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기판 상에 복수의 고분자나노구를 적층시켜 제1적층체를 제조하는 제1단계;상기 제1적층체에 금속을 전착시켜 금속층이 형성된 제2적층체를 제조하는 제2단계; 상기 고분자나노구를 제거하여 제3적층체를 제조하는 제3단계; 상기 제3적층체에 금속산화물을 전착시켜 금속산화물층이 형성된 제4적층체를 제조하는 제4단계; 및상기 제4적층체를 열처리하는 제5단계; 를 포함하고,상기 제4단계의 전착은 10회 내지 80회 수행되고, 1회 수행시 금속산화물은 금속에 0
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제1항에 있어서,상기 고분자나노구는 200 ~ 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 FTO(fluorine-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판, ITO(Indium-doped tin oxide)가 코팅된 유리기판, 금속 기판, 알루미늄 호일 기판 및 스테인레스 스틸(stainless steel) 기판 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 고분자나노구는 기판 상에 1층 내지 10층으로 적층하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제2단계의 전착은 금속전착용 용액 하에서 3-전극 시스템(three-electrode system)을 통해 수행되며, 상기 전착용 용액은 금속양이온 전구체, 산 및 용매를 포함하고,상기 3-전극 시스템은 작용 전극으로서 제1적층체, 상대 전극으로서 백금판, 기준 전극으로서 은/염화은을 사용하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 금속전착용 용액은 황산니켈, 염화니켈, 황산구리 및 황산철 중 1종 이상을 포함하는 금속양이온 전구체;붕산, 아세트산 및 과염소산 중 1종 이상을 포함하는 산; 및C1 ~ C5의 알코올 및 물 중 1종 이상을 포함하는 용매; 를 포함하고,상기 금속전착용 용액은 0
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제1항에 있어서,상기 제3단계의 제거는 고분자나노구 제거용 용액에서 수행하고,상기 고분자나노구 제거용 용액은 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 클로로포름(chloroform) 및 아세톤(acetone) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제4단계의 전착은 금속산화물 전착용 용액 하에서 3-전극 시스템(three-electrode system)을 통해 수행되며, 상기 금속산화물 전착용 용액은 금속산화물 전구체, 버퍼(buffer) 및 용매를 포함하고,상기 3-전극 시스템은 작용 전극으로서 제3적층체, 상대 전극으로서 백금판, 기준 전극으로서 은/염화은을 사용하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 금속산화물 전착용 용액은 황산망간, 염화망간, 염화코발트 및 염화루테늄 중 1종 이상을 포함하는 금속산화물 전구체; 아세트산나트륨 및 황산나트륨 중 1종 이상을 포함하는 버퍼(buffer); 및C1 ~ C5의 알코올 및 물 중 1종 이상을 포함하는 용매; 를 포함하고,상기 금속산화물 전착용 용액은 0
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초고용량 커패시터용 전극으로서,상기 전극은 기판; 상기 기판 일면 또는 양면에 형성된 금속층; 및 금속산화물층; 을 포함하고, 상기 금속층은 역-오팔(inverse-opal) 구조를 가지며, 역-오팔 구조의 금속층 내부에는 공극이 형성되어 있고, 상기 금속층의 외부 표면 및 금속층의 내부 공극 표면에 금속산화물층이 형성되어 있으며,상기 초고용량 커패시터는 10mV/s의 스캔 속도(scan rate)에서 200mV/s의 스캔 속도(scan rate)로 변화시, 57
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제14항에 있어서,상기 기판은 FTO(fluorine-doped tin oxide)가 코팅된 유리 기판, ITO(Indium-doped tin oxide)가 코팅된 유리기판, 금속 기판, 알루미늄 호일 기판 및 스테인레스 스틸(stainless steel) 기판 중 1종 이상을 포함하고,상기 금속층은 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu) 중 1종 이상을 포함하며,상기 금속산화물층은 이산화망간(MnO2), 산화코발트(CoOX) 및 이산화루테늄(RuO2) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터용 전극
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제14항 내지 제15항 중 어느 한 항의 초고용량 커패시터용 전극을 포함하는 초고용량 커패시터
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제16항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 1 내지 5000의 정전류 충방전 사이클(galvanostatic charge-discharge cycles)에서 70 ~ 95%의 비정전용량 유지율을 가지는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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제16항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 100mV/s의 스캔 속도에서, 18 ~ 45mF/cm2의 면적 정전용량(areal capacitance)을 가지는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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제16항에 있어서,상기 초고용량 커패시터는 슈도커패시터(Pseudocapacitor) 또는 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor)인 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터
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