19
(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (45) 공고일자 2013년11월21일 (11) 등록번호 10-1305209 (24) 등록일자 2013년09월02일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.) H01G 11/54 (2013.01) H01G 13/00 (2006.01) (21) 출원번호 10-2012-0032957 (22) 출원일자 2012년03월30일 심사청구일자 2012년03월30일 (56) 선행기술조사문헌 JP2012064820 A US20110176255 A1 KR1020060055291 A KR1020060010690 A (73) 특허권자 서울시립대학교 산학협력단 서울특별시 동대문구 서울시립대로 163 (전농동, 서울시립대학교) (72) 발명자 정철수 서울특별시 광진구 광장동 567번지 서범 서울특별시 동대문구 시립대길13 서울시립대학교 생활관 731호 (74) 대리인 특허법인 이노 전체 청구항 수 : 총 8 항 심사관 : 전한철 (54) 발명의 명칭 고율충방전 특성이 향상된 캐패시터 및 이의 제조방법 (57) 요 약 본 발명은 고율충방전 특성이 향상된 캐패시터 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 캐패시터를 제 조하는 방법에 있어서, 이온의 이동속도를 개선시키는 물질을 도포하는 전극도포단계; 상기 도포된 전극을 갑압 함침하고 전지를 조립하는 감압함침 및 전지조립단계; 조립된 전지에 전해질을 주입하는 전해질주입단계; 및 전 해질주입 후 전지를 완성하여 제조하되, 상기 이온의 이동속도를 개선시키는 물질은 화학식 1 내지 화학식 12 중 에서 1이상 포함된 화합물인 것을 특징으로 하는 고율충방전 특성이 향상된 캐패시터 및 이의 제조방법을 제공한 다. 대 표 도 - 도1 등록특허 10-1305209 -1-

(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

(19) 민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2013 11월21

(11) 등 10-1305209

(24) 등 2013 09월02

(51) 특허 (Int. Cl.)

H01G 11/54 (2013.01) H01G 13/00 (2006.01)(21) 원 10-2012-0032957

(22) 원 2012 03월30

심사청 2012 03월30

(56) 술 사 헌

JP2012064820 A

US20110176255 A1

KR1020060055291 A

KR1020060010690 A

(73) 특허

울시립 산 단

울특별시 동 울시립 163 ( 동,울시립 )

(72)

철수

울특별시 진 동 567 지

울특별시 동 시립 13 울시립생 731

(74) 리

특허

체 청 수 : 8 심사 : 철

(54) 칭 고 특 상 캐 시

(57) 약

본 고 특 상 캐 시 에 것 보다 상 게는 캐 시

는 에 어 , 동 도 개 시키는 질 도포 는 극도포단계; 상 도포 극 갑압

침 고 지 립 는 감압 침 지 립단계; 립 지에 질 주 는 질주 단계;

질주 후 지 여 , 상 동 도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12

에 1 상 포 것 특징 는 고 특 상 캐 시 공

다.

도 - 도1

등록특허 10-1305209

- 1 -

Page 2: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

지원 가연 개 사업

과 고 2011K000646

처 과

연 사업 신 술 동 사업

연 과 리튬 커 시 질 개

여 1/1

주 울시립

연 간 2011.07.01 ~ 2012.06.30

등록특허 10-1305209

- 2 -

Page 3: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

특허청

청 1

캐 시 는 에 어 ,

동 도 개 시키는 질 도포 는 극도포단계;

상 도포 극 갑압 침 고 지 립 는 감압 침 지 립단계;

립 지에 질 주 는 질주 단계;

질주 후 지 여 ,

상 동 도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12 에 1 상 포 것

특징 는 고 특 상 캐 시 .

[ 식 1]

[ 식 2]

[ 식 3]

[ 식 4]

등록특허 10-1305209

- 3 -

Page 4: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 5]

[ 식 6]

[ 식 7]

[ 식 8]

[ 식 9]

[ 식 10]

등록특허 10-1305209

- 4 -

Page 5: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 11]

[ 식 12]

청 2

1 에 어

상 감압 침 지 립단계에 지 립단계 후에 감압 침 루어지는 것 특징 는 고

특 상 캐 시 .

청 3

1 에 어 ,

상 질에 포 , 질 100 량 에 여 0.5 ~ 70 량 포 는 것 특징

는 고 특 상 캐 시 .

청 4

1 에 어 ,

질 상 , 염 비수계 매 포 는 고 특 상 캐 시 .

청 5

4 에 어 ,

상 염 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6,

LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 연수), LiCl, LiI 루어진 에 1 상

것 특징 는 고 특 상 캐 시 .

청 6

4 에 어 ,

상 비수계 매는 에틸 카본 트(EC), 카본 트(PC), 틸 카본 트(DMC), 에틸 카

본 트(DEC), 에틸 틸 카본 트(EMC), 1,2- 시에 (DME), γ- 티 락 (BL), 트라 드 퓨란

(THF), 1,3- (DOL), 에틸 (DEE), 틸 포 트(MF), 틸 트(MP), 술폴 (S),

틸 폭사 드(DMSO) 아 니트릴(AN) 루어진 에 1 상 것 특징 는 고

특 상 캐 시 .

청 7

캐 시 는 에 어 ,

지 립공 동 도 개 시키는 질 주 는 지 립 주 단계;

립 지 감압 침 는 감압 침단계;

등록특허 10-1305209

- 5 -

Page 6: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

감압 침 지에 질 주 는 질주 단계;

질주 후 지 여 ,

상 동 도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12 에 1 상 포 것 특징

는 고 특 상 캐 시 .

청 8

1 내지 7 어느 에 고 특 상 캐 시 .

술 야

본 고 특 상 캐 시 에 것 보다 상 게는 슈 캐 시 ,[0001]

리튬 캐 시 등과 같 캐 시 시 과 압 지 여 캐 시 고

특 상시킬 수 는 캐 시 에 것 다.

경 술

, 에 지 치는 든 보통신 , 에 수 사 는 [0002]

심 다. 또 , 에 지 치는 미래 동차 치 등에

수 는 신재생 에 지 야 고 질 에 지원 실 게 사 것 다.

에 지 치 캐 시 는 층 원리 는 층 캐 시[0003]

(Electrical double layer) 산 - 원 는 브리드 슈 캐 시 (Hybrid

supercapacitor) 수 다.

여 , 층 캐 시 는 고 에 지 특 는 야에 많 사 고 나, 층[0004]

캐 시 는 량에 사 는 단 가지고 다. 에 비 브리드 슈 캐 시 는 층 캐

시 량 특 개 새 운 안 많 연 가 루어지고 다. 특 , 브리드 슈 캐 시

리튬 캐 시 는 층 캐 시 에 비 3 내지 4 도 량 가질 수 다.

고 량 캐 시 에 사 는 질 수계 질, 비수계 질 고체 질 가 다. 수[0005]

계 질 도도가 커 본 내 수 나 사 압 낮아 캐 시 에 지 도가 낮

다.

편 비수계 질 수계 질 보다 도가 고, 1/10~ 1/100 도 낮 도도 갖는다.[0006]

라 비수계 질 사 는 경우 내 커 특 수계 질보다 지 못 단

다. 그러나 비수계 질 경우, 가능 차가 아 사 압 곱에 비 는 캐 시 에

지 도 크게 수 고 사 가능 도 가 , 고내압 , 등 가능 다는 어

근 에 연 가 진 고 다.

리튬 캐 시 는 시 양극( 탄)에 캐 시 극 특징 산 , 질에 는 [0007]

양극에 착 어 안 압 지 게 다. 편 시 극(graphite)에 는 리튬 차 지 극에

같 리튬 삽 어 안 극 게 다. 리튬 캐 시 압 과 압

생없 안 지시 주는 역 는 것 질에 아 는 염 다.

, 리튬 캐 시 에 도가 염 사 경우, 고 시 량 [0008]

아 수 없 에 과 압 걸리게 다. 편 도가 큰 수 시 리튬 캐 시

산 극에 강 게 착 어 고 시 과 압 만들어 낼 가능 매우 크다.

, 도가 큰 질염 사 경우, 시 고 량 시킬 수 다. 그러나 [0009]

러 극 과 강 게 착 어 에, 극 탈리 어 게 다. 라 도가

큰 사 질 건에 는 고 시에도 과 압 걸리게 어 량감 래 게 다.

라 , 도가 큰 극과 강 게 착 는 것 억 시 고 에 도 고 량 캐 시 [0010]

수 는 캐 시 개 었다.

등록특허 10-1305209

- 6 -

Page 7: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

결 는 과

상 결 본 고 량 캐 시 에 사 시 내 압 특 가 는 캐 시[0011]

공 는 다.

본 다 도가 큰 질염 사 라도 극과 강 게 착 는[0012]

것 억 시키는 캐 시 공 는 다.

본 또 다 고 시에도 과 압 걸리지 않게 어 고 량 캐 시 공 는 [0013]

다.

과 결 수단

상 달 본 캐 시 는 에 어 , 동 도 개 시키는 질[0014]

도포 는 극도포단계; 상 도포 극 갑압 침 고 지 립 는 감압 침 지 립단계; 립

지에 질 주 는 질주 단계; 질주 후 지 여 , 상 동

도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12 에 1 상 포 것 특징 는 고

특 상 캐 시 공 다.

[ 식 1][0015]

[0016]

[ 식 2][0017]

[0018]

[ 식 3][0019]

[0020]

[ 식 4][0021]

[0022]

등록특허 10-1305209

- 7 -

Page 8: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 5][0023]

[0024]

[ 식 6][0025]

[0026]

[ 식 7][0027]

[0028]

[ 식 8][0029]

[0030]

[ 식 9][0031]

[0032]

[ 식 10][0033]

[0034]

등록특허 10-1305209

- 8 -

Page 9: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 11][0035]

[0036]

[ 식 12][0037]

[0038]

또 본 상 감압 침 지 립단계에 지 립단계 후에 감압 침 루어지는 것 특징[0039]

는 고 특 상 캐 시 공 다.

또 본 상 상 질에 포 , 질 100 량 에 여 0.5 ~ 70 량[0040]

포 는 것 특징 는 고 특 상 캐 시 공 다.

또 본 질 상 , 염 비수계 매 포 는 고 특 상 캐[0041]

시 공 다.

또 본 상 염 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N,[0042]

LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 연수), LiCl, LiI 루어진

에 1 상 것 특징 는 고 특 상 캐 시 공 다.

또 본 상 비수계 매가 에틸 카본 트(EC), 카본 트(PC), 틸 카본 트[0043]

(DMC), 에틸 카본 트(DEC), 에틸 틸 카본 트(EMC), 1,2- 시에 (DME), γ- 티 락 (BL), 트

라 드 퓨란(THF), 1,3- (DOL), 에틸 (DEE), 틸 포 트(MF), 틸 트(MP),

술폴 (S), 틸 폭사 드(DMSO) 아 니트릴(AN) 루어진 에 1 상 것 특징

는 고 특 상 캐 시 공 다.

또 본 캐 시 는 에 어 , 지 립공 동 도 개 시키는 질 주[0044]

는 립 주 단계; 립 지 감압 침 는 감압 침단계; 감압 침 지에 질 주 는

질주 단계; 질주 후 지 여 , 상 동 도 개 시키는 질 식

1 내지 식 12 에 1 상 포 것 특징 는 고 특 상 캐 시

공 다.

또 본 상 고 특 상 캐 시 공 다.[0045]

본 에 캐 시 는 감압 침공 실시 시 동 도 상에 도움 수[0046]

는 질 우 커 시 극 나 포어에 우 착 , 커 시 극 고 특

비약 상시킬 수 는 과가 다.

또 본 에 캐 시 는 질 도도가 우수 고, 고 량 캐 시 에 사 시 내 압 특 크게[0047]

가 는 과가 다.

또 본 에 캐 시 는 고 에 도 가스 생 어 동차 도 지 [0048]

산업 야에 사 가능 다.

또 본 에 캐 시 는 도가 큰 질염 사 라도 극과 강 게[0049]

착 는 것 억 시키는 과가 다.

또 본 에 캐 시 는 고 시에도 과 압 걸리지 않게 어 고 량 캐 시 수[0050]

등록특허 10-1305209

- 9 -

Page 10: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

는 과가 다.

도 간단

도 1 본 실시 에 고 특 상 캐 시 공 도 나타낸 것 다.[0051]

도 2는 본 다 실시 에 고 특 상 캐 시 공 도 나타낸 것 다.

실시 체 내

본 에 첨 도 참 여 실시 체 내 에 는 본 람직 실시[0052]

상 다. 우 , 도 들 , 동 또는 들 가능 동 참 나

타내고 에 여야 다. 본 에 어, 공지 능 에 체

본 지 지 않게 여 생략 다.

본 에 사 는 도 어 “약”, “실질 ” 등 언 미에 고 질 허[0053]

차가 시 그 수치에 또는 그 수치에 근 미 사 고, 본 돕 거나

수치가 언 개시 내 비양심 침 가 당 게 는 것 지 사 다.

본 들 도가 큰 사 질 건 에 량감 상 어나는 것 지 수 [0054]

는 극 비 낮 매 개 여 리튬 캐 시 등과 같 캐 시 질에 첨가

경우, 도가 큰 극과 강 게 착 는 것 억 시 고 에 도 고 량 캐 시

수 다는 에 착안 여 본 다.

본 에 캐 시 는 동 도 개 시키는 질 도포 는 극도포단계; 상 도포[0055]

극 갑압 침 고 지 립 는 감압 침 지 립단계; 립 지에 질 주 는 질주

단계; 질주 후 지 여 는 것 특징 다.

도 1 본 실시 에 고 특 상 캐 시 공 도 나타낸 것 다.[0056]

극도포단계는 캐 시 극 양극, 극에 동 도 개 시키는 질 도포 는 , 동[0057]

도 개 시킬 수 는 질 극 양극에 도포 는 경우 극 양극에 는 나 크 포어(pore)에

욱 게 동 수 다.

동 도 개 시키는 질 는 아래 식 1 내지 식 12 1 상 택 는 ,[0058]

도포 여 수 다.

[ 식 1][0059]

[0060]

식 1에 n 1보다 경우에는 비 낮아 착공 에 뒬 수 에 실질 에 어 움[0061]

생 게 , 8보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극 압

안 지시 수 없다.

[ 식 2][0062]

[0063]

등록특허 10-1305209

- 10 -

Page 11: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

식 2에 n 1보다 경우에는 비 낮아 착공 에 뒬 수 에 실질 에 어 움[0064]

생 게 , 8보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극 압

안 지시 수 없다.

[ 식 3][0065]

[0066]

식 3에 R C2보다 경우에는 비 낮아 착공 에 뒬 수 에 실질 에 어[0067]

움 생 게 , C8보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극

압 안 지시 수 없다.

[ 식 4][0068]

[0069]

식 4에 R C2보다 경우에는 비 낮아 착공 에 뒬 수 에 실질 에 어[0070]

움 생 게 , C8보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극

압 안 지시 수 없다.

[ 식 5][0071]

[0072]

식 5에 R1, R2가 C1보다 경우에는 -OH 에 지 능 악 래 게 에 실질 [0073]

에 어 움 생 게 , C6보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시

극 압 안 지시 수 없다.

[ 식 6][0074]

[0075]

식 6에 R C2보다 경우에는 -OH 에 지 능 악 래 게 에 실질 에[0076]

어 움 생 게 , C10보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시

극 압 안 지시 수 없다.

등록특허 10-1305209

- 11 -

Page 12: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 7][0077]

[0078]

식 7에 R1, R2가 C2보다 경우에는 -OH 에 지 능 악 래 게 에 실질 [0079]

에 어 움 생 게 , C10보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시

극 압 안 지시 수 없다.

[ 식 8][0080]

[0081]

식 8에 R C7보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극 압[0082]

안 지시 수 없다.

[ 식 9][0083]

[0084]

식 9에 R C7보다 큰 경우에는 도가 낮아지 에 시 캐 시 극 압[0085]

안 지시 수 없다.

[ 식 10][0086]

[0087]

식 10에 n 1보다 경우에는 -OH 에 지 능 악 래 게 에 실질 에[0088]

어 움 생 게 , 30보다 큰 경우에는 크 가 커지 에 캐 시 극 나 포어

침 어 워지 에 시 캐 시 극 압 안 지시 주는 과

어 게 다.

등록특허 10-1305209

- 12 -

Page 13: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

[ 식 11][0089]

[0090]

식 11에 n 1보다 경우에는 -OH 에 지 능 악 래 게 에 실질 에[0091]

어 움 생 게 , 30보다 큰 경우에는 크 가 커지 에 캐 시 극 나 포어

침 어 워지 에 시 캐 시 극 압 안 지시 주는 과

어 게 다.

[ 식 12][0092]

[0093]

도포 는 특별 는 것 아니 , 양극 극 에 상 식 1 내지 식 12 [0094]

도포 여 나 크 포어(pore)에 들어갈 수 도 다.

상 식 1 내지 식 12 극 나 포어에 시에 과 양 동 도에 도움[0095]

주는 질 , 상 캐 시 에 극 양극에 미리 침시 고

시에 캐 시 극에 능열 원 지 수 다.

보다 체 , 상 식 1 ~ 식 12 포 는 들 쪽 말단 아크릴 갖고[0096]

어 지 내에 간단 가열 건에 폴리 시키 쉬운 루어 다. 또 , 다 말단

도가 CN, NCO, F, Cl, 아민(amine)등과 도 지닌 에 갖고 는

리 다. 또 도 약 알킬 경우 C8 미만 짧 알킬 아크릴계 도 아크릴

극 에 동 과 시킬 수 다. 라 , 나 크 포어(pore) 사 에 과 양

동 도 욱 상시킬 수 는 역 수 다.

상 도포 극 양극 감압 침 단계 거친다. 상 감압 침 양극 극에 도포 질( 식[0097]

1 ~ 식 12 루어진 에 1 상 포 ) 감압상태에 지 않는 내에 감압

도 맞쳐 실시 는 것 람직 다. 감압 시간 도포 질들 나 공 사 에 침 는 도

다. 상 감압, 도 시간 상 식 1 ~ 12에 라 가 상 므 수 다. ,

지 않는 내에 감압, 도 시간 여 실시 다.

극 양극 감압 침 후에는 지 립 는 단계 거친다. 지 립단계는 양극, 극 [0098]

여 지 다. 경우 지 태는 특별 지 않 , 스태킹(stacking) ,

(Winding) 지뿐만 아니라 우치 , 각 , 원통 등 든 지 태 수 다.

편, 감압 침과 지 립 순 가 뀌어 실시 수 다. , 양극, 극 여 지[0099]

립 후에 양극 극 감압 침 수 다.

본 에 캐 시 는 양극, 극, 질 포 는 캐 시 공 다.[0100]

상 양극 극 재 는 양극 질, 도 재 포 여 , 극 극 재 는 극[0101]

질, 도 재 포 여 다.

상 양극 질 는 층 량 가지는 든 탄 재료가 가능 고, 탄, 천연 , 비 질 카본, 라[0102]

(fullerene), 나 브 그래 (graphene) 등 루어진 에 1 상 사 수 , 특별 그

에 지 않지만 비 크고 값싼 탄 사 는 것 람직 다.

상 극 질 는 리튬 과 착과 탈리가 가능 든 탄 재료 사 수 , 들어, 천연[0103]

등록특허 10-1305209

- 13 -

Page 14: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

연, 연, 연 카본, 연 탄 , 스, 치 등 열처리 탄 재료, 드카본, 트

카본 등 수 다.

상 도 재 는 체 그래 트, 카본블랙, 아 틸 블랙 , 첸 블랙 등 수 다. [0104]

상 는 폴리에틸 , 폴리 , 폴리에틸 탈 트, 폴리아미드, 스, 스타[0105]

- 타다 엔 고 등 사 수 , 액에 여 안 재료라 크게 지 않는다.

또 , 상 트는 양극과 극 사 에 치 여 극 질 에 단락 지 고 지[0106]

에 액 보 , 지 다. 상 트 는 연 비수 액 침 시킬 수 는

것 특별 지 않는다. 체 는 폴리에틸 , 비닐 , 폴리아미드, 폴리 , 폴리비닐클

라 드 폴리에틸 등 재 공극 또는 공 가지는 다공질 재료 사 가능 다.

다 질주 단계 실시 는 , 상 질 주 공 상 립 지에 식 1 내지 식 12[0107]

1 상 포 포 는 질주 는 단계 다.

상 식 1 ~ 식 12 또는 폴리 상 식들 포 질 도가 큰 [0108]

극과 강 게 착 는 것 억 시 고 에 도 고 량 캐 시 수 다.

본 에 캐 시 에 어 , 상 식 1 내지 식 12 1 상 택 포 수 다.[0109]

상 질 상 식 1 내지 식 12 1 상 택 , 염 비수계 매 루어질[0110]

수 다.

질에 포 상 량 질 100 량 에 여 0.5 ~ 70 량 포 는 것 람직[0111]

다.

상 내에 는 커 시 극 시킬 탄 극 나 공 탈착 도 진[0112]

시 , 커 시 고 특 상시킬 수가 다. 상 0.5 량 보다 양 사 경우,

지 도 지닌 동 도 상에 큰 과 어 우 , 70 량 보다 많 양 사 경

우에는 낮 도 지닌 에 량 시킬 수 에 과 어

다.

또 , 리튬 캐 시 시에 사 수 는 염 는 LiPF6, LiBF4, LiTFSI, LiSbF6, LiAsF6,[0113]

LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 연

수), LiCl, LiI 등 루어진 에 1 상 여 리튬 캐 시 질 사 수 다.

또 , 비수계 매는 에틸 카본 트(EC), 카본 트(PC), 틸 카본 트(DMC), 에틸[0114]

카본 트(DEC), 에틸 틸 카본 트(EMC), 1,2- 시에 (DME), γ- 티 락 (BL), 트라 드 퓨란

(THF), 1,3- (DOL), 에틸 (DEE), 틸 포 트(MF), 틸 트(MP), 술폴 (S),

틸 폭사 드(DMSO) 아 니트릴(AN) 등 루어진 에 1 상 여 질 사 수

다.

상 같 질 여 캐 시 는 경우, 도가 큰 질염 사 라도[0115]

극과 강 게 착 는 것 억 시키는 과가 다. 라 , 고 시에도 과 압 걸리지

않게 어 고 량 캐 시 수 다.

상 질주 단계 후에 지 여 고 특 갖는 캐 시 공 수 다.[0116]

또 , 본 다 실시 에 라 캐 시 수 다.[0117]

도 2는 본 다 실시 에 고 특 상 캐 시 공 도 나타낸 것 다.[0118]

본 지 립공 동 도 개 시키는 질 주 는 립 주 단계; 립 지[0119]

감압 침 는 감압 침단계; 감압 침 지에 질 주 는 질주 단계; 질주 후 지

여 , 상 동 도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12 에 1 상 포

등록특허 10-1305209

- 14 -

Page 15: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

것 특징 는 고 특 상 캐 시 수 다.

, 나 포어 어 는 탄 극과 그리고 극 캐 시[0120]

립체( 지) 립 다.

후에 동 도 개 시키는 질만 미리 주 , 상 동 도 개 시키는 질 캐[0121]

시 극 나 포어에 침시키는 감압 침공 단계 거친다.

상 동 도 개 시키는 질 식 1 내지 식 12 에 1 상 포 다.[0122]

동 도 개 시키는 질 극 나 포어에 침 후 지에 질 주 는 질[0123]

주 단계 거치 , 질주 후 지 여 수 다.

상 공 거쳐 캐 시 는 극 나 크 포어(pore)에 또는 시에 양 [0124]

삽 탈착 게 진 어 고 욱 상 는 과가 다.

, 본 실시 에 여 상 다.[0125]

실시 1[0126]

캐 시 는 탄과 리튬 당 크 , 들 사 에 폴리에틸 다공 [0127]

삽 여 극 립체( 지) 다. 지 캐 시 극 나 포어(nano

pore)에 동 게 수 도 2-Isocyanatoethyl methacrylate 질 체에

1 량 가 도 , 감압 침 실시 다. ( 공 캐 시 극에 미리 2-Isocyanatoethyl

methacrylate 질 체에 1 량 가 도 도포 , 리튬 탈과 상 같

극 립체( 지) 도 동 과 시킬 수 다.)

립 지에 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0128]

0.5M LiBF4 질 감압 여 캐 시 다.

실시 2 ~ 5[0129]

실시 1과 각각 동 게 실시 , 질 100 량 에 여 5 량 (실시 2), 25 량 (실시[0130]

3), 50 량 (실시 4) 70 량 (실시 5) 첨가 다.

실시 6[0131]

캐 시 는 탄과 리튬 당 크 , 들 사 에 폴리에틸 다공 [0132]

삽 여 극 립체( 지) 다. 지 캐 시 극 나 포어(nano

pore)에 동 게 수 도 Ethylene glycol methyl ether methacrylate

질 체에 1 량 가 도 , 감압 침 실시 다. ( 공 캐 시 극에 미리

Ethylene glycol methyl ether methacrylate 질 체에 1 량 가 도 도포 , 리튬 탈과

상 같 극 립체( 지) 도 동 과 시킬 수 다.)

립 지에 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0133]

0.5M LiBF4 질 감압 여 캐 시 다.

실시 7 내지 10[0134]

실시 6과 각각 동 게 실시 , 질 100 량 에 여 5 량 (실시 7), 25 량 (실시[0135]

8), 50 량 (실시 9) 70 량 (실시 10) 첨가 다.

등록특허 10-1305209

- 15 -

Page 16: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

실시 11[0136]

캐 시 는 탄과 리튬 당 크 , 들 사 에 폴리에틸 다공 [0137]

삽 여 극 립체( 지) 다. 지 캐 시 극 나 포어(nano

pore)에 동 게 수 도 식 3에 n 6 루어진 Hexyl

methacrylate 질 체에 1 량 가 도 , 감압 침 실시 다. ( 공 캐 시

극에 미리 Hexyl methacrylate 질 체에 1 량 가 도 도포 , 리튬 탈과

상 같 극 립체( 지) 도 동 과 시킬 수 다.)

립 지에 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0138]

0.5M LiBF4 질 감압 여 캐 시 다.

실시 12 내지 15[0139]

실시 6과 각각 동 게 실시 , 질 100 량 에 여 5 량 (실시 12), 25 량 (실시[0140]

13), 50 량 (실시 14) 70 량 (실시 15) 첨가 다.

비 1[0141]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0142]

0.5M LiBF4 만 여 질 다.

캐 시 는 당 업계에 알 진 통상 는 , 탄과 리튬 당 크[0143]

, 들 사 에 폴리에틸 다공 삽 여 극 립체

다. 극 립체 우치에 삽 후 액 주 착시키고, 질

주 여 주 에 감압 여 캐 시 다.

비 2[0144]

비 1과 동 캐 시 ,[0145]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0146]

0.5M LiBF4 질에 식 1에 n 1 루어진 2-Isocyanatoethyl methacrylate

질 100 량 에 여 3 량 여 다.

비 3[0147]

비 1과 동 캐 시 ,[0148]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0149]

0.5M LiBF4 질에 식 1에 n 1 루어진 2-Isocyanatoethyl methacrylate

질 100 량 에 여 25 량 여 다.

비 4[0150]

비 1과 동 캐 시 ,[0151]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0152]

0.5M LiBF4 질에 식 11에 n 5 루어진 Ethylene glycol methyl ether

methacrylate 질 100 량 에 여 1 량 여 다.

비 5[0153]

등록특허 10-1305209

- 16 -

Page 17: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

비 1과 동 캐 시 ,[0154]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0155]

0.5M LiBF4 질에 식 11에 n 5 루어진 Ethylene glycol methyl ether

methacrylate 질 100 량 에 여 25 량 여 다.

비 6[0156]

비 1과 동 캐 시 ,[0157]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0158]

0.5M LiBF4 질에 식 3에 n 6 루어진 Hexyl methacrylate 질 100 량

에 여 1 량 여 다.

비 7[0159]

비 1과 동 캐 시 ,[0160]

질 는 에틸 카보 트(EC): 에틸 카보 트(DEC) 30 : 70 비 매 [0161]

0.5M LiBF4 질에 식 3에 n 6 루어진 Hexyl methacrylate 질 100 량

에 여 25 량 여 다.

상 실시 비 캐 시 여 0.2C, 1C, 2C, 5C 10C 후에 량 측[0162]

다. 측 결과는 아래 1과 같다.

1

[0163] 량

( 량 )

량(mAh/g)

0.2C 1C 2C 5C 10C

실시 1 2-Isocyanatoethylmethacrylate

1 78 76 65 52 45

실시 2 5 76 74 63 54 50

실시 3 25 77 73 70 61 51

실시 4 50 70 66 61 45 27

실시 5 70 23 22 20 18 15

실시 6 Ethylene glycolmethyl ethermethacrylate

1 77 76 63 53 46

실시 7 5 65 57 50 45 41

실시 8 25 55 48 37 33 31

실시 9 50 41 39 27 13 11

실시 10 70 17 18 13 12 8

실시 11 Hexyl methacrylate 1 74 65 60 54 42

실시 12 5 62 55 46 33 21

실시 13 25 45 42 35 32 15

실시 14 50 21 20 17 15 8

실시 15 70 15 14 10 8 7

비 1 - 0 69 55 39 26 3

비 2 2-Isocyanatoeth

yl methacrylate

3 67 51 37 6 -

비 3 25 12 10 8 1 -

비 4 Ethylene glycolmethyl ethermethacrylate

1 76 68 51 34 18

비 5 25 10 7 6 - -

비 6 Hexyl methacrylate

methacrylate

1 72 58 44 29 16

비 7 25 3 - - - -

등록특허 10-1305209

- 17 -

Page 18: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

( 1에 량 "-" 지 않 것 뜻 )[0164]

실험결과 본 에 캐 시 는 량 비 1 ~ 비 4에 비 우수 [0165]

수 었다. 특 , 고 시에는 비 1~비 4 경우 량 감 는 것에 비

실시 1 ~ 실시 15는 량 감 가 크지 않 수 었다. 또 , 고 량(25 량 )

실시 3, 8, 13과 비 3, 5, 7 비 알 수 듯 , 고 량 건 수 캐

시 극 나 포어에 동 도 가시 수 는 들 우 감압 착시

는 리 알 수 다.

통 고 라도 과 압 걸리지 않게 어 고 특 강 게 는 캐 시 능[0166]

상시킬 수 는 과가 수 었다.

상에 본 술 실시 첨 도 에 는 것 아니고, 본 술 사[0167]

상 어나지 않는 내에 여러 가지 치 , 변 변경 가능 본 는 술 야에 통

상 지식 가진 에게 어 것 다.

도 1

등록특허 10-1305209

- 18 -

Page 19: (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1)news.seoul.go.kr/gov/files/2016/02/56c4205fa49963.21583154.pdf · (19) 대한민국특허청(kr) (12) 등록특허공보(b1)

도 2

등록특허 10-1305209

- 19 -