 또는 분쇄된 원료에 첨가되어 열에 의해 전소함으로써 복합체에 더 많은 기공을 형성하게 된다.On one side, by adding the low-temperature decomposition polymer, the low-temperature decomposition polymer is added to the raw material or the pulverized raw material before pre-treatment to form more pores in the composite by burning by heat.

일 측에 있어서, 상기 저온 분해 고분자는, 폴리비닐피롤리돈, 폴리(비닐알코올), 폴리(메틸메타크릴레이트), 세트리모늄브로마이드, 도데실트리메틸암모늄 브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Tween-20), 폴리옥시에틸렌소르비탄모노팔미테이트(polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, Tween-40), 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween-80), 폴리비닐아세탈, 폴리비닐에테르, 폴리옥시에틸렌에테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 글리세린에스테르, 솔비탄에스테르, 프로필렌글리콜에스테르, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메타크릴산메틸, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리초산비닐, 폴리아크릴산, 폴리비닐부티랄, 폴리아크릴아미드, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 펙틴, 젤라틴, 잔탄검, 웰란검, 석시노글리칸, 셀룰로오스계 수지 및 폴리알킬렌옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one aspect, the low-temperature decomposition polymer, polyvinylpyrrolidone, poly (vinyl alcohol), poly (methyl methacrylate), setrimonium bromide, dodecyl trimethylammonium bromide, myristyl trimethylammonium bromide, polyoxy Polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween-20), polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Tween-40), polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween-80) ), Polyvinyl acetal, polyvinyl ether, polyoxyethylene ether, polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, sorbitan ester, propylene glycol ester, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene, Polypropylene, polymethacrylate, polyvinyl chloride, polychlorination ratio Liden, polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polyvinyl butyral, polyacrylamide, polyurethane, polydimethylsiloxane, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, melamine resin, phenol resin, pectin, gelatin, xanthan gum, wellan gum , Succinoglycan, cellulose-based resin and polyalkylene oxide may include at least one selected from the group consisting of.

일 측에 있어서, 상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계 이후에, 상기 분쇄된 원료를, 질산, 황산, 염산, 인산, 불산, 초산, 이산화망간(MnO2), 과망간산칼륨(KMnO4), 과산화수소(H2O2) 및 메타인산(HPO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산용액으로 처리하는 것일 수 있다. 또한, 상기 산용액에 물 및 알코올을 첨가하여 희석된 용액을 사용할 수도 있다.On one side, after the step of pulverizing the pre-treated raw material, the pulverized raw material, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, manganese dioxide (MnO 2 ), potassium permanganate (KMnO 4 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) And metaphosphate (HPO 3 ) It may be to be treated with an acid solution containing at least one selected from the group consisting of. Also, a diluted solution may be used by adding water and alcohol to the acid solution.

일 측에 있어서, 상기 산처리는 상기 분쇄된 원료 내의 탄소 및 도핑된 이종원소 외의 불순물을 제거하기 위하여 화학적 방법으로 수행하는 것일 수 있다. 상기 산처리 후, 얻어진 산처리된 복합체를 물 및 알코올을 이용하여 세척하여 사용할 수 있다. 상기 산처리에 의해 불순물이 제거된 순수한 단백질을 추출할 수 있다.In one aspect, the acid treatment may be carried out by a chemical method to remove impurities other than carbon and doped heterogeneous elements in the pulverized raw material. After the acid treatment, the obtained acid-treated complex can be used by washing with water and alcohol. The pure protein from which impurities have been removed by the acid treatment can be extracted.

일 측에 있어서, 상기 산처리 이후에 산처리된 원료를 건조하는 단계(미도시)가 수행될 수 있으며, 상기 건조는, 열풍건조기, 기류건조기, 케이크 드라이어 및 링 드라이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 건조기에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 건조기는 챔버 및 배기구가 구비된 장치인 것일 수 있다.In one side, a step (not shown) of drying the acid-treated raw material after the acid treatment may be performed, and the drying may be at least selected from the group consisting of a hot air dryer, an air flow dryer, a cake dryer, and a ring dryer. It may be performed in any one dryer. The dryer may be a device equipped with a chamber and an exhaust port.

일 측에 있어서, 탄화 단계(130)는, 상기 분쇄된 원료를 탄화하여 전극활물질을 제조하는 것일 수 있다.On one side, the carbonization step 130 may be to prepare the electrode active material by carbonizing the pulverized raw material.

일 측에 있어서, 상기 탄화는 비활성 기체 분위기 하의 고온로에서 수행될 수 있다. 상기 비활성 기체는, 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크립톤(Kr) 및 제논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.On one side, the carbonization may be performed in a high temperature furnace under an inert gas atmosphere. The inert gas may include at least one selected from the group consisting of nitrogen (N 2 ), argon (Ar), helium (He), neon (Ne), krypton (Kr), and xenon (Xe). .

일 측에 있어서, 상기 탄화는 500 ℃내지 2800 ℃의 온도에서 30 분 내지 5 시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 탄화가 500 ℃미만의 온도에서 수행되는 경우 탄화가 완벽히 이루어지지 않고, 2800 ℃초과의 온도에서 수행되는 경우 필요 이상의 열량 공급으로 제조원가 상승의 원인이 되며, 높은 온도로 인하여 원료에서 배출된 타르 가스의 열분해 생성물로 전극활물질의 오염이 발생할 수 있다.In one aspect, the carbonization may be performed for 30 minutes to 5 hours at a temperature of 500 ℃ to 2800 ℃. When the carbonization is performed at a temperature of less than 500 ° C, carbonization is not completely performed, and when it is performed at a temperature exceeding 2800 ° C, it causes a production cost increase by supplying more heat than necessary, and tar gas discharged from raw materials due to the high temperature Contamination of the electrode active material may occur as a thermal decomposition product of.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법에 의하여 두부 또는 폐두부로부터 순수한 단백질을 추출할 수 있어 추출된 순수한 단백질을 기초로 우수한 전기화학적 특성을 나타내는 수퍼커패시터의 전극 소재로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, pure protein can be extracted from tofu or tofu by the method of manufacturing an electrode active material, and thus can be used as an electrode material of a supercapacitor showing excellent electrochemical properties based on the extracted pure protein.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질의 제조방법에 의하여 제조된 전극활물질로서, 상기 전극활물질의 비표면적은 500 m2/g 내지 4000 m2/g이고, 상기 전극활물질의 기공부피는 0.70 ㎤/g 내지 1.30 ㎤/g이고, 상기 전극활물질의 중, 마이크로기공은 20 % 내지 95 %이고, 메조기공 및 매크로기공의 합은 5 % 내지 20 %인 것인, 전극활물질을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, an electrode active material prepared by a method of manufacturing an electrode active material according to an embodiment of the present invention, the specific surface area of the electrode active material is 500 m 2 / g to 4000 m 2 / g, The pore volume of the electrode active material is 0.70 cm 3 / g to 1.30 cm 3 / g, of the electrode active material, the micropores are 20% to 95%, and the sum of mesopores and macropores is 5% to 20%. , To provide an electrode active material.

일 측에 있어서, 본 발명의 전극활물질은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의하여 제조된 것일 수 있다.In one aspect, the electrode active material of the present invention may be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

일측에 있어서, 상기 전극활물질은, 인(P), 붕소(B), 질소(N), 불소(F) 및 황(S)으로 이루어진 비금속 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이종원소가 도핑된 것일 수 있다.In one side, the electrode active material, phosphorus (P), boron (B), nitrogen (N), fluorine (F) and sulfur (S) is selected from at least one hetero element selected from the non-metal group You can.

일 측에 있어서, 상기 전극활물질의 총량에 대하여 상기 이종원소가 0.1 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 이종원소의 함량이 0.1 중량% 미만이 되면 전지의 용량이 작아질 수 있고, 50 중량%를 초과하면 전극활물질에 의한 고속 충방전 기능이 저하되어 고출력 전지에 부적합하게 된다.In one aspect, the heterogeneous element may be included in an amount of 0.1 to 50% by weight relative to the total amount of the electrode active material. If the content of the heterogeneous element is less than 0.1% by weight, the capacity of the battery may be reduced, and if it exceeds 50% by weight, the high-speed charge / discharge function by the electrode active material is deteriorated, making it unsuitable for high-power batteries.

일 측에 있어서, 상기 이종원소의 입경은 1 nm 내지 20 ㎛인 것일 수 있다. 상기 이종원소의 입경이 작을수록, 이종원소의 입경의 절대적인 체적 변화가 작기 때문에 전극활물질 전체의 체적 변화를 효율적으로 억제할 수 있다. 상기 이종원소의 입경은, 전극활물질을 전극으로 사용할 경우, 보다 효과적인 전기 전도 경로를 형성하면서 상기 이종원소의 체적 팽창을 최소화 또는 억제하기 위해, 상기 범위인 1 nm 내지 20 ㎛인 것이 적합하다.On one side, the particle size of the heterogeneous element may be 1 nm to 20 μm. The smaller the particle size of the heterogeneous element, the smaller the absolute volume change of the particle diameter of the heterogeneous element, so that the volume change of the entire electrode active material can be effectively suppressed. The particle size of the heterogeneous element is preferably 1 nm to 20 μm in the above range in order to minimize or suppress the volumetric expansion of the heterogeneous element while forming a more effective electrical conduction path when an electrode active material is used as an electrode.

일 측에 있어서, 상기 전극활물질의 비표면적은 1000 m2/g 내지 3300 m2/g 일 수 있고, 상기 활성탄의 비표면적이 상기 범위 내인 경우 대전류 펄스 방전 특성과 고속 충방전 특성이 우수한 리튬이차전지를 구현할 수 있다.On one side, the specific surface area of the electrode active material may be 1000 m 2 / g to 3300 m 2 / g, and when the specific surface area of the activated carbon is within the above range, lithium excellent in high-current pulse discharge characteristics and high-speed charge / discharge characteristics is The battery can be implemented.

일 측에 있어서, 상기 전극활물질의 기공부피는 0.70 ㎤/g 내지 1.30 ㎤/g이고, 상기 전극활물질 중, 마이크로기공은 20 % 내지 95 %이고, 메조기공 및 매크로기공의 합은 5 % 내지 80 %인 것일 수 있고, 이와 같이 다양한 크기의 기공 분포로 인해 높은 표면적과 큰 기공부피를 가지게 된다.On one side, the pore volume of the electrode active material is 0.70 cm 3 / g to 1.30 cm 3 / g, among the electrode active materials, micro pores are 20% to 95%, and the sum of mesopores and macro pores is 5% to 80 It may be a percentage, and thus has a high surface area and a large pore volume due to various sizes of pore distribution.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질은 비표면적 향상, 기공의 크기 조절, 구조적 안정성을 가져 기존의 활성탄의 전기화학적인 성능을 크게 향상시킴과 동시에 기존의 탄소소재에서 지적되던 단위부피당 중량, 전기저항, 전극수명 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 수퍼커패시터 전극소재, 리튬전지 음극(anode) 소재, 연료전지, 수처리용 탄소 소재 및 센서로서 유용하게 사용될 수 있다.The electrode active material according to an embodiment of the present invention has a specific surface area improvement, pore size control, structural stability, and greatly improves the electrochemical performance of the existing activated carbon, and at the same time, weight per unit volume, electricity Resistance, electrode life, etc. can be improved. In addition, it can be usefully used as a supercapacitor electrode material, a lithium battery anode material, a fuel cell, a carbon material for water treatment, and a sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극활물질을 포함하는 슈퍼커패시터는, 순수한 단백질을 기초로 제조되어 우수한 전기화학적 특성을 나타낼 수 있다.The supercapacitor including the electrode active material according to an embodiment of the present invention is manufactured based on pure protein and may exhibit excellent electrochemical properties.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

[실시예 1][Example 1]

폐두부 20 g을 상온에서 10 시간 동안 상온건조하였다. 상온건조된 폐두부는 아세톤 500 ml에 침지시켜 세정하고, 볼밀을 이용하여, 밀링하여 입도가 10 nm ~ 20 ㎛가 되도록 분쇄하였다. 이어서, 상기 분쇄된 혼합물을 질산용액 200 mL을 이용하여 1 시간 동안 산처리를 수행하여, 혼합물 내에 있는 불순물을 제거하여 폐두부 중 순수한 단백질을 추출하였다. 이어서, 분쇄된 순수한 단백질을 질소 분위기 하에서 800 ℃에서 2 시간 동안 탄화시켜 전극활물질을 제조하였다.20 g of the tofu was dried at room temperature for 10 hours. The dried tofu dried at room temperature was immersed in 500 ml of acetone, washed, and milled using a ball mill to grind to a particle size of 10 nm to 20 μm. Subsequently, the pulverized mixture was acid-treated for 1 hour using 200 mL of a nitric acid solution, and impurities in the mixture were removed to extract pure protein from the tofu. Subsequently, the pulverized pure protein was carbonized at 800 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to prepare an electrode active material.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐두부의 상온건조하기 전 및 후의 사진이다. 도 2를 참조하면, 상온건조한 후의 폐두부는 유분이 제거되어 있는 것을 확인할 수 있다. Figure 2 is a picture of before and after room temperature drying of the tofu according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 2, it can be seen that the oily tofu is removed after drying at room temperature.

[실시예 2][Example 2]

폐두부를 상온건조한 후 아세톤 세정은 하지 않는 것으로 하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극활물질을 제조하였다.After drying the tofu at room temperature, it was determined that acetone was not washed, and the rest was prepared in the same manner as in Example 1.

[실험예] [Experimental Example]

상기 실시예의 전극활물질을 수퍼커패시터용 전극으로 이용하여 2032 규격 코인셀로 제조하였다.The electrode active material of the above example was manufactured as a 2032 standard coin cell by using it as an electrode for a supercapacitor.

도 3은 본 발명의 실시예들의 활성탄을 포함하는 수퍼커패시터의 비용량(specific capacitance)을 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예들의 활성탄을 포함하는 수퍼커패시터의 출력특성(power density)을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a specific capacitance of a supercapacitor containing activated carbon in embodiments of the present invention, and FIG. 4 is a power density of a supercapacitor containing activated carbon in embodiments of the present invention. It is a graph to show.

도 3 및 도 4에서, commercial AC는 상용 활성탄(activated carbon)으로 'Power Carbon Technology 사 제품을 포함하는 코인셀을 나타내고, Tofu AC는 상온건조되지 않은 두부로 제조한 활성탄을 포함하는 코인셀을 나타내고,Aceton Tofu AC는 실시예 1 (상온건조 후 아세톤 세정된 두부로 제조한 활성탄)을 포함하는 코인셀을 나타내고, Natural drying tofu AC는 실시예 2 (상온건조한 두부로 제조한 활성탄 (아세톤 세정 안함))를 포함하는 코인셀을 나타낸다.3 and 4, commercial AC represents a coin cell containing 'Power Carbon Technology' as commercial activated carbon, and Tofu AC represents a coin cell containing activated carbon prepared with tofu not dried at room temperature. , Aceton Tofu AC represents a coin cell containing Example 1 (activated carbon prepared with acetone washed tofu after room temperature drying), and Natural drying tofu AC is Example 2 (Activated carbon prepared with room temperature dried tofu (no acetone washing) ).

Commercial AC의 경우 낮은 고율(high-rate) 특성을 나타내고, Tofu AC는 상용 활성탄보다 낮은 특성을 나타낸다.본 발명에 따른 전극활물질을 이용하여 제조된 코인셀들(Aceton Tofu AC, Natural drying tofu)은 비용량 향상 및 전류밀도 향상에 의해 ESR이 월등하게 향상된 값을 나타내었으며, 커패시터의 전반적인 특성 향상을 확인할 수 있었다.In the case of Commercial AC, it exhibits low high-rate characteristics, and Tofu AC exhibits lower characteristics than commercial activated carbon. Coin cells (Aceton Tofu AC, Natural drying tofu) prepared using the electrode active material according to the present invention The ESR showed a significantly improved value due to the improvement of the specific capacity and the current density, and it was confirmed that the overall characteristics of the capacitor were improved.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or replaced by another component or equivalent Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (5)

두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계;
상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계; 및
상기 분쇄된 원료를 탄화시키는 단계;
를 포함하는,
전극활물질의 제조방법.
Pre-processing the raw material including tofu or waste tofu;
Crushing the pre-treated raw material; And
Carbonizing the crushed raw material;
Containing,
Method for manufacturing electrode active material.
제1항에 있어서,
상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 전처리하는 단계는,
상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 상온건조 또는 고온건조하는 것, 상기 두부 또는 폐두부를 포함하는 원료를 유기용매로 세정하는 것 또는 이 둘을 포함하고,
상기 유기용매는, 아세톤, 아세틸아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
전극활물질의 제조방법.
According to claim 1,
The step of pre-processing the raw material including the tofu or waste tofu,
Drying the raw material containing the tofu or waste tofu at room temperature or high temperature, washing the raw material containing the tofu or waste tofu with an organic solvent, or both
The organic solvent is to include at least any one selected from the group consisting of acetone, acetylacetone, methyl ethyl ketone, ethanol and isopropanol,
Method for manufacturing electrode active material.
제1항에 있어서,
상기 전처리된 원료를 분쇄하는 단계 이후에,
상기 분쇄된 원료를, 질산, 황산, 염산, 인산, 불산, 초산, 이산화망간(MnO2), 과망간산칼륨(KMnO4), 과산화수소(H2O2) 및 메타인산(HPO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산용액으로 처리하는 것인,
전극활물질의 제조방법.
According to claim 1,
After the step of grinding the pre-treated raw material,
The crushed raw material is selected from the group consisting of nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, manganese dioxide (MnO 2 ), potassium permanganate (KMnO 4 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and metaphosphoric acid (HPO 3 ). It is to be treated with an acid solution containing at least one
Method for manufacturing electrode active material.
제1항에 있어서,
상기 전처리 전 또는 후에, 상기 원료에, 인(P), 붕소(B), 질소(N), 불소(F) 및 황(S)으로 이루어진 비금속 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이종원소를 혼합하는 단계를 더 포함하거나;
상기 전처리 전 또는 상기 분쇄하는 단계 이후에 저온 분해 고분자를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것인,
전극활물질의 제조방법.
According to claim 1,
Before or after the pretreatment, at least one heterogeneous element selected from the non-metal group consisting of phosphorus (P), boron (B), nitrogen (N), fluorine (F), and sulfur (S) is mixed with the raw material. Further comprising a step;
Further comprising the step of adding a low-temperature decomposition polymer before or after the pre-grinding step,
Method for manufacturing electrode active material.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 전극활물질의 제조방법에 의하여 제조된 전극활물질로서,
상기 전극활물질의 비표면적은 500 m2/g 내지 4000 m2/g이고,
상기 전극활물질의 기공부피는 0.70 ㎤/g 내지 1.30 ㎤/g이고,
상기 전극활물질의 중, 마이크로기공은 20 % 내지 95 % 이고, 메조기공 및 매크로기공의 합은 5 % 내지 80 %인 것인,
전극활물질.

An electrode active material prepared by the method for manufacturing an electrode active material according to any one of claims 1 to 4,
The specific surface area of the electrode active material is 500 m 2 / g to 4000 m 2 / g,
The pore volume of the electrode active material is 0.70 cm 3 / g to 1.30 cm 3 / g,
Of the electrode active material, the micropores are 20% to 95%, and the sum of mesopores and macropores is 5% to 80%,
Electrode active material.

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