KR20230062090A - 고온 안정성을 갖는 수퍼커패시터 전해질 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼커패시터 전해질은 지방족 나이트릴 혼합물; 및 스파이로바이피롤리디니움테트라플루오로보레이트(SBPBF4);을 포함하고, 상기 지방족 나이트릴 혼합물은 지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함한다.
Description
본 발명은 고온 안전성을 갖는 수퍼커패시터 전해질에 관한 것이다. 구체적으로 지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함하여 구성되는 지방족 나이트릴 혼합물을 포함하는 수퍼C커패시터 전해질에 관한 것이다.
수퍼커패시터(Supercapacitor, SC)는 각종 전자기기에 사용되는 중요한 에너지 저장 소자이다.
에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate)와 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 등이 비교적 훌륭한 전기화학과 화학 안정성을 갖고 있기 때문에, 수퍼커패시터의 전해액 시스템에 사용할 수 있다. 그러나, 에틸렌 카보네이트나 프로필렌 카보네이트와 같이 유전율이 높은 유기용매를 전해질의 주요 성분으로 사용할 경우, 전해질의 점도상승으로 고율성능을 제대로 구현시킬 수 없다. 이러한 문제를 해결하게 위해, 수퍼커패시터용 전해용매는 유전율이 비교적 낮은 아세토나이트릴이 주로 사용되고 있으나, 이로 인해 상용되고 있는 수퍼커패시터의 고온 안정성이 취약한 문제가 있고, 또한, 고온에서 무부하 방치시 저항이 증가되는 등 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온, 무부하 상태에서 열적 안정성을 갖는 지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함하는 고온 안정성을 갖는 수퍼커패시터 전해질을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼커패시터 전해질은 지방족 나이트릴 혼합물 및 스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트 (SBPBF4);을 포함하고, 상기 지방족 나이트릴 혼합물은,지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함할 수 있다.
상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물은 99.9:0.1 내지 70:30 부피비로 혼합될 수 있고, 구체적으로 90:10 내지 80:20 부피비로 혼합될 수 있다.
상기 지방족 모노나이트릴 화합물은 아세토나이트릴일 수 있고, 상기 지방족 디나이트릴 화합물은 글루타로나이트릴일 수 있다.
스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트 (SBPBF4)의 몰농도는 0.5M 내지 1.6M일 수 있고, 구체적으로 1.0M 내지 1.4M일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 수퍼커패시터는 양 전극 및 상기 양 전극 사이에 개재된 본 발명에 따른 지방족 나이트릴 혼합물을 포함하는 전해질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고온 안정성을 갖는 수퍼커패시터 전해질은 전기화학적 안정성이 유지되기 때문에 수퍼커패시터의 고온 부하 성능 저하를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 고온 안정성을 갖는 수퍼커패시터 전해질은 수퍼커패시터의 고온 무부하 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 고온 무부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 무게변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4의 고온 무부하 상태에서 전해질염 몰농도에 따른 수퍼커패시터의 무게변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 고온 무부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 3, 실시예 4, 실시예 7, 비교예 2 및 비교예 5의 고온 무부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 5의 고온 부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4의 고온 무부하 상태에서 전해질염 몰농도에 따른 수퍼커패시터의 무게변화를 나타낸 그래프이다.
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도 4는 실시예 3, 실시예 4, 실시예 7, 비교예 2 및 비교예 5의 고온 무부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 5의 고온 부하 상태에서 시간에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에서 수퍼커패시터는 전기이중층 커패시터(electrostatic double-layer capacitor), 슈도커패시터(electrochemical pseudocapacitor), 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor) 등이 있을 수 있다.
수퍼커패시터의 두 전극은, 각각 집전체 및 집전체 위에 형성된 활물질 층을 포함할 수 있다. 구체적으로, 양극의 활물질 층에 적용될 수 있는 양극 활물질로는, 이중층 용량을 가지는 모든 탄소 재료가 가능하고, 예를 들어 활성탄, 활성탄소 섬유, 카본에어로젤, 전도성 고분자, 금속산화물, 천연섬유, 비정질 카본, 플라렌(fullerene), 나노 튜브 및 그래핀 (graphene) 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 음극의 활물질 층에 적용될 수 있는 음극 활물질로는, 리튬 이온과 흡착과 탈리가 가능한 모든 탄소 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 활성탄, 활성탄소 섬유, 카본에어로젤, 전도성 고분자, 금속산화물, 천연 흑연, 인조흑연, 혼연화 메소카본, 혼연화 탄소섬유, 코크스, 피치 등을 열처리한 탄소재료, 하드카본, 소프트 카본 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한 상기 수퍼커패시터의 전극은, 경우에 따라, 당업계에 일반적으로 알려진 바인더, 도전재 등을 더 포함할 수 있으며, 전술한 겔 폴리머 전해질에 대하여 안정적인 재료라면 크게 제한되지 않는다.
상기 수퍼커패시터의 두 전극은, 전해액에 의해 물리적으로 분리됨과 동시에, 이온성(ionically) 연결이 이루어질 수 있다. 이에, 전술한 전해액을 기반으로 하는 슈퍼 커패시터는, 별도의 분리막을 포함하지 않을 수 있다.
다만, 전술한 수퍼커패시터가 별도의 분리막을 포함할 경우, 이온 투과성 멤브레인(ion-permeable membrane), 예를 들어 일반적으로 알려진 셀룰로오스(cellulose), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 방향족 폴리아미드, 셀롤로오스, 스타이렌-부타다이엔 고무 등을 소재로 하는 분리막이 적용될 수 있으며, 안정적이며 투과성 있는 재료라면 크게 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 수퍼커패시터 전해질은 지방족 나이트릴 혼합물 및 전해질염을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 전해질은 지방족 나이트릴 혼합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 지방족 나이트릴 혼합물은 지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 상기 지방족 모노나이트릴 화합물은 화학식 1의 화합물일 수 있고, 지방족 디나이트릴 화합물은 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
(여기서, R1은 C1∼C15 알칸임).
[화학식 2]
(여기서, R2은 C1∼C15 알칸임).
보다 구체적으로, 지방족 모노나이트릴 화합물은 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)일 수 있고, 지방족 디나이트릴 화합물은 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물은 99.9:0.1 내지 50:50 부피비로 혼합될 수 있고, 구체적으로, 99:1 내지 70:30 부피비로 혼합될 수 있으며, 보다 구체적으로 90:10 내지 80:20 부피비로 혼합될 수 있다. 상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물의 혼합 비율이 상기 범위 내에 포함될 경우, 상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물을 혼합하여 전해질로 적용하는 수퍼커패시터의 고온 부하 성능이 유지되면서 고온 무부하 성능을 향상시키는데 유리하다.
본 발명에서, 상기 수퍼커패시터 전해질은 전해질염을 포함할 수 있다.
구체적으로 전해질염은 리튬염, 암모늄염 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 리튬염은 커패시터의 충방전 동작시 양 전극 간의 캐리어 이온으로서, 리튬 이온을 포함하는 염일 수 있다. 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF5, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiC(SO2CF3)3, LiPF4(CF3)2, LiPF3(C2F5)3, LiPF3(CF3)3, LiPF3(iso-C3F7)3, LiPF5(iso-C3F7), (CF2)2(SO2)2NLi, (CF2)3(SO2)2NLi 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 암모늄염은 테트라에틸 암모늄 테트라플루오로 보레이트(Tetraethyl ammonium tetrafluoroborate:TEABF4), 트리에틸메틸 암모늄 테트라플루오로 보레이트(Triethylmethyl ammonium tetrafluoroborate:TEMABF4), 디에틸디메틸 암모늄 테트라플루오로 보레이트(Diethyldimethyl ammonium tetrafluoroborate:DEDMABF4), 디에틸메틸메톡시에틸 암모늄 테트라플루오로 보레이트(Diethyl-methyl-methoxyethyl ammonium tetrafluoroborate:DEMEBF4), 스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트(Spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate:SBPBF4), 스파이로피페리딘 피롤리디니움 (Spiropiperidinepyrrolidinium tetrafluoroborate:SPPBF4) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전해질염은 스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트(Spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate:SBPBF4)일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전해질은 전해질염을 0.5M 내지 1.6M의 농도로 포함할 수 있고, 구체적으로 1.0M 내지 1.4M의 농도로 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 1.0M 내지 1.2M 농도로 포함할 수 있다. 전해질염의 농도가 너무 낮은 경우, 이온전도도가 낮아 용량이 작은 문제점이 있다. 전해질염의 농도가 너무 높은 경우, 전해질의 점도가 상승하여 적용되는 수퍼커패시터의 특성이 저하되고, 셀의 제조 단가가 높아질 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예, 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 부피비로 9:1 혼합한 후, 1M SBPBF4염을 용해하여 전해질을 준비하였다. 여기서, 1M SBPBF4염은 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN) 및 SBPBF4의 혼합물 1L 당 1몰 혼합하였다.
실시예 2
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 부피비로 8:2로 혼합하여 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 3
1.2M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 4
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 부피비로 8:2로 혼합하여 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 5
1.4M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 6
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 부피비로 8:2로 혼합하여 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 7
1.1M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 8
0.9M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
비교예 1
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)만 사용하고 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 혼합하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
비교예 2
1.2M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
비교예 3
1.4M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
비교예 4
1.6M SBPBF4염을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
비교예 5
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)와 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, PC)를 9:1로 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 전해질을 준비하였다.
실시예 1 내지 실시예 10, 비교예 1 내지 비교예 5에서 사용되는 전해질 혼합물 및 혼합 비율 및 아래 <표 1>에 정리하여 나타내었다.
| 부피비 | SBPBF4 몰농도 | |||
| ACN | GN | PC | ||
| 실시예 1 | 9 | 1 | - | 1.0 |
| 실시예 2 | 8 | 2 | - | 1.0 |
| 실시예 3 | 9 | 1 | - | 1.2 |
| 실시예 4 | 8 | 2 | - | 1.2 |
| 실시예 5 | 9 | 1 | - | 1.4 |
| 실시예 6 | 8 | 2 | - | 1.4 |
| 실시예 7 | 9 | 1 | - | 1.1 |
| 실시예 8 | 9 | 1 | - | 0.9 |
| 비교예 1 | 10 | - | - | 1.0 |
| 비교예 2 | 10 | - | - | 1.2 |
| 비교예 3 | 10 | - | - | 1.4 |
| 비교예 4 | 10 | - | - | 1.6 |
| 비교예 5 | 9 | - | 1 | 1.2 |
수퍼캐퍼시터(Supercapacitor) 제조
본 발명에서 고온 무부하 테스트 및 고온 부하 테스트를 수행하기 위하여, 활성 탄소(Active carbon)를 양 전극으로 하는 원통형 수퍼커패시터(supercapacitor)를 제조하였다. 전해질로는 실시예 1 내지 실시예 10, 비교예 1 내지 비교예 5에 따른 전해질을 적용하였다.
실험예 1: 고온 무부하 테스트
제조된 수퍼커패시터를 무부하(Open circuit voltage, OCV) 상태로, 85℃의 온도조건에서 1000시간 방치하여, 수퍼커패시터의 무게 및 등가직렬저항(Equivalent Series Resistance, ESR)을 측정하였다.
여기서 무게는 0.1mg 단위의 전자저울(AX324KR)을 이용하여, 고온 무부하 테스트 시작전, 24, 87, 150, 250, 500, 750, 1000시간 후 각각 측정하였다. 또한 3번 이상 측정하여 평균 값을 채택하였다.
ESR은 임피던스 분석기(ZIVE SP1)를 이용하여, 고온 무부하 테스트 시작전, 24, 87, 150, 250, 500, 750, 1000시간 후 각각 측정하였다. 구체적으로 1,000Hz에서의 저항(resistance) 값을 채택하였다.
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 전해질을 적용한 수퍼커패시터의 고온 무부하 테스트에서, 시간 변화에 따른 수퍼커패시터의 무게 변화를 도 1에 나타내었다.
도 1에 도시한바와 같이, 고온 무부하 테스트 시간이 경과할수록, 수퍼커패시터의 무게 변화는 점차 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 혼합하여 적용한 수퍼커패시터는 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)만 적용한 수퍼커패시터보다 무게 변화가 작은 것으로 나타났다.
또한, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합 비율이 8:2인 경우 9:1인 경우보다 수퍼커패시터의 무게 변화가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.
이로부터, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 혼합하여 전해질에 포함시킬 경우, 고온 무부하 상태에서 수퍼커패시터의 무게 변화를 줄일 수 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)에 대한 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합 비율이 큰 경우 수퍼커패시터의 무게 변화가 상대적으로 작은 것을 확인할 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 전해질을 적용한 수퍼커패시터를 1000시간동안 고온 무부하 방치하였을 때, 수퍼커패시터의 무게 변화를 도 2에 나타내었다.
도 2에 도시한바와 같이, 전해질에 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)만 포함되거나, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합비율이 동일할 경우, 전해질 내에 포함되는 SBPBF4 몰농도가 증가할수록, 수퍼커패시터의 무게 변화는 감소하다가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, SBPBF4 몰농도가 동일한 경우, 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합비율이 높을수록 무게변화가 작은 것을 확인 할 수 있다.
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 전해질을 적용한 수퍼커패시터의 고온 무부하 테스트에서, 시간 변화에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 도시한바와 같이, 고온 무부하 테스트 시간이 경과할수록, 수퍼커패시터의 ESR은 점차 증가하는 것으로 나타났다. 한편, SBPBF4 몰농도가 1.0M인 경우, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 혼합하여 적용한 수퍼커패시터는 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)만 적용한 수퍼커패시터보다 ESR 변화가 작은 것으로 나타났다.
또한, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합 비율이 8:2인 수퍼커패서터는 9:1인 수퍼커패시터보다 ESR 변화가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.
실시예 3, 실시예 4, 실시예 7, 비교예 2 및 비교예 5에 따른 전해질을 적용한 수퍼커패시터의 고온 무부하 테스트에서, 시간 변화에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 도시한바와 같이, 고온 무부하 테스트 시간이 증가할수록, 수퍼커패시터의 ESR은 점차 증가하는 것으로 나타났다.
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)만 단독으로 적용(비교예 2)하는 수퍼커패시터의 ESR 변화가 가장 큰 것으로 나타났다.
SBPBF4 몰농도가 1.2M인 경우, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, PC)을 9:1로 혼합하여 적용한 수퍼커패시터가 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 9:1 및 8:2로 혼합하여 적용하는 수퍼커패시터보다 ESR 변화가 더 큰 것으로 나타났다.
도 3의 결과와 마찬가지로, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)의 혼합 비율이 8:2인 수퍼커패서터는 9:1인 수퍼커패시터보다 ESR 변화가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.
실험예 2 : 고온 부하 테스트
제조된 수퍼커패시터를 2.5V 전압을 인가하는 상태에서, 85℃의 온도조건에서 1000시간 방치하여, 수퍼커패시터의 무게 및 등가직렬저항(Equivalent Series Resistance, ESR)을 측정하였다.
실시예 3, 비교예 2 및 비교예 5에 따른 전해질을 적용한 수퍼커패시터의 고온 부하 테스트에서, 시간 변화에 따른 수퍼커패시터의 ESR 변화 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 도시한바와 같이, 고온 부하 테스트 시간이 증가할수록, 수퍼커패시터의 ESR은 점차 증가하는 것으로 나타났다.
아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, PC)을 9:1로 혼합하여 적용한 수퍼커패시터의 ESR 변화가 가장 큰 것으로 나타났다.
또한, 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)을 단독으로 적요한 수퍼커패시터 및 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)과 글루타로나이트릴(Glutaronitrile, GN)을 9:1 혼합하여 적용한 수퍼커패시터의 ESR은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (8)
- 지방족 나이트릴 혼합물; 및
스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트 (SBPBF4);을 포함하고,
상기 지방족 나이트릴 혼합물은,
지방족 모노나이트릴 화합물 및 지방족 디나이트릴 화합물을 포함하는 것인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제1항에 있어서,
상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물은 99.9:0.1 내지 70:30 부피비로 혼합되는 것인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제2항에 있어서,
상기 지방족 모노나이트릴 화합물과 지방족 디나이트릴 화합물은 90:10 내지 80:20 부피비로 혼합되는 것인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제1항에 있어서,
상기 지방족 모노나이트릴 화합물은 아세토나이트릴(ACN)인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제1항에 있어서,
상기 지방족 디나이트릴 화합물은 글루타로나이트릴(GN)인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제1항에 있어서,
상기 스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트 (SBPBF4)의 몰농도는 0.5M 내지 1.6M인 것인,
수퍼커패시터 전해질.
- 제6항에 있어서,
상기 스파이로바이 피롤리디니움 테트라플루오로 보레이트 (SBPBF4)의 몰농도는 1.0M 내지 1.4M인 것인,
수퍼커패시터 전해질.
- 양 전극; 및
상기 양 전극 사이에 개재된 지방족 나이트릴 혼합물을 포함하는 전해질;을 포함하고,
상기 전해질이 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 따른 수퍼커패시터 전해질인 것인, 수퍼커패시터.
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