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3차원 그래핀 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 초고용량 커패시터

  • 기술번호 : KST2015126062
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 3차원 그래핀 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 초고용량 커패시터에 관한 것으로, 3차원 그래핀 발포체 상에 전이금속 수산화물, 더욱 상세하게는 니켈과 코발트가 최적화된 화학 양론비로 결합된 형태의 니켈-코발트 전이금속 수산화물이 합침되어 표면에 흡착된 형태의 3차원 그래핀 복합체과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 초고용량 커패시터(Super Capacitor)에 관한 것이다.본 발명에 따르면, 얇은 그래핀 골격으로 된 발포성 수지 구조를 통하여 경량화와 함께 높은 전도성을 갖는 집전체를 기초로, 화학적 용액성장법이라는 비교적 간단하고 경제적인 방식으로 나노 구조체를 효과적으로 성장시켜, 정전 능력이 비약적으로 향상된 고 에너지 밀도의 초고용량 커패시터 전극 등으로 유용하게 사용할 수 있다는 효과가 있다.
Int. CL C01G 41/02 (2006.01) C01B 31/04 (2006.01) C01G 53/04 (2006.01) H01G 11/36 (2013.01)
CPC C01B 32/184(2013.01) C01B 32/184(2013.01) C01B 32/184(2013.01) C01B 32/184(2013.01) C01B 32/184(2013.01)
출원번호/일자 1020140060288 (2014.05.20)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1490693-0000 (2015.02.02)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20150211) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.05.20)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 전성찬 대한민국 서울특별시 서대문구
2 손지수 대한민국 서울특별시 서대문구
3 파틸우마칸트마하데 인도 서울특별시 서대문구
4 쿨카르니사친바바사헤브 인도 서울특별시 서대문구
5 이수찬 대한민국 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 윤병국 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***길, **, *층 (대치동, 삼호빌딩)(지성국제특허법률사무소)
2 이영규 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***길, **, *층 (대치동, 삼호빌딩)(지성국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2014.05.20 수리 (Accepted) 1-1-2014-0472073-91
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5114224-78
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2014.09.26 수리 (Accepted) 1-1-2014-0919135-30
4 [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2014.10.06 수리 (Accepted) 1-1-2014-0948643-92
5 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search		 2014.10.07 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
6 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search		 2014.10.13 수리 (Accepted) 9-1-2014-0078063-56
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.11.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0769593-44
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2015.01.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0030940-51
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2015.01.12 수리 (Accepted) 1-1-2015-0030939-15
10 등록결정서
Decision to grant		 2015.01.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0055220-73
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
3차원 그래핀(graphene) 발포체 표면에 전이금속 수산화물이 흡착된 3차원 그래핀 복합체의 제조방법에 있어서,3차원 구조를 갖는 주형 발포체 상에 CVD(Chemical vapor deposition) 방식으로 그래핀을 성장시킨 후, 주형 성분을 용해시켜 3차원 그래핀 발포체를 제조하는 단계(S10);전이금속 수산화물의 전구체 물질, 환원제 및 증류수를 혼합 및 교반하여 혼합 용액을 준비하는 단계(S20); 및화학적 용액성장법(Chemical bath deposition, CBD) 방식으로, 상기 혼합 용액에 상기 3차원 그래핀 발포체를 침지시켜, 반응으로 형성되는 상기 전이금속 수산화물을 상기 3차원 그래핀 발포체 표면에 흡착시키는 단계(S30);를 포함하며,상기 전이금속 수산화물은 하기의 화학식으로 표현되는 니켈-코발트 수산화물인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
2 2
삭제
3 3
제1항에 있어서,상기 니켈과 코발트가 결합되는 화학 양론비가 1:1 또는 1:2인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
4 4
제3항에 있어서,상기 니켈과 코발트가 결합되는 화학 양론비가 1:2인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
5 5
제1항에 있어서,혼합 용액의 준비 단계(S20)에서, 상기 환원제는 상기 3차원 그래핀 발포체 표면에 카르복실기(carboxy group), 히드록실기(hydroxyl group) 및 에폭시기(epoxy group)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 관능기를 유도할 수 있는 알칼리 용액인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
6 6
제5항에 있어서,상기 환원제는 요소(urea)인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
7 7
제1항에 있어서,그래핀 발포체의 제조 단계(S10)는,챔버 내에 기공 평균 직경이 100~200㎛인 니켈(Ni) 발포체 및 그래핀의 전구체 물질을 투입하고, 800~1500℃의 온도로 열처리하여 그래핀을 성장시키는 단계(S11);제조된 그래핀-니켈 발포체를 메타크릴 수지 용액에 침지시킨 후 건조하는 단계(S12); 및건조된 그래핀-니켈 발포체를 FeCl3/HCl 용액에 침지시켜 니켈 성분을 용해시키는 단계(S13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
8 8
제1항에 있어서,흡착 단계(S30)에서 상기 3차원 그래핀 발포체가 침지된 상기 혼합 용액을 90~140℃의 온도로 2~6시간 동안 가열하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체의 제조방법
9 9
제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 3차원 그래핀 복합체
10 10
3차원 구조를 가지며, 기공의 평균 직경이 100~200㎛인 그래핀(graphene) 발포체; 및상기 그래핀 발포체에 함침되어 흡착된 니켈(Ni)과 코발트(Co)가 결합된 전이금속 수산화물;을 포함하며,상기 전이금속 수산화물은 하기의 화학식으로 표현되는 니켈-코발트 수산화물인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체
11 11
제10항에 있어서,상기 니켈과 코발트가 결합되는 화학 양론비가 1:1 또는 1:2인 것을 특징으로 하는 3차원 그래핀 복합체
12 12
캐소드 전극 및 애노드 전극으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상이 상기 제10항 또는 제11항의 3차원 그래핀 복합체로 구비되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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2 US9959984 US 미국 DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 연세대학교 산학협력단 대학중점연구소지원사업 나노과학기술연구소(2/3.2단계)(2009.09.01~2018.08.31)
2 교육과학기술부 한국과학기술연구원 원천기술개발사업(미래유망 융합기술 파이오니어) 에너지 수확소자의 고효율 인터페이스 및 관리 회로 기술 개발