KR20230101517A - 전기이중층 커패시터 전해액 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20230101517A
KR20230101517A KR1020210191682A KR20210191682A KR20230101517A KR 20230101517 A KR20230101517 A KR 20230101517A KR 1020210191682 A KR1020210191682 A KR 1020210191682A KR 20210191682 A KR20210191682 A KR 20210191682A KR 20230101517 A KR20230101517 A KR 20230101517A
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김대원
신재열
김한주
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(주) 퓨리켐
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전기 이중층 커패시터는, 양극 및 음극을 포함하는 전극부; 상기 양극과 음극을 전기적으로 분리하는 분리막; 및 상기 양극 및 음극 표면에 전기 이중층이 형성되도록 상기 전극부에 접촉되어 있는 전해액을 포함하고,
상기 전해액은, 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트 (Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)을 포함하는 전해염; 및 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 고온고전압하에서 전기이중층 커패시터를 장기간 사용 후의 고온내구성, 셀 열화 특성, 내구성 등 다양한 커패시터 특성에 있어서 개선이 이루어지는 것을 알 수 있다.

Description

전기이중층 커패시터 전해액 및 그 제조방법 {ELECTRIC DOUBLE LAYER CAPACITOR ELECTROLYTE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 슈퍼커패시터 특성 중 고온성능(100℃ 이상) 개선을 위한 전해액 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 용매를 사용하여 각 용매에 따른 고온성능 유지력을 확인 하여 가장 안정적인 성능을 나타낼 수 있는 슈퍼커패시터용 전해액 제조 및 이를 이용한 셀 제조 방법에 관한 것이다.
슈퍼커패시터는 일반 커패시터보다 에너지 밀도가 높고, 출력밀도는 이차전지에 비해 높은 장점을 가진다. 슈퍼커패시터 중 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacity, EDLC)는 이온의 흡착 및 탈착을 통해 에너지를 저장하는 장치로서 고출력 및 장수명 특성을 가져 차세대 에너지 저장장치로서 다양한 분야에서 각광을 받고 있는 에너지 저장장치이나, 고온 또는 고전압 환경에서 셀을 작동할 때 전해액의 산화·환원 반응 및 부반응으로 인해 수명이나 출력과 같은 전기화학적 성능에 영향을 미친다. 따라서, 고온 내구성 및 수명특성을 개선하기 위하여 전기이중층 커패시터 또는 그 하이브리드 커패시터의 소재, 전극 및 셀 구조 설계 등에 대한 다양한 연구들이 수행되고 있다.
전기이중층 커패시터는 두 개의 집전체와 집전체를 덮고 있는 전극활물질로 구성된 양극 및 음극 두개의 전극을 포함하는 전극부와 그 사이를 채우는 전해액, 그리고 두 전극을 전기적으로 분리하는 분리막으로 구성되어 있으며, 전해액은 수기 용매 또는 비수기인 유기 용매에 염이나 이온성 액체가 용해되어 양이온이나 음이온으로 존재하는 형태로서, 집전체에 전압을 걸어주면 대전되어 전극표면에 전극표면과 이온의 직접적인 흡착을 방해하여 서로 대전된 전기이중층을 만든다. 전기이중층 커패시터는 전극과 전극 사이의 대전을 이용한 기존의 커패시터와 달리 전극과 전해액 층 사이의 대전을 이용하기 때문에 대전된 물질간의 거리가 옴스트롱(0.1nm) 단위로 줄어들게 되어 보다 더 큰 정전용량을 가질 수 있다.
이와 관련하여, 일본 공개특허공보 제2008-218682호에서는 전기이중층 커패시터용 전해액에 사슬형 프로필렌 카보네이트(Propylene Carbonate , PC) 또는 사슬형 프로필렌 카보네이트(PC)와 술포란(Sulfolane, SL)의 혼합유기용매에 DMPBF4, TEMABF4, TEABF4, SBPBF4, PSPBF4 중 하나의 전해염을 혼합한 전해액을 사용하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같이 프로필렌 카보네이트(PC) 기반의 유기용매를 사용할 경우 고온 조건하에서 장시간 사용시 고온내구성이 급격히 저하되는 문제점을 나타낸다.
(특허문헌1) 일본 공개특허공보 제2008-218682호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 고온내구성이 우수하여 고온 고전압 조건하에서 장시간 사용하여도 용량변화율이 적은 전기이중층 커패시터용 전해액 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 고온 고전압 조건하에서 장기간 사용시에도 고온내구성이 우수하고 셀의 치수 변화량이 적은 전기이중층 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기 이중층 커패시터용 전해액은, 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트(Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)을 포함하는 전해염; 및 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전기 이중충 커패시터용 전해액은 몰레큘러시브(molecular sieve)를 사용하여 수분이 제거된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 SBPBF4는 1.0M의 SBPBF4인 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 이중층 커패시터는, 양극 및 음극을 포함하는 전극부; 상기 양극과 음극을 전기적으로 분리하는 분리막; 및 상기 양극 및 음극 표면에 전기 이중층이 형성되도록 상기 전극부에 접촉되어 있는 전해액을 포함하고,
상기 전해액은: 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트 (Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)을 포함하는 전해염; 및 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 이중층 커패시터용 전해액 제조 방법은,
1.0M의 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트(SBPBF4)을 포함하는 전해염을 생성하는 단계;
에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 생성하는 단계; 및
수분이 30ppm 이하인 드라이룸 내에서 1.0M의 SBPBF4을 포함하는 전해염과 상기 유기용매를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액 및 그 제조방법에 따르면, 고온내구성이 우수하여 고온 고전압 조건하에서 장시간 사용하여도 용량변화율이 적은 전기이중층 커패시터를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터에 따르면, 고온 고전압 조건하에서 장기간 사용시에도 고온내구성이 우수하고 셀의 치수 변화량이 적어 커패시터의 열화가 현저하게 개선될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 용량변화율을 측정한 그래프이다.
도 3은 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 AC-ESR 저항변화율을 측정한 그래프이다.
도 4는 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 DC-ESR 저항변화율을 측정한 그래프이다.
도 5는 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 L치수 변화율을 측정한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
전기이중층 커패시터는 전극과 전해액 층 사이의 대전을 이용하기 때문에 사용되는 전해액의 성능이 중요하다. 특히, 전기이중층 커패시터의 유기용매로서 프로필렌 카보네이트(PC)가 널리 사용되고 있다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액은 타 유기용매, 즉 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL)과 전해질염으로서 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트(Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)를 혼합하여 이루어 진다. 이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액을 사용하여 제조된 전기이중층 커패시터는 장기간 고온고전압의 조건에서 사용하여도 고온내구성, 저항증가율, 치수감소 정도가 안정적으로 나타난다. 이 때 사용되는 SBPBF4는 1.0M의 용액을 사용할 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액은 상기 전기이중충 커패시터용 전해액은 생성 후, 몰레큘러시브(molecular sieve)를 사용하여 수분이 제거된 것일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전해액에 기능성 첨가제가 추가적으로 첨가될 수도 있다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 전해액을 제조하는 방법은 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액의 제조방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 이중층 커패시터용 전해액의 제조 방법은, 우선 1.0M의 SBPBF4를 포함하는 전해염을 준비하는 단계(S110), 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 생성하는 단계(S120); 1.0M의 SBPBF4을 포함하는 전해염과 상기 유기용매를 혼합하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 상기 혼합 단계는 수분이 0ppm보다 크고 30ppm 이하인 드라이룸 내에서 이루어 질 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액의 제조 방법은, 상기 혼합 단계 후에, 상기 전해액을 몰레큘러시브(Molecular sieve)를 사용하여 수분을 제거하는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터용 전해액을 사용하는 전기이중층 커패시터는, 양극 및 음극을 포함하는 전극부; 상기 양극과 음극을 전기적으로 분리하는 분리막; 및 상기 양극 및 음극 표면에 전기이중층이 형성되도록 상기 전극부에 접촉되어 있는 전해액을 포함한다. 상기 전해액은 SBPBF4을 포함하는 전해염, 및 EMC와 EC를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 GBL 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 포함할 수 있다. 이때 SBPBF4는 1.0M의 용액을 사용할 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 전해액은 생성 후, 몰레큘러시브(molecular sieve)를 사용하여 수분이 제거된 것일 수 있다.
제조예
본 발명의 일 제조예에서, 전기이중층 커패시터를 위한 전극은 활성탄, 도전재 바인더를 87:7:6의 함량으로 혼합하여 슬러리를 제조하고, 이 때 믹서의 온도를 20℃에서 유지하였다. 제조된 슬러리를 균일하게 코팅하기 위해 코터를 이용하여 전극을 제작하고, 제작된 전극의 균일도 및 집전체와의 접착력을 향상시켜 주기 위해 롤 프레스(Roll press) 하여 전극을 제조하였으며, 프레스율은 10%를 유지하였다. 최종 제조된 전기이중층 커패시터 전극은 양극은 160 ㎛, 음극은 120 ㎛ 의 길이로 준비하였고 전기이중층 커패시터 셀 크기는 직경 10 mm x 길이 30 mm로 제작하였다.
이와 같이 생성된 양극 및 음극을 분리막을 기준으로 양쪽에 놓아 권취형으로 소자를 말아 권취형 소자를 제조하고, 제작된 소자의 수분을 제거하기 위해 150℃에서 24시간동안 건조하였다.
상기 귄취형 소자를 수분을 제거하기 위해 150℃에서 24시간동안 건조하고, 건조된 소자를 전해액에 20분간 함침하며, 함침된 소자를 직경 10 mm, 길이 30 mm 크기의 알루미늄 캔에 넣어 커패시터 셀을 제작하였다. 이 때, 건조 공정부터 캔에 넣어 셀로 제작하는 공정까지 수분이 30 ppm 이하의 드라이룸 안에서 제조하였다.
비교예
비교예 1은 전해염으로서 1.0M의 SBPBF4와 유기용매로서 PC를 혼합하여 전해액을 제조하고, 이러한 전해액에 상기 권취형 소자를 함침하여 커패시터 셀을 제작하였다.
실시예
실시예 1은 전해염으로서 1.0M의 SBPBF4와 유기용매로서 GBL 을 포함하여 전해액을 제조하고, 실시예 2는 전해염으로서 1.0M의 SBPBF4와 유기용매로서 EC와 DMC를 1:1의 질량조성비로 혼합한 혼합유기용매를 포함하는 혼합유기용매를 혼합하여 전해액을 제조하였으며, 실시예 3은 전해염으로서 1.0M의 SBPBF4와 유기용매로서 EC와 EMC를 1:1의 질량조성비로 혼합한 혼합유기용매를 포함하여 전해액을 각각 제조하여, 각 전해액에 상기 권취형 소자를 함침함으로서 커패시터 셀을 제작하였다.
실험예
실험예에서는 비교예와 실시예에 따라 제조된 셀을 활성화시키기 위해 각 셀을 2.7V에서 6시간 동안 에이징을 실시하였다. 에이징이 완료 후, 비교예 1과 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 전기이중층 커패시터 소자들에 대하여 2.3V 105℃ 의 고온 고전압 조건하에서 가속화 시험을 실시하여 각각의 전기이중층 커패시터 사용 시간에 따른 충전 및 방전하여 용량(Capacitance, F)변화율을 측정하고, 그 외에도 상기 고온고전압의 조건하에서 교류저항(AC-ES)의 저항변화율, 직류저항(DC-ESR)의 저항변화율, 및 길이(L) 치수 변화량을 각각 측정하였다. 상기 길이(L) 치수는 셀 높이를 측정하는 것으로서, 셀을 가혹조건에서 실험하면 셀 내부에 가스가 발생하여 팽창하는 데, 이러한 셀의 열화를 셀의 높이 변화를 측정하는 것으로 확인할 수 있다.
도 2는 2.3V, 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 용량변화율을 측정한 그래프를 도시한다. 전기이중층 커패시터를 1000시간 사용하였을 때, 비교예 1 (SBPBF4/PC)은 약 46%의 용량감소율을 나타냈으며, 실시예 1 (SBPBF4/GBL)은 약 33%의 용량감소율, 실시예 2 (SBPBF4/EC:DMC(1:1))는 약 40%의 용량감소율, 실시예 3 (SBPBF4/EC:EMC(1:1))는 약 45%의 용량감소율을 나타내었다. 또한, 고온내구성을 2000시간 사용하였을 때, 비교예 1은 약 65% 용량감소율을 나타냈었으며, 실시예 1은 약 43%의 용량감소율, 실시예 2는 약 50%의 용량감소율, 실시예 3는 약 58%의 용량감소율을 나타내었다. 따라서, 장시간 고온고전압 조건 하에서 사용하는 경우, 비교예에 비교하여 실시예 1 내지 3의 경우에 용량변화율이 감소하여 전기이중층 커패시터의 고온내구성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 2.3V, 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 일실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 교류(AC-ESR) 저항변화율을 측정한 그래프를 도시한다. 전기이중층 커패시터를 1000시간 사용하였을 때, 비교예 1 (SBPBF4/PC)은 약 320%의 교류 저항증가율을 나타냈으며, 실시예 1 (SBPBF4/GBL)은 약 230%의 교류 저항증가율, 실시예 2 (SBPBF4/EC:DMC(1:1))는 약 330%의 교류 저항증가율, 실시예 3 (SBPBF4/EC:EMC(1:1))는 약 310%의 교류 저항증가율을 나타내었다. 또한, 고온내구성을 2000시간 사용하였을 때, 비교예 1은 약 660%의 교류 저항증가율을 나타냈었으며, 실시예 1은 약 400%의 교류 저항증가율, 실시예 2는 약 480%의 교류 저항증가율, 실시예 3는 약 525%의 교류 저항증가율을 나타내었다. 따라서, 장시간 고온고전압 조건 하에서 사용하는 경우, 비교예에 비교하여 실시예 1 내지 3의 경우에 AC-ESR 저항증가율이 감소하여 전기이중층 커패시터의 열화현상이 개선되는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 일실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 직류(DC-ESR) 저항변화율을 측정한 그래프이다. 전기이중층 커패시터를 1000시간 사용하였을 때, 비교예 1 (SBPBF4/PC)은 약 370%의 직류 저항증가율을 나타냈으며, 실시예 1 (SBPBF4/GBL)은 약 255%의 직류 저항증가율, 실시예 2 (SBPBF4/EC:DMC(1:1))는 약 370%의 직류 저항증가율, 실시예 3 (SBPBF4/EC:EMC(1:1))는 약 350%의 직류 저항증가율을 나타내었다. 또한, 고온내구성을 2000시간 사용하였을 때, 비교예 1은 약 775%의 직류 저항증가율을 나타냈었으며, 실시예 1은 약 480%의 직류 저항증가율, 실시예 2는 약 575%의 직류 저항증가율, 실시예 3는 약 600%의 직류 저항증가율을 나타내었다. 따라서, 장시간 고온고전압 조건 하에서 사용하는 경우, 비교예에 비교하여 실시예 1 내지 3의 경우에 직류 저항증가율이 감소하여 전기이중층 커패시터의 열화현상이 개선되는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 2.3V 105℃에서의 가속화 시험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전기이중층 커패시터의 사용 시간에 따른 L치수 변화를 측정한 그래프이다. 전기이중층 커패시터를 1000시간 사용하였을 때, 비교예 1 (SBPBF4/PC)은 약 1.5 mm의 L치수의 증가량을 나타냈으며, 실시예 1 (SBPBF4/GBL)은 약 1.1 mm의 L치수 의 변화, 실시예 2 (SBPBF4/EC:DMC(1:1))는 약 1.33 mm의 L치수 증가량, 실시예 3 (SBPBF4/EC:EMC(1:1))는 약 1.38 mm의 L치수 증가량을 나타내었다. 또한, 고온내구성 2000시간 사용하였을 때, 비교예 1은 약 1.65 mm의 L치수증가량을 나타냈었으며, 실시예 1은 약 1.14 mm의 L치수 증가량, 실시예 2는 약 1.45 mm의 L치수 증가량, 실시예 3는 약 1.52 mm의 L치수 증가량을 나타내었다. 따라서, 장시간 고온고전압 조건 하에서 사용하는 경우, 비교예에 비교하여 실시예 1 내지 3의 경우에 L치수 감소율이 개선되어 전기이중층 커패시터의 내구성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이상의 실험예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전해염을 SBPBF4로 사용하는 경우에 실시예 1 내지 실시예 3의 유기용매로 한 전해액을 사용하는 경우, 비교예 1에 비교할 때, 고온고전압하에서 장기간 사용 후에 고온내구성, 셀 열화 특성, 내구성 등 다양한 커패시터 특성에 있어서 개선이 이루어지는 것을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트(Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)을 포함하는 전해염; 및
    에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매
    를 포함하는, 전기 이중층 커패시터용 전해액.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 이중충 커패시터용 전해액은 몰레큘러시브(molecular sieve)를 사용하여 수분이 제거된 것을 특징으로 하는, 전기 이중층 커패시터용 전해액.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SBPBF4는 1.0M의 SBPBF4인 것을 특징으로 하는, 전기 이중층 커패시터용 전해액.
  4. 양극 및 음극을 포함하는 전극부;
    상기 양극과 음극을 전기적으로 분리하는 분리막; 및
    상기 양극 및 음극 표면에 전기 이중층이 형성되도록 상기 전극부에 접촉되어 있는 전해액을 포함하고,
    상기 전해액은:
    스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트 (Spirobipyrrolydinium tetrafluoroborate, SBPBF4)을 포함하는 전해염; 및
    에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene　carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 이중층 커패시터용 전해액.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 SBPBF4는 1.0M의 SBPBF4인 것을 특징으로 하는, 전기이중층 커패시터용 전해액.
  6. 1.0M의 스피로비피롤리디니움 테트라플루오로보레이트(SBPBF4)을 포함하는 전해염을 생성하는 단계;
    에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC)과 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC)를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 감마부티로락톤 (γ-butyrolactone, GBL) 중 적어도 하나를 포함하는 유기용매를 생성하는 단계; 및
    수분이 0ppm보다 크고 30ppm 이하인 드라이룸 내에서 1.0M의 SBPBF4을 포함하는 전해염과 상기 유기용매를 혼합하는 단계를 포함하는, 전기 이중층 커패시터용 전해액 제조 방법.
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