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기판 상에 복수의 고분자나노구를 적층시켜 제1적층체를 제조하는 제1단계;상기 제1적층체 표면에 금속산화물 나노입자를 형성하여 제2적층체를 제조하는 제2단계;상기 제2적층체 표면에 전도성 고분자층을 형성하여 제3적층체를 제조하는 제3단계; 상기 제3적층체를 건조하는 제4단계; 및상기 고분자나노구를 용해시켜 제거하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 고분자나노구는 300 ~ 1000 nm의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 고분자나노구는 폴리스티렌(polystyrene), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 기판은 ITO(indium-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판; FTO(fluorine-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판; 산화아연(ZnO), 이산화주석(SnO2) 및 금속 나노 와이어 중 1종 이상이 코팅된 유리기판; 및 산화아연(ZnO), 이산화주석(SnO2) 및 금속 나노 와이어 중 1종 이상이 코팅된 금속기판; 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제1단계의 고분자나노구는 스쿠핑 전사 공정(scooping transfer technique) 또는 스핀 코팅(spin coating)을 수행하여 기판 상에 적층하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 제1단계의 적층은 고분자나노구를 기판 상에 1층 내지 10층으로 적층시키는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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7
제1항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 금속산화물 나노입자가 분산된 용액을 제1적층체 상에 코팅시킨 후, 열처리하여 제1적층체 표면에 금속산화물 나노입자가 형성된 제2적층체를 제조하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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8
제7항에 있어서,상기 금속산화물 나노입자가 분산된 용액은 금속산화물 나노입자를 0
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9
제7항에 있어서,상기 열처리는 80 ~ 120℃에서 10 ~ 60분간 수행하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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10
제1항에 있어서,상기 금속산화물 나노입자는 산화루테늄(RuO2), 산화니켈(NiO), 산화망간(MnO2), 산화철(Fe3O4), 산화구리, 산화코발트 및 산화바나듐 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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11
제1항에 있어서, 상기 제3단계는상기 제2적층체를 전도성 고분자의 단량체가 분산된 용액에 투입한 후, 초음파 처리하여 초음파 처리액을 제조하는 제3-1단계; 및상기 초음파 처리액에 산화제 및 도핑산을 투입하고 교반시켜서, 중합반응을 수행하여 제2적층체 표면에 전도성 고분자층이 형성된 제3적층체를 제조하는 제3-2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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12
제1항에 있어서,상기 전도성 고분자층은 폴리아닐린, 폴리싸이오펜(Polythiophene) 및 폴리피롤 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 산화제는 과황산암모늄, 과망간산칼륨(KMnO4), 크롬산칼륨(K2Cr2O7), 요오드산칼륨(KIO3), 염화철(FeCl3), 취소산칼륨(KBrO3), 및 하이포아염소산칼륨(KClO) 중 1종 이상을 포함하고,상기 도핑산은 과염소산, 염산, 황산, 플루오르붕산 및 인산 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제4단계는 상기 제3적층체를 40 ~ 80℃에서 1 ~ 3시간동안 건조하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 제5단계는 건조된 제3적층체를 고분자나노구 제거용 용액에 투입 및 교반하여, 고분자나노구를 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 초고용량 커패시터용 전극
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기판; 전도성 고분자체; 및 복수의 금속산화물 나노입자; 를 포함하고,상기 전도성 고분자체는 기판의 일면 또는 양면에 형성되며,상기 전도성 고분자체는 내부에 공극이 형성되어 있고, 전도성 고분자체의 내부 공극에 금속산화물 나노입자를 포함하고 있으며, 상기 전도성 고분자체는 도핑산이 도핑되어 있고, 상기 기판은 ITO(indium-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판; FTO(fluorine-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판; 산화아연(ZnO), 이산화주석(SnO2) 및 금속 나노 와이어 중 1종 이상이 코팅된 유리기판; 및 산화아연(ZnO), 이산화주석(SnO2) 및 금속 나노 와이어 중 1종 이상이 코팅된 금속기판; 중 1종 이상을 포함하고,상기 전도성 고분자체는 폴리아닐린, 폴리싸이오펜(Polythiophene) 및 폴리피롤 중 1종 이상을 포함하며,상기 금속산화물 나노입자는 산화루테늄, 산화니켈, 산화망간, 산화철, 산화구리, 산화코발트 및 산화바나듐 중 1종 이상을 포함하고,상기 도핑산은 과염소산, 염산, 황산, 플루오르붕산 및 인산 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극
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19
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제18항의 초고용량 커패시터용 전극을 포함하는 초고용량 커패시터
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제20항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 1 내지 5000의 정전류 충방전 사이클(galvanostatic charge-discharge cycles)에서 80 ~ 95%의 비정전용량 유지율을 가지는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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제20항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 10mV/s의 스캔 속도에서, 200 ~ 250mF/cm2의 면적 정전용량(areal capacitance), 100mV/s의 스캔 속도에서, 120 ~ 150mF/cm2의 면적 정전용량(areal capacitance)을 가지는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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23
제20항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 슈도커패시터(Pseudocapacitor) 또는 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor)인 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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