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에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법에 있어서,
나노 크기 활물질 분말, 다공성 마이크로 크기 탄소 분말, 도전재 및 바인더를 균일하게 혼합하여 혼합슬러리를 제조시키는 혼합단계와;
상기 혼합슬러리를 건조시키고, 여기에 윤활제를 건조한 전극 구성물들의 전체 중량 대비 5~100 중량부, 바람직하게는 10~50 중량부로 첨가하여 페이스트를 제조하는 건조 및 윤활제 첨가공정과, 상기 페이스트를 압연 롤을 통해 반복 압연하여 시트 형태를 얻는 압연공정으로 이루어져 상기 혼합슬러리를 판상의 전극 형상으로 제조하는 전극제조단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 건조 및 윤활제 첨가공정은,
상기 혼합슬러리를 대기 중에서 불활성 및 환원성 분위기에서 20~200℃, 바람직하게는 60~120℃의 온도에서 0
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제 1항에 있어서, 상기 건조 및 윤활제 첨가공정은,
상기 윤활제로 에틸 알코올, 메틸 알코올, 이소 프로필 알코올 및 N-메틸-2-피롤리돈 중 어느 한 종류 또는 두 종류 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 압연공정은,
압연을 통해 제조한 시트 형태의 전극의 두께가 80~500㎛, 바람직하게는 100~250㎛인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 전극제조단계는,
상기 혼합슬러리에 윤활제를 첨가하는 윤활제 첨가공정과;
상기 윤활제가 첨가된 혼합슬러리를 금속성기판 위에 도포하는 도포공정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 7항에 있어서, 상기 윤활제 첨가공정에서,
상기 윤활제로 에틸 알코올, 메틸 알코올, 이소 프로필 알코올 및 N-메틸-2-피롤리돈 중 어느 한 종류 또는 두 종류 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 7항에 있어서, 상기 윤활제 첨가공정에서,
윤활제의 첨가 함량으로 건조한 전극 구성물들의 전체 중량 대비 5~100 중량부, 바람직하게는 10~50 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 7항에 있어서, 상기 도포공정은,
상기 금속성기판 위에 도포된 전극의 두께가 80~500㎛, 바람직하게는 100~250㎛인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 전극의 구성 성분 간의 비율은, 나노 크기 활물질 분말은 40~84 중량부, 다공성 마이크로 크기 탄소 분말은 10~40 중량부, 도전재는 3~10 중량부, 바인더는 3~10 중량부인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 혼합단계는,
회전밀, 진동밀, 아트리션밀, 행성밀 (planetary mill) 및 임펠러를 이용한 고속 믹서기 중의 어느 한 방법에 의한 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 나노 크기 활물질 분말은,
평균입도(D50)가 10~1,000nm인 분말, 보다 바람직하게는 평균입도(D50)가 100~500nm인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 나노 크기 활물질은,
리튬을 포함하는 리튬금속산화물 LiMOx(M은 Ti, Mn, Co, Ni 및 이들의 혼합금속), 금속산화물 MOx(M은 Ti, Mn, Co, Ni, Ru 및 이들의 혼합금속), 비정질 탄소, 흑연화 탄소 및 흑연 분말 중 어느 한 종류 또는 두 종류 이상이 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 다공성 마이크로 크기 탄소 분말은,
평균입도(D50)가 1~100㎛, 보다 바람직하게는 평균입도(D50)가 3~30㎛인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 다공성 마이크로 크기 탄소 분말은,
500~3,000m2/g의 비표면적을 가진 활성탄을 사용하며, 바람직하게는 1,000~2,000m2/g의 비표면적을 가진 활성탄을 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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17
제 1항에 있어서, 상기 도전재는,
카본블랙(Carbon black), 하드카본(Hard carbon), 소프트카본(Soft carbon), 흑연(Graphite), 탄소나노튜브(Carbon nano tube), 금속 분말(Al, Pt, Ni, Cu, Au, Stainless steel 중에 어느 하나 또는 한 종류 이상을 포함하는 합금) 및 상기 금속 분말을 무전해 도금에 의해 카본블랙(Carbon black), 하드카본(Hard carbon), 소프트카본(Soft carbon), 흑연(Graphite), 탄소나노튜브(Carbon nano tube) 중 어느 하나에 코팅한 분말 중 어느 하나 또는 두 종류 이상이 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 바인더는,
폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene)인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 디바이스용 나노 활물질 전극 제조방법
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