슈퍼커패시터 전극 소재 및 그 제조 방법
Supercapacitor electrode material and manufacturing method thereof
특허 요약
슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법이 설명된다. 상기 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법은, 바나듐 산화물(V 2 O 5 )을 포함하는 베이스 구조체를 준비하는 단계, 상기 베이스 구조체를 질소(N)를 포함하는 제1 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 베이스 구조체가 나노 구조화된 중간 구조체를 형성하는 단계, 및 상기 중간 구조체를 황(S)을 포함하는 제2 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 중간 구조체에 바나듐 황화물(V 1.11 S 2 )이 결합된 복합체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

바나듐 산화물(V2O5)을 포함하는 베이스 구조체를 준비하는 단계;상기 베이스 구조체를 질소(N)를 포함하는 제1 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 베이스 구조체가 나노 구조화된 중간 구조체를 형성하는 단계; 및상기 중간 구조체를 황(S)을 포함하는 제2 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 중간 구조체에 바나듐 황화물(V1.11S2)이 결합된 복합체를 형성하는 단계를 포함하되,상기 중간 구조체는 상기 제2 소스 분위기에서 15분 초과 60분 미만의 시간동안 열처리되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

2

제1 항에 있어서, 상기 중간 구조체는, 상기 베이스 구조체와 비교하여 표면적이 넓고 기공률이 큰 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

3

제1 항에 있어서, 상기 베이스 구조체는 단결정(single crystalline) 구조를 갖고, 상기 중간 구조체는 다결정(polycrystalline) 구조를 갖는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

4

제1 항에 있어서, 상기 중간 구조체는, 바나듐 옥시나이트라이드(VOxNy, x,y003e#0)를 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

5

제1 항에 있어서, 상기 복합체는, 상기 바나듐 황화물(V1.11S2)에 의해 상기 중간 구조체의 표면이 활성화된 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

6

제1 항에 있어서, 상기 중간 구조체를 상기 제2 소스 분위기에서 열처리하는 시간이 증가함에 따라, 상기 복합체 내 상기 바나듐 황화물(V1.11S2)의 비율(at%)이 증가하는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

7

제1 항에 있어서, 상기 중간 구조체를 상기 제2 소스 분위기에서 열처리하는 시간이 제어됨에 따라, 상기 복합체의 전기 화학적 특성이 향상되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

8

바나듐 산화물(V2O5)을 포함하는 베이스 구조체를 준비하는 단계;상기 베이스 구조체를 질소(N)를 포함하는 제1 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 베이스 구조체가 나노 구조화된 중간 구조체를 형성하는 단계; 및상기 중간 구조체를 황(S)을 포함하는 제2 소스 분위기에서 열처리하여, 상기 중간 구조체에 바나듐 황화물(V1.11S2)이 결합된 복합체를 형성하는 단계를 포함하되,상기 복합체의 상기 바나듐 황화물(V1.11S2)의 함량이 10.26 at% 초과 16.27 at% 미만으로 제어되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

9

제1 항에 있어서, 상기 베이스 구조체는 상기 제1 소스 분위기에서 650℃의 온도로 열처리되고, 상기 중간 구조체는 상기 제2 소스 분위기에서 300℃의 온도로 열처리되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

10

제1 항에 있어서, 상기 제1 소스는 암모니아(NH3)를 포함하고, 상기 제2 소스는 황화 수소(H2S)를 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재의 제조 방법.

11

바나듐 옥시나이트라이드(VOxNy, x,y003e#0)와 바나듐 황화물(V1.11S2)이 결합되되,상기 바나듐 옥시나이트라이드(VOxNy, x,y003e#0)의 표면에 적어도 일부에 상기 바나듐 황화물(V1.11S2)이 제공되는 것을 포함하고,상기 바나듐 황화물의 함량에 따라 전기 화학적 특성이 제어되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재.

12

바나듐 옥시나이트라이드(VOxNy, x,y003e#0)와 바나듐 황화물이 결합되되,상기 바나듐 옥시나이트라이드(VOxNy, x,y003e#0)의 표면에 적어도 일부에 상기 바나듐 황화물이 제공되는 것을 포함하고,상기 바나듐 황화물의 함량이 10.26 at% 초과 16.27 at% 미만으로 제공됨에 따라, 전기 화화학적 특성이 향상되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재.

13

제11 항에 있어서, 다결정(polycrystalline) 구조를 갖는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재.

14

제13 항에 있어서, 일부 영역에서 비정질(amorphous) 구조가 관측되는 것을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 소재.