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모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법에 있어서,산화그래핀 환원물 페이스트 및 수용성폴리머를 혼합하여 복합 페이스트를 제조하는 단계와;상기 복합 페이스트를 집전체에 도포하는 단계와;상기 집전체를 동결건조하여 모놀리스 산화그래핀 환원물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 산화그래핀 환원물 페이스트는,분말상태의 그래파이트 플레이크로부터 분말상태의 산화그래파이트 플레이크를 합성하는 단계와;상기 산화그래파이트 플레이크를 용매 내에 분산시켜 산화그래핀 분산용액을 형성하는 단계와;상기 산화그래핀 분산용액을 양이온-파이 상호작용을 통해 양이온반응 산화그래핀 분산용액을 제조하는 단계와;상기 양이온반응 산화그래핀 분산용액을 환원제를 이용하여 환원시키는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 2항에 있어서,상기 산화그래파이트 플레이크는 상기 그래파이트 플레이크를 산처리를 통해 합성되는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 3항에 있어서,상기 산처리는 상기 그래파이트 플레이크에 농질산(Fuming nitric acid) 또는 황산(Sulfuric acid)을 사용하여 처리하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 2항에 있어서,상기 환원제는,수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄(NH4OH), 수산화붕소나트륨(NaBH4), 히드라진(N2H4), 하이드로아이오닉산(Hydroionic acid), 아스코빅산(Ascovic acid)으로 이루어진 군 및 이의 혼합물 군에서 선택된 1종인 것이 바람직하다
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제 1항에 있어서,상기 복합 페이스트를 제조하는 단계는,상기 수용성폴리머 100중량부에 대해 상기 산화그래핀 환원물 페이스트를 50 내지 200중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,복합 페이스트를 제조하는 단계는,교반(Stirring), 혼합(Thinky mixer), 3롤분쇄(3Roll milling), 볼분쇄(Ball milling) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,복합 페이스트를 제조하는 단계는,접착제를 첨가하는 단계를 더 포함하며, 상기 접착제는,폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene fluoride), 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 카르복시메틸셀룰로오즈(Carboxymethyl cellulose), 히드록시프로필셀룰로오즈(Hydroxypropylcellulose), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐피롤리돈폴리비돈(Polyvinylpyrrolidonepolyvidone), 테트라플루오로에틸렌(Tetrafluoroethylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 이루어진 군 및 이의 혼합물 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 수용성폴리머는,폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리아마이드아민(Polyamideamine), 폴리비닐포름아미드(Polyvinyl formamide), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate), 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethyleneoxide), 폴리아크릴산(Polyacrylic acid), 폴리스티렌설폰산(Polystyrenesulfonic acid), 폴리규산(Polysilicic acid), 폴리인산(Polyphosphoric acid), 폴리에틸렌설폰산(Polyethylenesulfonic acid), 폴리-3-비닐록시프로펜-1-설폰산(Poly-3-vinyloxypropane-1-sulfonic acid), 폴리-4-비닐페놀(Poly-4-vinylphenol), 폴리-4-비닐페닐설폰산(Poly-4-vinylphenyl sulfuric acid), 폴리에틸렌포스포릭산(Polyethyleneohosphoric acid), 폴리말릭산(Polymaleic acid), 폴리-4-비닐벤조산(Poly-4-vinylbenzoic acid), 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose), 하이드록시에틸셀룰로오스(Hydroxy ethyl cellulose), 카복시메틸셀룰로오스(Carboxy methyl cellulose), 소듐카복시메틸셀룰로오스(Sodium carboxy methyl cellulose), 하이드록시프로필셀룰로오스(Hydroxy propyl cellulose), 소듐카복시메틸셀룰로오스(Sodium carboxymethylcellulose), 폴리사카라이드(Polysaccharide), 전분(Starch)으로 이루어진 군 및 이의 혼합물 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 복합 페이스트를 집전체에 도포하는 단계는,템플레이트(Template), 패터닝(Patterning), 압출(Extruding), 블라스팅(Blasting), 스프레드(Spread) 중 어느 하나의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 집전체는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 철(Fe), 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군 및 이의 혼합물 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 동결건조하여 모놀리스 산화그래핀 환원물을 형성하는 단계는,액화질소를 이용하여 -100 내지 -270℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 동결건조하여 모놀리스 산화그래핀 환원물을 형성하는 단계 이후에,상기 모놀리스 산화그래핀 환원물을 압착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 13항에 있어서,상기 압착하는 단계는,가압(Pressurization), 압연(Rolling), 압출(Extrusion) 중 어느 하나의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 집전체는 1㎛ 내지 1cm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법
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