금속 산화물 섬유, 이를 구비하는 에너지 저장소자, 및 금속 산화물 섬유의 제조방법
Metal Oxide Fiber, Energy Storage Device Having the Same, and Method for Fabricating the Metal Oxide Fiber
특허 요약
금속 산화물 섬유, 이를 구비하는 에너지 저장소자, 및 금속 산화물 섬유의 제조방법을 제공한다. 금속 산화물 섬유는 하기 화학식 1로 표현되는 조성을 갖고, 표면에 형성된 다수의 기공을 포함한다. [화학식 1] TiM 2 O 7 (M = Nb, V, Ta, 또는 Bi)
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제12항에 있어서,상기 질화성 분위기에서 열처리하는 것은 650 내지 800℃의 온도에서 수행하는 금속 산화물 섬유 제조방법.

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하기 화학식 1로 표현되는 조성을 갖고, 표면에 다수의 기공이 형성되며, 표면 상에 배치된 금속 질화물을 포함하는 금속 산화물 섬유:[화학식 1]TiM2O7상기 화학식 1에서, M은 Nb, V, Ta, 또는 Bi이다.

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제1항에 있어서,상기 금속 산화물 섬유는 적어도 일부에 결정성을 갖는 금속 산화물 섬유.

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제1항에 있어서,상기 금속 질화물은 다수의 금속 질화물 입자들인 금속 산화물 섬유.

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제1항 또는 제3항에 있어서,상기 금속 질화물은 하기 화학식 2으로 표현되는 조성을 갖는 금속 산화물 섬유:[화학식 2]Ti1-xMxN (0≤x003c#1)상기 화학식 2에서, M은 Nb, V, Ta, 또는 Bi이다.

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제1항 또는 제3항에 있어서,상기 금속 질화물은 적어도 일부에 결정성을 갖는 금속 산화물 섬유.

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하기 화학식 1로 표현되는 조성을 갖고, 표면에 다수의 기공이 형성되며, 표면 상에 금속 질화물이 배치된 금속 산화물 섬유를 함유하는 제1 전극;제2 전극; 및상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전해질을 포함하는 에너지 저장소자:[화학식 1]TiM2O7상기 화학식 1에서, M은 Nb, V, Ta, 또는 Bi이다.

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제6항에 있어서,상기 금속 산화물 섬유는 적어도 일부에 결정성을 갖는 에너지 저장소자.

8

제6항에 있어서,상기 금속 질화물은 다수의 금속 질화물 입자들인 에너지 저장소자.

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제6항 또는 제8항에 있어서,상기 금속 질화물은 하기 화학식 2로 표현되는 조성을 갖는 에너지 저장소자:[화학식 2]Ti1-xMxN (0≤x003c#1)상기 화학식 2에서, M은 Nb, V, Ta, 또는 Bi이다.

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제6항 또는 제8항에 있어서,상기 금속 질화물은 적어도 일부에 결정성을 갖는 에너지 저장소자.

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제6항에 있어서,상기 제1 전극 내에서 상기 금속 산화물 섬유는 방향성을 갖고 배열되거나 또는 방향성 없이 얽혀있는 에너지 저장소자.

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용매 내에 티타늄 산화물 전구체, Ⅴ족 금속 산화물 전구체, 및 고분자를 첨가하여 방사 용액을 제조하는 단계;상기 방사용액을 방사하여 금속 산화물 섬유를 형성하는 단계;상기 금속 산화물 섬유를 산화성 분위기에서 열처리하는 단계; 및상기 산화성 분위기에서 열처리된 금속 산화물 섬유를 질화성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 티타늄 산화물 전구체는 티타늄 알콕사이드인 금속 산화물 섬유 제조방법.

14

제12항에 있어서,상기 V족 금속은 니오븀(Nb), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 또는 비스무스(Bi)인 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 Ⅴ족 금속 산화물 전구체는 Ⅴ족 금속 알콕사이드인 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 티타늄 산화물 전구체와 상기 Ⅴ족 금속 산화물 전구체는 1 대 1.8 내지 1대 2.2의 몰비를 갖는 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 방사 용액 내에서 상기 티타늄 산화물 전구체와 Ⅴ족 금속 산화물 전구체의 합계 몰농도는 0.5 내지 5M인 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 방사 용액은 착화제(complexing agent)를 더 포함하는 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 방사는 전기방사인 금속 산화물 섬유 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 산화성 분위기에서의 열처리는 600 내지 800℃의 온도에서 수행하는 금속 산화물 섬유 제조방법.