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한 개의 셀 내에 리튬 2차전지 및 초고용량 커패시터를 구비하며, 상기 리튬 2차전지의 양전극과 상기 초고용량 커패시터의 한쪽 전극은 공통전극으로서 양극에 연결되고, 상기 리튬 2차전지의 리튬금속으로 이루어진 음전극과 상기 초고용량 커패시터의 다른 쪽 전극은 음극에 연결되어 3전극 형태를 갖는 하이브리드 전원소자
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제1항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 리튬 2차전지의 양전극물질로서도 사용될 수 있고, 상기 초고용량 커패시터의 전극물질로서도 사용될 수 있는 전도성 고분자 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제2항에 있어서, 상기 전도성 고분자전극의 전극활물질은 폴리아닐린, 폴리피놀, 폴리사이오펜 또는 이들의 유도체인 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제1항에 있어서, 상기 리튬 2차전지 및 상기 초고용량 커패시터는 상기 리튬 2차전지 및 상기 초고용량 커패시터에 동일하게 사용되어도 상기 리튬 2차전지와 상기 초고용량 커패시터의 성능이 발휘될 수 있는 동일한 전해액이 사용된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제4항에 있어서, 상기 전해액의 염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiCF3SO3 또는 LiN(CF3SO2)3 중 하나 또는 2개 이상을 혼합한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제4항에 있어서, 상기 전해액의 용매는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 아세토니트릴(aceto nitrile), 디에톡시에탄(diethoxyethane), 디옥소란(dioxolane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone) 또는 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide)중 하나 또는 2개 이상을 혼합하여 사용한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제1항에 있어서, 상기 리튬 2차전지의 양전극과 음전극 사이 및 상기 초고용량 커패시터의 한쪽 전극과 다른 쪽 전극 사이는 분리막 또는 고분자 전해질로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제7항에 있어서, 상기 분리막은 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제7항에 있어서, 상기 고분자 전해질은 폴리비닐리덴디플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP), 폴리아크릴로니트릴(poly acrylo nitrile) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(poly methyl metha acrylate)로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제1항에 있어서, 상기 리튬 2차전지의 음전극과 상기 초고용량 커패시터의 공통전극 이외의 전극을 분리하여 상기 두 전극간의 간섭을 줄이고, 외부부하에서 요구하는 에너지 정도에 따라 스위칭을 할 수 있는 논리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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제10항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 논리회로의 양극에 연결되고, 상기 리튬 2차전지의 음전극과 상기 초고용량 커패시터의 공통전극 이외의 전극을 분리하는 상기 논리회로는 외부의 요구에너지가 작을 때는 상기 리튬 2차전지의 음전극쪽으로 연결되어 상기 리튬 2차전지가 작동하여 에너지를 공급할 수 있도록 하고, 외부의 요구에너지가 클 때는 상기 초고용량 커패시터의 공통전극 이외의 전극쪽으로 연결되어 상기 초고용량 커패시터가 작동하여 에너지를 공급할 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자
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보호대 위에 거름종이 또는 유리종이를 놓고, 전해액을 소정 량 첨가한 다음, 니켈 메쉬에 리튬금속을 압착하여 붙인 전극을 올려놓는 단계; 상기 전극 상에 분리막 또는 고분자 전해질을 적층한 후, 전해액을 소정 량 가해주는 단계; 전하집전체에 양쪽으로 전극활물질을 붙인 전도성 고분자전극을 올려놓은 다음, 전해액을 소정 량 가해주는 단계; 상기 결과물 상에 분리막 또는 고분자 전해질을 적층한 후, 전해액을 소정 량 가해주는 단계; 전하집전체에 한쪽 방향에만 전극활물질을 붙인 전도성 고분자전극을 올려놓은 다음, 거름종이 또는 유리종이를 올려놓는 단계; 상기 거름종이 또는 유리종이 상에 보호대를 올려놓는 단계; 및 진공 열포장이 가능한 물질을 이용하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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제12항에 있어서, 상기 전도성 고분자전극은, 전극활물질과 도전제 및 바인더를 소정 비율로 섞은 후, 소정 시간 동안 용기에서 일정한 힘으로 눌러주면서 얇은 덩어리 형태로 만들고, 상기 얇은 덩어리 형태의 전극물질을 전하집전체 위에 올려놓고 프레스로 압착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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전하집전체에 전극활물질을 양쪽에 코팅하여 공통전극으로 사용할 전도성 고분자 전극을 준비하고, 전하집전체에 전극활물질을 한쪽에 코팅하여 초고용량 커패시터의 전극으로 사용할 전도성 고분자 전극을 준비하는 단계; 리튬금속전극, 분리막, 공통전극으로 사용할 전도성 고분자 전극, 분리막, 및 상기 초고용량 커패시터 전극으로 사용할 전도성 고분자 전극을 적층하는 단계; 상기 결과물에 전해액을 첨가하는 단계; 및 진공 열포장이 가능한 물질을 이용하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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제14항에 있어서, 상기 전극판 형태의 전도성 고분자전극의 형성은, 전극활물질과 도전제를 아세톤에 분산시켜 혼탁액을 만드는 단계; 바인더인 폴리비닐리덴디플루오라이드(PVDF)계열 고분자를 아세톤에 녹여 바인더 용액을 만드는 단계; 상기 혼탁액 및 상기 바인더 용액을 섞은 후, 소정 시간 동안 교반하여 슬러리 용액을 만드는 단계; 상기 슬러리 용액을 일정한 간격을 가진 갭(gab)장치를 이용하여 일정한 두께로 코팅하는 단계; 상기 결과물을 소정 온도에서 소정 시간 동안 건조한 후, 원하는 크기로 잘라 전하집전체 위에 적층하는 단계; 및 소정 온도 및 소정 압력으로 라미네이션하여 접합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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전극판 형태의 전도성 고분자단면전극, 고분자 전해질, 공통전극인 전극판 형태의 전도성 고분자전극, 고분자 전해질을 순차적으로 적층하는 단계; 적층된 상기 결과물을 소정 온도 및 소정 압력으로 라미네이션하여 접합하는 단계; 접합된 상기 결과물을 전해액에 함침하는 단계; 전해액에 함침된 상기 결과물 상에 리튬금속을 적층하는 단계; 및 진공 열포장이 가능한 물질을 이용하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 소정 온도는 100∼130℃ 정도이고, 상기 소정 압력은 40kg/㎝ 정도인 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 전극판 형태의 전도성 고분자전극의 형성은, 전극활물질과 도전제를 아세톤에 분산시켜 혼탁액을 만드는 단계; 바인더인 폴리비닐리덴디플루오라이드(PVDF)계열 고분자를 아세톤에 녹여 바인더 용액을 만드는 단계; 상기 혼탁액 및 상기 바인더 용액을 섞은 후, 소정 시간 동안 교반하여 슬러리 용액을 만드는 단계; 상기 슬러리 용액을 일정한 간격을 가진 갭(gab)장치를 이용하여 일정한 두께로 코팅하는 단계; 상기 결과물을 소정 온도에서 소정 시간 동안 건조한 후, 원하는 크기로 잘라 전하집전체 위에 적층하는 단계; 및 소정 온도 및 소정 압력으로 라미네이션하여 접합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전원소자의 제조방법
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