KR100518627B1 - Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process - Google Patents

Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process Download PDF

Info

Publication number
KR100518627B1
KR100518627B1 KR10-2003-0027968A KR20030027968A KR100518627B1 KR 100518627 B1 KR100518627 B1 KR 100518627B1 KR 20030027968 A KR20030027968 A KR 20030027968A KR 100518627 B1 KR100518627 B1 KR 100518627B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
binder
double layer
electric double
slurry
electrode
Prior art date
Application number
KR10-2003-0027968A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040094040A (en
Inventor
최용규
신인철
이은정
Original Assignee
주식회사 디지털텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디지털텍 filed Critical 주식회사 디지털텍
Priority to KR10-2003-0027968A priority Critical patent/KR100518627B1/en
Publication of KR20040094040A publication Critical patent/KR20040094040A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100518627B1 publication Critical patent/KR100518627B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32Carbon-based
    • H01G11/40Fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

본 발명은 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법 및 이를 이용한 전기이중층 캐패시터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 유기결합제를 유기용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a slurry for electric double layer capacitor electrode coating and an electric double layer capacitor using the same. More specifically, the present invention is an electric double layer capacitor for preparing a slurry by dispersing at least one organic binder selected from the group consisting of a cellulose binder, a fluorine binder and a butadiene binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent. It relates to a method for producing a slurry for electrode coating.

Description

전기이중층캐패시터 및 그 제조방법 {Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process} Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process

본 발명은 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법 및 이를 이용한 전기이중층 캐패시터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 유기결합제를 유기용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a slurry for electric double layer capacitor electrode coating and an electric double layer capacitor using the same. More specifically, the present invention is an electric double layer capacitor for preparing a slurry by dispersing at least one organic binder selected from the group consisting of a cellulose binder, a fluorine binder and a butadiene binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent. It relates to a method for producing a slurry for electrode coating.

전기 이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC)는 전극과 전해질간의 계면에서 발생되는 전기 이중층에 전하를 흡,탈착하는 원리를 이용하여 전기에너지를 축적하는 축전기이다. 이러한 원리에 기인하여 전기 이중층 캐패시터는 빠른 충전 및 방전 특성을 가지며, 높은 파워를 요구하는 이동용 정보 통신 기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원으로 뿐만 아니라 고용량을 요구하는 전기 자동차, 야간도로 표시등, 그리고 UPS 등의 주전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하다.An electric double layer capacitor (EDLC) is a capacitor that accumulates electric energy using a principle of absorbing and desorbing electric charges on an electric double layer generated at an interface between an electrode and an electrolyte. Due to this principle, the electric double layer capacitor has fast charging and discharging characteristics, and is used as an auxiliary power source for mobile information communication devices such as mobile phones, laptops, PDAs, etc., which require high power, as well as electric vehicles and night road lights. It is also very suitable for main or auxiliary power supply such as UPS.

이러한 다양한 용도를 가지는 전기 이중층 캐패시터의 전극은 넓은 비표면적을 통한 고에너지화, 낮은 비저항을 통한 고파워화, 그리고 계면에서의 전기화학 반응의 억제를 통한 전기화학적 안정성을 가지는 것이 중요한 과제이다. 따라서 현재 넓은 비표면적을 가지는 활성탄소 분말(Activated Cabon Powder) 혹은 활성탄소 섬유(Activated Carbon Fiber)가 전극의 주재료로 가장 널리 이용되고 있으며, 이에 도전체를 혼합하거나, 혹은 금속 가루의 분사코팅 방식을 이용하여 낮은 비저항을 구현하고 있다. 또한 다양한 방법을 통하여 전극 계면에서 발생하는 전기화학적 부반응을 억제하여 보다 안정한 전극 물질을 연구, 개발 혹은 생산하고 있다.The electrode of the electric double layer capacitor having such various uses has high energy through large specific surface area, high power through low specific resistance, and electrochemical stability through suppression of electrochemical reaction at the interface. Therefore, active carbon powder (Activated Cabon Powder) or activated carbon fiber (Activated Carbon Fiber) having a large specific surface area is the most widely used as the main material of the electrode, and it is possible to mix the conductor or spray coating method of the metal powder. Low specific resistance. In addition, research and development or production of a more stable electrode material by suppressing the electrochemical side reactions occurring at the electrode interface through various methods.

전술한 바와 같이 전기 이중층 캐패시터의 전극 활물질은 넓은 비표면적을 가지는 활성탄소 분말을 이용하는데, 이를 알루미늄(Aluminum) 집전체 위에 도포하기 위하여, 셀롤로오스(Cellulose)계 혹은 불소계(Fluoride)의 결합제를 유기 용매 혹은 물에 분산시켜 활성 탄소 분말과 혼합하여 슬러리(Slurry)화 혹은 페이스트(Paste)화하여 수십에서 수백 um의 두께로 도포하여 사용하고 있다.As described above, the electrode active material of the electric double layer capacitor uses activated carbon powder having a large specific surface area, and in order to apply it on an aluminum current collector, a binder of cellulose or fluoride is used. It is dispersed in an organic solvent or water and mixed with activated carbon powder to make a slurry or paste to apply a thickness of several tens to hundreds of um.

종래의 슬러리 제조 방법을 통한 전극 도포 공정은 슬러리 제조시 주된 결합제로 사용되어온 셀룰로오스계의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)의 높은 경도 특성 때문에 작업성이 떨어지며 전극 제조 이후에도 높은 저항을 나타내어 많은 문제점을 가지고 있다. 또한 불소계 결합제인 플리테트라플루오로에틸엔(PTFE)의 경우, CMC의 높은 경도 특성을 보완하고, 전극 밀도를 향상시키는 성질을 가지고 있으나, 혼합 후 페이스트화되는 경향이 강하여, 슬러리 공정에 적용하여 낮은 두께의 전극을 도포하기에는 많은 어려움이 있으며, 가격 또한 비싼 단점을 가지고 있다.The electrode coating process through the conventional slurry production method has a lot of problems due to the low workability due to the high hardness characteristics of the cellulose-based carboxymethyl cellulose (CMC) has been used as the main binder in slurry production and high resistance even after electrode production. In addition, the fluorine-based binder, pletetrafluoroethylene (PTFE), has the property of compensating for the high hardness characteristics of the CMC and improving the electrode density, but has a tendency to paste after mixing, which is low in the slurry process. There are many difficulties in applying a thick electrode, and the price is also an expensive disadvantage.

이에 최근 들어 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)와 폴리테르라플루오로에틸렌(PTFE)을 혼합하거나 혹은 이에 부타디엔계의 결합제를 물에 분산시켜 혼합하여 사용함으로써 상기의 단점들을 개선하려는 시도들이 진행되고 있으나, 이들을 물에 분산시키는 시간이 장시간 소요되는 단점과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 가격이 비싼 단점이 남아있다.Recently, attempts have been made to improve the above disadvantages by mixing carboxymethyl cellulose (CMC) and polyterafluoroethylene (PTFE) or by dispersing butadiene-based binders in water. Disadvantages of long dispersion time in water and high price of polytetrafluoroethylene (PTFE) remain.

본 발명의 목적은 슬러리 제조 공정 및 전극 도포 공정의 작업성과 효율성을 증진시키며, 전극의 밀도를 향상시키는 부타디엔계 결합제인 부타디엔-스티렌(BS)을 첨가하고 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)보다 저렴하면서도 성능은 우수한 불소계 결합제인 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 상기 결합제들과 함께 유기 용매에 분산시켜 활성 탄소 분말과 혼합하여 전극으로 도포함으로써, 전극의 저항을 낮추며, 전극 도포 이후, 캐패시터 조립 및 제조 공정에서의 작업성과 효율성을 배가시키는 전기 이중층 캐패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve the workability and efficiency of the slurry manufacturing process and electrode coating process, butadiene-styrene (BS), butadiene-based binder that improves the density of the electrode, and is less expensive than polytetrafluoroethylene (PTFE) Polyvinylidene fluoride (PVdF), an excellent fluorine-based binder, is dispersed in an organic solvent together with the binders, mixed with activated carbon powder, and applied to the electrode, thereby lowering the resistance of the electrode. To provide an electric double layer capacitor and a method of manufacturing the same, which doubles the workability and efficiency in the process.

본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 유기결합제를 유기용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법이다.The present invention is an electric double layer capacitor electrode coating slurry for preparing a slurry by dispersing at least one organic binder selected from the group consisting of a cellulose binder, a fluorine binder and a butadiene binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent. It is a manufacturing method of.

본 발명에서 셀롤로오스계 결합제는 카르복시메틸셀룰로오스이고 불소계 결합제는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 것이며 부타디엔계 결합제는 부타디엔-스티렌(BS) 공중합체가 바람직하다. 또한 본 발명에서 유기용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 이소프로필 알코올(IPA) 또는 아세톤(Acetone)이 바람직하다. 본 발명은 상기 전극 활물질 70∼80중량%, 도전제 10∼15중량% 및 유기결합제 5∼15중량%로 구성된 것이 바람직하다.In the present invention, the cellulose-based binder is carboxymethylcellulose and the fluorine-based binder is at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVdF) and polytetrafluoroethylene (PTFE), and the butadiene-based binder is butadiene-styrene ( BS) copolymers are preferred. In the present invention, the organic solvent is preferably N-methylpyrrolidone (NMP), isopropyl alcohol (IPA) or acetone (Acetone). The present invention is preferably composed of 70 to 80% by weight of the electrode active material, 10 to 15% by weight of the conductive agent and 5 to 15% by weight of the organic binder.

또한 본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 유기결합제를 유기용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 제조된 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리를 집전체인 알루미늄 포일 상에 도포하여 제작한 전기 이중층 캐패시터용 활성탄 전극이다.The present invention also provides a slurry for electric double layer capacitor electrode coating prepared by dispersing at least one organic binder selected from the group consisting of a cellulose binder, a fluorine binder and a butadiene binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent. It is the activated carbon electrode for electric double layer capacitors apply | coated and produced on the aluminum foil which is an electrical power collector.

또한 본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 유기결합제를 유기용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 제조된 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리를 집전체인 알루미늄 포일 상에 도포하여 제작한 전기 이중층 캐패시터이다.The present invention also provides a slurry for electric double layer capacitor electrode coating prepared by dispersing at least one organic binder selected from the group consisting of a cellulose binder, a fluorine binder and a butadiene binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent. It is an electric double layer capacitor apply | coated and produced on the aluminum foil which is an electrical power collector.

본 발명은 셀룰로오스계 결합제, 불소계 결합제 및 부타디엔계 결합제들을 유기 용매에 분산시킨 후 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 집전체인 알루미늄 포일 상에 도포하여 제작된 전극을 포함하는 전기 이중층 캐패시터를 제공한다.The present invention provides an electric double layer capacitor comprising an electrode prepared by dispersing a cellulose-based binder, a fluorine-based binder and a butadiene-based binder in an organic solvent and then mixing activated carbon powder and a conductive agent on an aluminum foil as a current collector. .

또한, 본 발명은 결합제, 활성탄소분말 및 도전재를 혼합하는 단계와 상기 혼합물을 집전체인 알루미늄 포일 상에 도포하는 단계를 포함하는 전기 이중층 캐패시터의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing an electric double layer capacitor comprising mixing a binder, activated carbon powder and a conductive material and applying the mixture onto an aluminum foil as a current collector.

본 발명에서 사용된 활성탄소 분말은 비표면적이 1500∼2500㎡/g 이고, 평균입력이 5∼15um이며, 벌크밀도가 0.30∼0.50g/ml이고 PH가 6.0∼7.0인 것을 사용한다.The activated carbon powder used in the present invention has a specific surface area of 1500 to 2500 m 2 / g, an average input of 5 to 15 μm, a bulk density of 0.30 to 0.50 g / ml, and a pH of 6.0 to 7.0.

본 발명에서 사용되는 도전재는 비표면적이 55∼65 ㎡/g이고, 평균입경이 30∼50 nm이며, PH가 9.0∼10.0인 카본 블랙 계열의 것을 사용한다.The electrically conductive material used by this invention uses the carbon black type thing with a specific surface area of 55-65 m <2> / g, average particle diameter of 30-50 nm, and PH of 9.0-10.0.

본 발명에서 결합제를 분산시키는 유기 용매들의 대표적인 예는 이소프로필알코올(IPA), N-메틸피롤리돈(NMP), 그리고 아세톤(Acetone) 등이다.Representative examples of the organic solvents for dispersing the binder in the present invention are isopropyl alcohol (IPA), N-methylpyrrolidone (NMP), acetone (Acetone) and the like.

또한 본 발명에서 사용된 결합제의 대표적인 예는 셀롤로오스계의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)와 불소계의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)와 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 그리고 부타디엔계의 부타디엔-스티렌(BS) 공중합체 등이다.Representative examples of the binder used in the present invention are cellulose methyl carboxymethyl cellulose (CMC), fluorine polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and butadiene-based butadiene-styrene ( BS) copolymers and the like.

또한 본 발명은 상기 활성탄소 분말 70∼80중량%, 도전재 10∼15중량% 및 결합제 5∼15중량%를 혼합하여 형성된다.Moreover, this invention is formed by mixing 70-80 weight% of said activated carbon powders, 10-15 weight% of electrically conductive materials, and 5-15 weight% of binders.

좀 더 세부적으로 결합제는 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 1∼8중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 1∼7%, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 1∼7중량%, 그리고 부타디엔-스티렌(BS) 1∼7중량%를 사용하여 활성탄소 분말과 혼합하여 슬러리를 제조한다.More specifically, the binder is 1 to 8% by weight of carboxymethylcellulose (CMC), 1 to 7% of polytetrafluoroethylene (PTFE), 1 to 7% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF), and butadiene-styrene ( BS) 1 to 7% by weight is mixed with activated carbon powder to prepare a slurry.

본 발명에 따르면 저항 감소 및 전극의 물리적 성능을 개선하는 불소계 결합제를 셀룰로오스계 및 부타디엔계 결합제와 함께 유기 용매에 분산시켜 활성탄소 분말과 혼합함에 따라 슬러리 제조가 가능하며, 이를 사용해 알루미늄 집전체 위에 도포된 전극은 기존의 셀룰로오스계만으로 제조된 전극과 혹은 불소계 만으로 제조된 전극에 비해 저항이 60%이상 낮으며 부타디엔계 결합제에 의해 더욱 치밀해진 전극 밀도는 기존 전극에 비해 30%이상 높은 전극 밀도를 나타낸다.According to the present invention, a slurry can be prepared by dispersing a fluorine-based binder which decreases resistance and improves the physical performance of the electrode in an organic solvent together with a cellulose-based butadiene-based binder and mixed with activated carbon powder. The electrode has a resistance of more than 60% lower than that of a conventional cellulose-based electrode or a fluorine-only electrode, and the electrode density further densified by the butadiene-based binder shows an electrode density of 30% or more higher than that of the conventional electrode. .

또한 본 발명에 따르면 유기계 결합제를 유기 용매에 분산시킴에 따라, 기존의 수계 결합제를 사용하면서 발생되던 장시간의 결합제 용액 제조 시간과 결합제의 분산을 돕기 위해 첨가되었던 계면활성제를 사용하지 않아도 쉽게 결합제 용액을 제조할 수 있는 장점을 가진다.In addition, according to the present invention, as the organic binder is dispersed in an organic solvent, the binder solution can be easily prepared without using a long time binder solution preparation time and a surfactant added to assist in dispersing the binder. Has the advantage of manufacturing.

실시예 1.Example 1.

유기 용매 N-메틸피롤리돈(NMP) 300g에 카르복시메틸셀롤로우스(CMC) 2g, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 4g, 그리고 부타디엔-스티렌(BS) 7g을 용해시켜 결합제 용약을 제조한다. 상기 활성탄소분말 75g과 도전제 12g을 정량하여 혼합 용기에 담고, 결합제 용액을 넣은 후, 6시간 동안 혼합하여 슬러리를 제조하며 슬러리의 점도는 약 2500cps 정도가 된다. 이를 콤마 다이렉트 롤(Comma Direct Roll) 방식의 도포기를 사용하여 도포 두께가 알루미늄 포일의 두께를 제외하고 양면이 200um가 되도록 도포한다. 도포가 완료된 전극은 롤프레스(Roll Press)기를 사용하여 두께가 알루미늄 포일의 두께를 제외하고 양면이 180um가 되도록 10%가량 가열 압착한다. 상기의 실시예에 의해 제조된 전극의 경우 저항은 14Ω㎠이며, 전극 밀도는 0.65g/㎠를 나타내었다.A binder solution was prepared by dissolving 2 g of carboxymethyl cellulose (CMC), 4 g of polyvinylidene fluoride (PVdF), and 7 g of butadiene-styrene (BS) in 300 g of an organic solvent N-methylpyrrolidone (NMP). 75 g of the activated carbon powder and 12 g of the conductive agent are quantified and placed in a mixing vessel, a binder solution is added, and mixed for 6 hours to prepare a slurry, and the viscosity of the slurry is about 2500 cps. This is applied using a comma direct roll applicator so that the coating thickness is 200um except for the thickness of the aluminum foil. The coated electrode is heated and pressed by about 10% using a roll press (Roll Press) so that the thickness is 180 um on both sides except the thickness of the aluminum foil. In the case of the electrode manufactured by the above embodiment, the resistance was 14 m 2 and the electrode density was 0.65 g / cm 2.

이렇게 제조된 전극을 이용하여 원통형 타입의 전기 이중층 캐패시터를 제조하여 등가 직렬 저항(Equvalent Series Resistance : ESR)을 측정한 결과 15㎖이였고, 정전 용량의 경우, 67F이 구현 되었다.An electric double layer capacitor of a cylindrical type was manufactured using the electrode thus prepared, and an equivalent series resistance (ESR) was measured. The result was 15 ml. In the case of capacitance, 67F was realized.

실시예 2Example 2

유기 용매 N-메틸피롤디돈(NMP) 300g에 카르복시메틸셀롤로오스(CMC) 2g, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 2g, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 2g, 그리고 부타디엔-스티렌(BS) 7g을 용해시켜 결합제 용액을 제조한다. 상기 활성 탄소 분말 75g과 도전제 12g을 정량하여 혼합 용기에 담고, 결합제 용액을 넣은 후, 6시간 동안 혼합하여 슬러리를 제조하며 슬러리의 점도는 약 2800cps 정도가 된다. 이를 콤마 다이렉트 롤(Comma Direct Roll) 방식의 도포기를 사용하여 도포 두께가 알루미늄 포일의 두께를 제외하고, 양면이 200um가 되도록 도포한다. 두포가 완료된 전극은 롤프레스(Roll Press)기를 사용하여 두께가 알루미늄 포일의 두께를 제외하고 양면이 180um가 되도록 약 10%가량 가열 압착한다.300 g of organic solvent N-methylpyrrolidone (NMP), 2 g of carboxymethyl cellulose (CMC), 2 g of polyvinylidene fluoride (PVdF), 2 g of polytetrafluoroethylene (PTFE), and 7 g of butadiene-styrene (BS) To dissolve the binder solution. 75 g of the activated carbon powder and 12 g of the conductive agent are quantified and placed in a mixing vessel, a binder solution is added, and the mixture is mixed for 6 hours to prepare a slurry, and the viscosity of the slurry is about 2800 cps. This is applied using a comma direct roll type applicator so that the coating thickness is 200 um except for the thickness of the aluminum foil. The completed electrode is heated and pressed by about 10% using a roll press (Roll Press) so that the thickness is 180 um on both sides except the thickness of the aluminum foil.

상기의 실시예에 의해 제조된 전극의 경우 저항은 약 13Ω㎠이며, 전극 밀도는 0.67g/㎠를 나타내었다. 이렇게 제조된 전극을 이용하여 원통형 타입의 전기 이중층 캐패시터를 제조하여 등가 직렬 저항(Equvalent Series Resistance : ESR)을 측정한 결과 15㎖ 이였고, 정전 용량의 경우, 68F 이 구현되었다.In the case of the electrode manufactured by the above embodiment, the resistance was about 13 m 2 and the electrode density was 0.67 g / cm 2. An electric double layer capacitor of a cylindrical type was manufactured using the electrode thus prepared, and the equivalent series resistance (ESR) was measured. The result was 15 ml, and in the case of capacitance, 68F was realized.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 활성탄소 분말과 도전제의 3∼4종의 결합제를 혼합하여 사용함으로써 전극의 저항을 감소시키고, 그와 동시에 전극의 물리적인 성능을 향상시킬 수 있으며 저렴한 재료로의 대체 혹은 혼합사용으로 이후 캐패시터 제조공정의 작업성과 효율성, 그리고 경제성을 배가 시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 유기 용매에 잘 분산되는 유기계 결합제의 사용으로 인해 슬러리 제조 공정에서 수시간에 걸쳐 불필요하게 소요되었던 결합제 용액 제조 시간을 단축시킬 수 있어 공정 시간 단축의 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따라 제조된 캐패시터의 경우 고에너지 밀도와 높은 파워 밀도를 가지고 낮은 저항을 나타냄으로써, PDA등의 이동용 정보 통신 기기와 전기 자동차 및 UPS, 그리고 야간 도로 표시등과 같은 다양한 응용분야의 주전원 혹은 보조 전원으로 활용될 수 있다.As described above, according to the present invention, by using a mixture of activated carbon powder and three to four kinds of binders, the resistance of the electrode can be reduced, and at the same time, the physical performance of the electrode can be improved. By replacing or using it, the efficiency, efficiency and economy of the capacitor manufacturing process can be doubled. In addition, the use of an organic binder that is well dispersed in an organic solvent can shorten the binder solution preparation time, which is unnecessary for several hours in the slurry manufacturing process, thereby reducing the process time. In addition, the capacitor manufactured according to the present invention has a high energy density and a high power density and exhibits low resistance, so that the main power source for various applications such as mobile information communication devices such as PDAs, electric vehicles and UPS, and night road lights or Can be used as an auxiliary power source.

도 1은 전기 이중층 캐패시터의 전하 저장 원리를 간략화한 도면이다.1 is a simplified diagram of the charge storage principle of an electric double layer capacitor.

도 2는 전기 이중층 캐패시터의 구조도이다.2 is a structural diagram of an electric double layer capacitor.

도 3은 전기 이중층 캐패시터를 제조하는 공정도이다.3 is a process diagram for manufacturing an electric double layer capacitor.

도 4는 전기 이중층 캐패시터의 전극을 제조하기 위해 슬러리 제조 및 전극을 도포하는 공정의 흐름을 보인 공정 흐름도이다.4 is a process flow diagram illustrating the flow of slurry preparation and application of electrodes to fabricate electrodes of an electric double layer capacitor.

Claims (8)

N-메틸피롤리돈에 15 ~ 120중량%에 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 1∼8중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 1∼7%, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 1∼7중량%, 그리고 부타디엔-스티렌(BS) 1∼7중량%를 용해하여 결합제 용액을 제조하고 여기에 활성탄소분말과 도전제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 캐패시터 전극도포용 슬러리의 제조방법.15 to 120% by weight of N-methylpyrrolidone to 1 to 8% by weight of carboxymethyl cellulose (CMC), 1 to 7% of polytetrafluoroethylene (PTFE), 1 to 7% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) %, And 1 to 7% by weight of butadiene-styrene (BS) to prepare a binder solution, and to prepare a slurry by mixing activated carbon powder and a conductive agent therein, to prepare a slurry for electric double layer capacitor electrode coating Way. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR10-2003-0027968A 2003-05-01 2003-05-01 Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process KR100518627B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0027968A KR100518627B1 (en) 2003-05-01 2003-05-01 Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0027968A KR100518627B1 (en) 2003-05-01 2003-05-01 Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0013692U Division KR200320683Y1 (en) 2003-05-01 2003-05-01 Electric Double Layer Capacitors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040094040A KR20040094040A (en) 2004-11-09
KR100518627B1 true KR100518627B1 (en) 2005-09-30

Family

ID=37373827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0027968A KR100518627B1 (en) 2003-05-01 2003-05-01 Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100518627B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010147254A1 (en) * 2008-06-20 2010-12-23 주식회사 아모그린텍 Electrode of high-density super capacitor and method for manufacturing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010147254A1 (en) * 2008-06-20 2010-12-23 주식회사 아모그린텍 Electrode of high-density super capacitor and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040094040A (en) 2004-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9834688B2 (en) Aqueous carbon filler dispersion coating liquid, conductivity-imparting material, electrode plate for an electrical storage device, manufacturing method therefore, and electrical storage device
KR100414357B1 (en) Conducting Polymer Coated Electrode of Metal Oxide Electrochemical Pseudocapacitor and Method of Manufacturing the Same
KR101571191B1 (en) Electrode structure for an energy storage device
CN102842701B (en) Lithium ion battery anode pole piece and comprise the lithium ion battery of this anode pole piece
CN107946091A (en) A kind of paper substrate flexible flat ultracapacitor preparation method
JP2013062505A (en) Method for preparing electrode active material slurry and electrochemical capacitor comprising electrode using the same
KR100762797B1 (en) Electrode For Energy Storage Device And Manufacturing Method thereof
CN109637846A (en) A kind of high voltage plane supercapacitor and preparation method thereof
CN102516764A (en) Polyaniline nanowire/ graded porous carbon composite material as well as preparation method and application thereof
CN106033696B (en) A kind of electrode and preparation method thereof
US20110002085A1 (en) Electrode for capacitor and electric double layer capacitor having the same
CN108878893A (en) A kind of fast charge negative electrode of lithium ion battery modified collector and preparation method thereof
KR101198297B1 (en) Sheet Electrode Of Carbon-PolyTetraFluoroEthylene-Hydrophilic Binder For Electric Double Layer Capacitor And Manufacturing Method thereof
CN109841426B (en) Graphene-based flexible electrode and preparation method thereof
KR20170068492A (en) Binder, use thereof and method for producing electrode
CN106252099A (en) A kind of ultracapacitor
KR100518627B1 (en) Electric Double Layer Capacitors and their manufacturing process
US20130038984A1 (en) Composition for electrode active material slurry and electrochemical capacitor including electrode using the same
KR100745193B1 (en) Manufacturing method of cnf/daaq composite electrode for supercapacitor
KR200320683Y1 (en) Electric Double Layer Capacitors
CN107819108B (en) Ternary electrode slurry, ternary electrode plate and preparation method
KR100592112B1 (en) Electrode for Electric Double Layer Capacitor Fabricated Using Sulfonated Poly 2,6-dimethyl-1,4-phenylene Oxide
KR100587963B1 (en) Low ESR Electric Double Layer Capacitor and Process for Producing it
KR100342770B1 (en) Electric double-layer capacitor and method for manufacturing the same
CN114420891B (en) High-voltage lithium ion battery current collector, preparation method and application

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110920

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120910

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee