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금속산화물 복합 나노 활성탄소섬유와 이를 이용한전기이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015177255
  • 담당센터 : 광주기술혁신센터
  • 전화번호 : 062-360-4654
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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 나노단위의 섬유 제조가 가능한 전기방사를 통해 탄소섬유를 제조할 때 방사용액의 제조단계에 금속산화물을 첨가하여 비축전 용량 특성을 개선한 금속산화물 복합 나노 활성탄소섬유와 이를 이용한 전기이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 루테늄 옥사이드 (ruthenium oxide) 등의 금속산화물이 함유된 탄소섬유 전구체 용액에 고전압을 인가하여 평균직경 500 nm 미만의 초극세 섬유를 얻은 후 이를 산화안정화하고, 탄소화 내지는 활성화하여 초고비표면적을 갖는 3차원 부직포를 제공한다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 기존의 루테늄 옥사이드 전극 또는 활성탄에 금속산화물을 혼합한 전극에 비하여 저렴한 가격으로 고성능을 발휘할 수 있는 전극을 제조하는 것이 가능하며, 도전재 및 바인더 혼합이 없이 제조가 가능하여 종래의 슈퍼캐퍼시터 전극 제조법에 비해 공정을 단축할 수 있게 된다. 전기방사, 복합 나노 탄소섬유, 나노 활성탄소섬유, 전기이중층 슈퍼캐퍼시터, 루테늄 옥사이드
Int. CL D01F 9/12 (2013.01) H01G 11/36 (2013.01) B82Y 40/00 (2013.01) D01F 1/10 (2013.01)
CPC D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01) D01F 9/12(2013.01)
출원번호/일자 1020050116107 (2005.12.01)
출원인 전남대학교산학협력단
등록번호/일자 10-0675923-0000 (2007.01.23)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20070130) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2005.12.01)
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 전남대학교산학협력단 대한민국 광주광역시 북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김찬 대한민국 광주광역시 남구
2 주용완 대한민국 광주광역시 서구
3 최경린 대한민국 광주광역시 북구
4 정홍련 대한민국 광주광역시 광산구
5 양갑승 대한민국 광주광역시 북구
6 이완진 대한민국 광주광역시 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이명진 대한민국 서울특별시 강남구 영동대로**길 ** (대치동) 성원타워 *층(명진 국제특허법률사무소)
2 최효선 대한민국 서울특별시 강남구 논현로 *** (역삼동) 성지하이츠 *차 빌딩, ****호(광개토특허법률사무소)
3 최환욱 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로**길 **, *층(역삼동, 케이앤와이빌딩)(특허법인 수)
4 강민수 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 **, *층 (역삼동, 우일빌딩)(광개토국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 전남대학교산학협력단 대한민국 광주 북구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2005.12.01 수리 (Accepted) 1-1-2005-0701928-17
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2006.08.07 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2006.09.15 수리 (Accepted) 9-1-2006-0062234-72
4 등록결정서
Decision to grant		 2006.10.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2006-0614708-42
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.07.23 수리 (Accepted) 4-1-2012-5157698-67
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.02 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000058-61
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.06.08 수리 (Accepted) 4-1-2015-5076218-57
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.07.07 수리 (Accepted) 4-1-2016-5093177-51
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.03.30 수리 (Accepted) 4-1-2018-5056463-72
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번호 청구항
1 1
금속산화물 함유 초극세 활성탄소섬유의 제조에 있어서, 다음의 각 단계를 거쳐 제조된 것을 특징으로 하는 금속산화물 함유 초극세 활성탄소 섬유; 제1단계는 탄소섬유 전구체 고분자에 금속산화물을 첨가하여 각 전구체 고분자의 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계 제2단계는 상기 방사용액을 전기방사하여 초극세 섬유 웹을 형성하는 단계 제3단계는 상기 섬유 웹을 350℃까지 승온하여 산화성 가스분위기하에서 불융화하여 안정화하는 단계 제4단계는 상기 안정화된 섬유를 불활성 가스 분위기 또는 진공하에서 500℃ ~ 1500℃로 탄소화하여 금속산화물함유 초극세 탄소섬유를 형성하는 단계 제5단계는 상기 금속산화물 함유 초극세 탄소 섬유를 수증기, 이산화탄소와 같은 산화성 가스 또는 KOH, ZnCl2, H3PO4 및 NaOH와 같은 무기염류를 이용하여 600℃ ~ 1200 ℃ 온도 범위에서 활성화하여 금속산화물 함유 초극세 활성탄소섬유를 제조하는 단계
2 2
제1항에 있어서, 제1단계에서 상기 금속산화물은 RuO2, IrO2, NiO, CoOx, MnO2, WO3 과 같은 금속산화물로 구성된 집단 중에서 선택된 하나로써 탄소섬유 전구체 물질 대비 1- 50 중량%를 함유한 것을 특징으로 하는 금속산화물 함유 초극세 활성탄소 섬유
3 3
제1항에 있어서, 제1단계에서 상기 탄소섬유 전구체를 폴리아크릴로 니트릴(PAN)로 하여 용매 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 디메틸아세트아마이드(DMAc)에 5 ~ 30중량% 용해시켜 제조한 방사용액인 것을 특징으로 하는 금속산화물 함유 초극세 활성탄소섬유
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제1항에 있어서, 제2단계의 전기 방사장치의 노즐 및 집속체 롤러에 각각 (+), (-) 5kV~60kV의 전압을 인가하고 노즐과 집속체 롤러간의 거리는 5 ~ 35cm를 유지하여 토출속도는 1 ~ 5 ml/hr, 권취속도는 5 ~ 1500 m/min 로 하여 전기방사한 것을 특징으로 하는 금속산화물 함유 초극세 활성탄소섬유
5 5
제1항에 있어서, 제3단계는 방사된 금속산화물 함유 초극세 섬유 웹을 1 ~ 5℃/min의 승온속도로 350℃까지 승온하여 1시간 유지시켜 압축공기를 분당 0
6 6
제1항에 있어서, 제4단계는 상기 안정화된 섬유를 질소, 아르곤 가스와 같은 불활성 분위기하에서 5 ℃/min으로 700-1000 ℃까지 승온한 후 1시간 유지하면서 탄소화시킨 것을 특징으로 하는 금속산화물 함유 초극세 활성탄소섬유
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제1항에 있어서, 제5단계는 상기 안정화된 섬유 또는 탄소화된 섬유를 질소 가스와 스팀의 비율 0
8 8
전기 이중층 슈퍼캐패시터용 전극에 있어서, 제1항의 제조방법에 의해 제조된 금속산화물 함유 초극세 활성 탄소섬유의 부직포를 집전체 위해 올려놓고 정극과 부극 사이에 셀룰로오스계 분리막을 끼워 넣고, 수용성 전해질 용액을 사용하여 제작한 것을 특징으로 하는 전기 이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극
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전기 이중층 슈퍼캐패시터용 전극에 있어서, 제1항의 제조방법에 의해 제조된 금속산화물 함유 초극세 활성 탄소섬유의 부직포를 절단하여 니클호일(Ni foil) 집전체 위해 올려놓고 정극과 부극 사이에 셀룰로오스계 분리막을 끼워 넣고, 6M KOH 수용성 전해질 용액을 함침하여 알루미늄 라이네이트 처리된 파우치를 사용, 밀봉하여 슈퍼캐퍼시터를 제작한 것을 특징으로 하는 전기 이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극
10 10
전기 이중층 슈퍼캐패시터용 전극에 있어서, 제1항의 제조방법에 의해 제조된 금속산화물 함유 초극세 활성 탄소섬유의 부직포를 집전체 위에 올려놓고 정극과 부극 사이에 셀룰로오스계 분리막을 끼워 넣고, 유기계 전해질 용액을 사용하여 제작한 것을 특징으로 하는 전기 이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극
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연료전지의 전극에 있어서, 제1항의 제조방법에 의해 제조된 금속산화물 함유 초극세 활성 탄소섬유를 전극 제조에 이용한 것을 특징으로 하는 연료전지의 전극
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산업용 필터에 있어서, 제1항의 제조방법에 의해 제조된 금속산화물 함유 초극세 활성 탄소섬유를 소재로 이용한 것을 특징으로 하는 산업용 필터
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.