다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 및 이의 제조방법
POROUS DENDRITIC STRUCTURED HYBRID FILM FOR PSEUDOCAPACITOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF
특허 요약
다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름이 개시된다. 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름은 금속 또는 금속 산화물로 이루어진 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조체들; 및 상기 구조체들에 형성되어 있는 구멍들 중 하나 이상의 구멍에 배치된 전도성 고분자를 포함하고, 슈도캐패시터의 전극으로 사용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

제1 전착(electrodeposition) 공정을 통하여 제1 금속과 제2 금속으로 이루어지거나 제1 금속 및 제2 금속의 산화물로 이루어진 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조체들로 이루어진 다공성 필름을 형성하는 단계; 탈성분 부식(dealloying) 공정을 통하여 상기 다공성 필름에서 제2 금속을 제거함으로써 상기 다공성 필름이 이미 포함하고 있는 기공 외에 추가적으로 기공을 형성하는 단계;상기 제2 금속을 제거한 직후에, 상기 다공성 필름에 추가적으로 기공이 형성된 상태에서 열처리 공정을 통하여 상기 다공성 필름의 산화수를 증가시키는 단계; 및상기 열처리 공정 후에 제2 전착(electrodeposition) 공정을 통하여 상기 제2 금속이 제거됨으로써 추가적으로 형성된 구멍들 중 하나 이상의 구멍에 전도성 고분자를 배치하는 단계를 포함하는,다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제1 금속과 제2 금속은 전이금속인 것을 특징으로 하는,다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제2항에 있어서, 상기 제1 금속은 니켈(Ni), 루테늄(Ru) 및 코발트(Co)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고, 상기 제2 금속은 구리(Cu), 로듐(Rh) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 폴리피롤(Polypyrrole, PPy), 폴리아닐린(Polyaniline) 및 폴리티오펜(Polythiophene)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제1 전착(electrodeposition) 공정은, 상기 제1 금속과 상기 제2 금속을 포함하는 제1 전해질 용액에 전극을 노출시킨 상태에서 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제5항에 있어서, 상기 제1 전해질 용액은 상기 제1 금속이 염화(鹽化)된 염화금속, 상기 제2 금속이 황화(黃化)된 황화금속 및 산(acid)을 포함하는, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제6항에 있어서, 상기 염화금속은 염화니켈(Ⅱ) 육수화물(NiCl2·H2O)이고, 상기 제2 금속은 황산구리(Ⅱ) 오수화물(CuSO4·H2O)이며, 상기 산은 황산(H2SO4)인, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 탈성분 부식(dealloying) 공정은, 상기 다공성 필름을 산(acid)을 포함하는 제2 전해질 용액에 노출시킨 상태에서 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제8항에 있어서, 상기 산(acid)은 황산(H2SO4), 염산(HCL), 질산(HNO3) 및 초산(CH3COOH)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 열처리 공정은, 220 내지 280℃에서 3 내지 7 시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는, 다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제2 전착(electrodeposition) 공정은, 상기 전도성 고분자와 산(acid)을 포함하는 제3 전해질 용액에 상기 다공성 필름을 노출시킨 상태에서 전압을 인가하는 단계를 포함하는,다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제1 전착공정은 1분 초과 5분 미만으로 진행되는 것을 특징으로 하는,다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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제1항에 있어서, 상기 제1 전착공정은 3분 동안 진행되고, 상기 제2 전착공정은 200초 동안 진행되는 것을 특징으로 하는,다공성의 수지상(樹枝狀) 구조를 가지는 슈도캐패시터용 하이브리드 필름 제조방법.

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