KR20130134964A - Flowable electrode for energy storage - Google Patents

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KR20130134964A
KR20130134964A KR1020120058897A KR20120058897A KR20130134964A KR 20130134964 A KR20130134964 A KR 20130134964A KR 1020120058897 A KR1020120058897 A KR 1020120058897A KR 20120058897 A KR20120058897 A KR 20120058897A KR 20130134964 A KR20130134964 A KR 20130134964A
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김용우
윤영식
이제안
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an electrode and an electrode structure. Particularly, a flowable electrode according to the present invention includes: a collector; an electrode separating layer which is separated from the collector; and a flowable electrode material which is located between the collector and the electrode separating layer. The flowable electrode material includes an electrode active material and a non-aqueous electrolyte.

Description

에너지 저장용 유동성 전극 {Flowable Electrode for Energy Storage}Flowable Electrode for Energy Storage

본 발명은 에너지 저장 장치에 사용될 수 있는 전극에 관한 것으로, 상세하게, 이온의 흡착 및 탈착에 의해 에너지를 저장 및 방출하는 에너지 저장용 전극에 관한 것이다.극 및 전극 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode that can be used in an energy storage device, and more particularly, to an electrode for energy storage that stores and releases energy by adsorption and desorption of ions.

차세대 에너지 저장 장치들 중 울트라 캐패시터 또는 슈퍼 캐패시터라 불리는 장치는 빠른 충방전 속도, 높은 안정성, 그리고 친환경적 특성으로 인해, 차세대 에너지 저장 장치로 각광받고 있다. 일반적인 슈퍼 캐패시터는 전해액 및 전해액 내에서 분리막을 사이에 두고 서로 대향되도록 배치되는 양극 구조체 및 음극 구조체를 포함하여 구성된다. Among next-generation energy storage devices, called ultra-capacitors or supercapacitors, are emerging as next-generation energy storage devices due to their fast charge-discharge rate, high stability, and eco-friendliness. The general supercapacitor includes an anode structure and a cathode structure which are disposed to face each other with a separator interposed therebetween in an electrolyte solution and an electrolyte solution.

현재, 대표적인 슈퍼 캐패시터로 리튬 이온 캐패시터(Lithium Ion Capacitor:LIC)가 있다. 보통 리튬 이온 캐패시터는 활성탄소로 이루어진 양극와 다양한 종류의 흑연 재료로 이루어진 음극을 사용하고, 리튬 이온을 캐리어 이온으로 하는 슈퍼 캐패시터이다. 리튬 이온 캐패시터는 2차 전지에 비해 상대적으로 높은 출력 밀도를 가지므로, 차량과 같은 운송 수단의 보조 전원인 백업 전원으로 사용하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 그러나, 운송수단의 백업 전원으로 리튬 이온 캐패시터를 사용하기 위해서는 현재 기술 보다 더 높은 출력 밀도가 요구된다.Currently, a representative super capacitor is a lithium ion capacitor (LIC). Usually, a lithium ion capacitor is a supercapacitor using an anode made of activated carbon and a cathode made of various kinds of graphite materials, and using lithium ions as carrier ions. Since lithium ion capacitors have a relatively higher output density than secondary batteries, efforts to use them as backup power sources, which are auxiliary power sources for vehicles such as vehicles, continue. However, using a lithium ion capacitor as a backup power source for a vehicle requires a higher power density than current technology.

리튬 이온 캐패시터의 전극의 비표면적을 높이기 위한 일반적으로 스택화와 같이 모듈의 구조를 변화시키거나, 미국 등록특허 제5,425,858호의 레졸사이놀과 포름알데히드의 졸-겔 중합에 의해 만들어진 단일체 형태의 탄소 에에로겔과 같이 새로운 전극소재 소재를 개발하는 방향이 주를 이루고 있다. Monolithic carbon etch produced by changing the structure of the module, such as stacking, or by sol-gel polymerization of formaldehyde in US Pat. No. 5,425,858 to increase the specific surface area of the electrode of a lithium ion capacitor. The main focus is to develop new electrode materials such as Rogel.

그러나, 구조적으로 처리 용량과 처리 효율을 높이고자 하는 경우, 초기 설비비의 증가, 운전 비용의 증가 및 장비의 크기 증가를 피할 수 없으며, 전극 물질의 미세화 및 다공화에 의해 비표면적을 향상시키고자 하는 경우, 전기장 중첩에 의해 전기 흡착 성능이 감소되는 문제를 피할 수 없는 한계가 있다.However, structurally, in order to increase processing capacity and processing efficiency, it is inevitable to increase initial equipment cost, increase operating cost, and increase size of equipment, and to improve specific surface area by miniaturization and porosity of electrode material. In this case, there is a limitation that the problem that the electrosorption performance is reduced by the electric field overlap is inevitable.

미국 등록특허 제5,425,858호US Patent No. 5,425,858

본 발명의 목적은 전극의 대면적화 또는 스택화를 이루지 않더라도, 전극의 용량을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 동일한 물리적 크기를 가지면서도 용량이 가변적으로 조절될 수 있는 전극을 제공하는 것이며, 가변적이며 현저히 증대된 축전용량을 가지면서도 전극의 전기 저항이 낮고 전기장이 균일하게 분포하는 전극을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrode that can dramatically increase the capacitance of an electrode and have a variable physical capacity while having the same physical size, even if a large area or stack of electrodes is not achieved. The present invention provides an electrode having an increased capacitance and a low electric resistance of the electrode and a uniform electric field distribution.

본 발명의 또 다른 목적은 축전 용량이 가변 가능하며, 현저히 증대된 축전 용량을 가지며, 낮은 전기 저항 및 균일한 전기장 분포를 갖는 전극 구조체를 제공하는 것이며, 해수담수화, 전기 에너지 저장 또는 슈퍼 캐패시터에 사용될 수 있는 전극 구조체를 제공하는 것이다. It is yet another object of the present invention to provide an electrode structure having a variable capacitance, having a significantly increased capacitance, having a low electrical resistance and a uniform electric field distribution, which can be used for seawater desalination, electrical energy storage or supercapacitors. It is to provide an electrode structure that can be.

본 발명에 따른 유동성 전극은 집전체; 상기 집전체에 이격 배치되는 전극 분리막; 상기 집전체와 전극 분리막 사이에 위치하는 유동성 전극물질을 포함하며, 유동성 전극물질은 전극활물질 및 비수계 전해질을 함유한다. The flowable electrode according to the present invention comprises a current collector; An electrode separator spaced apart from the current collector; A flowable electrode material is disposed between the current collector and the electrode separator, and the flowable electrode material contains an electrode active material and a non-aqueous electrolyte.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 양이온 및 음이온를 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte may contain a cation and an anion.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 카보네이트계, 락톤계, 에스테르계, 에테르계, 술폭사이드계, 아마이드계, 함질소계, 에스터계, 케톤계, 유기황(organosulfur)계, 유기인(organophosphorous)계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 하나 이상의 선택된 유기용매를 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte is a carbonate, lactone, ester, ether, sulfoxide, amide, nitrogen-containing, ester, ketone, organosulfur It may contain one or more selected organic solvents from the group consisting of), organophosphorous and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 에틸렌 카르보네이트(EC), 프로필렌 카르보네이트(PC), 부틸렌 카르보네이트(BC), 디메틸 카르보네이트(DMC), 디에틸 카르보네이트(DEC), 디프로필 카르보네이트(DPC), 디부틸 카르보네이트(DBC), 에틸 메틸 카르보네이트(EMC), 메틸 프로필 카르보네이트(MPC), 에틸 프로필 카르보네이트(EPC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 아세토니트릴, 니트로메탄, γ-부티로락톤, 2-메틸-γ-부티로락톤, 3-메틸-γ-부티로락톤, 4-메틸-γ-부티로락톤, β-프로피오락톤, δ-발레로락톤, α-부티로락톤, δ-부티로락톤, 트리메톡시메탄, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸에테르, 2-에톡시에탄, 테트라하이드퓨란, 2-메틸 테트라하이드로퓨란, 메톡시에탄, 1,3-디옥솔란(1,3-dioxolane), 1,4-디옥산, 1,2-디에톡시에탄, 1,2-디부톡시에탄, 디메틸 술폭사이드, 디메틸포름아미드, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 부틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 에틸 부티레이트, 프로필 부티레이트, 부틸 부티레이트, , 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸) 포스페이트, 트리프로필 포스페이트, 트리이소프로필 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리헥실 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 트리에스터 포스페이트, 프로필렌탄산염, 에틸렌탄산염, 디에틸탄산염, 디메틸탄산염 및 에틸메틸탄산염, 초산 에스터, 유산 에스터 및 프로포닉산 에스터에서 하나 또는 둘 이상 선택된 유기용매를 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), Diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), dibutyl carbonate (DBC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), fluoroethylene carbonate (FEC), acetonitrile, nitromethane, γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 4-methyl-γ- Butyrolactone, β-propiolactone, δ-valerolactone, α-butyrolactone, δ-butyrolactone, trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane , Tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, methoxyethane, 1,3-dioxolane (1,3-dioxolane), 1,4-dioxane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibu Methoxyethane, dimeth Tyl sulfoxide, dimethylformamide, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate Butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, butyl butyrate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphate, Tripropyl phosphate, triisopropyl phosphate, tributyl phosphate, trihexyl phosphate, triphenyl phosphate, tritolyl phosphate, triester phosphate, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, acetate ester, lactic acid s And is in the pro-Po acid ester may contain one or more than one selected organic solvent.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 리튬 이온, 소듐 이온, 칼륨 이온 또는 이들의 혼합 이온을 포함하는 금속 양이온; 암모늄 이온; 포스포늄 이온; 및 카르보늄 이온;에서 하나 또는 둘 이상 선택된 양이온을 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte may include a metal cation including lithium ions, sodium ions, potassium ions, or mixed ions thereof; Ammonium ions; Phosphonium ions; And carbonium ions; may contain one or two or more selected cations.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 불화 이온, 염화 이온, 브롬화 이온, 요오드화 이온, 질산이온, 황산 이온, 아세트산 이온, 과염소산 이온, 테트라플루오로붕산 이온, 헥사플루오로포스페이트 이온, 헥사플루오로아르세네이트 이온, 헥사플루오로안티모네이트 이온, 플루오로알킬술폰산 이온, 플루오로알킬술포닐이미드 이온 및 플루오로알킬카복실 이온에서 하나 또는 둘 이상 선택된 음이온을 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte is a fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, nitrate ion, sulfate ion, acetate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluoro May contain one or more anions selected from phosphate ions, hexafluoroarsenate ions, hexafluoroantimonate ions, fluoroalkylsulfonic acid ions, fluoroalkylsulfonylimide ions and fluoroalkylcarboxyl ions have.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 전극 활물질은 탄소 입자, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 그래핀에서 하나 이상 선택되거나 이들의 복합체인 탄소체를 함유할 수 있다. In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the electrode active material may contain at least one selected from carbon particles, carbon nanotubes, carbon fibers and graphene, or a carbon body which is a composite thereof.

본 발명에 따른 전극 구조체는 상술한 유동성 전극을 단위 전극으로 하여, 제 1단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하며, 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극이 전극 분리막을 통해 서로 대향되도록 이격 배치되고, 제1 단위 전극의 전극 분리막과 제2 단위 전극의 전극 분리막 사이에 전해액이 위치한다.The electrode structure according to the present invention includes the first electrode unit and the second unit electrode using the above-mentioned fluid electrode as a unit electrode, the first unit electrode and the second unit electrode are spaced apart from each other through the electrode separation membrane The electrolyte is positioned between the electrode separator of the first unit electrode and the electrode separator of the second unit electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 해수 담수화용일 수 있다.Electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for seawater desalination.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 전기 에너지 저장용일 수 있다.An electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for storing electrical energy.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 슈퍼 캐패시터용일 수 있다.An electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for a super capacitor.

본 발명에 따른 유동성 전극은 이온이 흡착되는 전극물질이 유동적임에 따라, 고도의 스택화 또는 대면적화를 이루지 않고도, 외부 저장조를 통해 유동성 전극에 전극물질을 공급하는 극히 용이하고 단순한 방법을 통해, 전극의 용량을 획기적으로 증진시킬 수 있는 장점이 있으며, 전극물질이 비수계 전해질을 함유함으로써, 전극의 전력 밀도를 향상시킬 수 있으며, 이온 흡착 효율의 증진 및 흡착 시간의 단축이 가능한 장점이 있다.The flowable electrode according to the present invention is an extremely simple and simple method of supplying the electrode material to the flowable electrode through an external reservoir, as the electrode material to which ions are adsorbed is fluidized, without achieving a high stacking or large area. There is an advantage that can significantly increase the capacity of the electrode, the electrode material contains a non-aqueous electrolyte, it is possible to improve the power density of the electrode, there is an advantage that can increase the ion adsorption efficiency and shorten the adsorption time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극의 단면을 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 일 예를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 다른 예를 도시한 단면도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.

<도면 부호>
100 : 유동성 전극 10 : 집전체
20 : 유동성 전극물질 30 : 전극 분리막
21 : 전극 활물질 22 : 비수계 전해질
110 : 제1단위전극 120 : 제2단위전극
200 : 전해액 300 : 전원공급부
400 : 부하1 is a cross-sectional view of a flowable electrode according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view showing an example of an electrode structure according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view showing another example of an electrode structure according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing still another example of an electrode structure according to an embodiment of the present invention.

<Drawing symbol>
100 fluid electrode 10 current collector
20: fluid electrode material 30: electrode separator
21 electrode active material 22 non-aqueous electrolyte
110: first unit electrode 120: second unit electrode
200: electrolyte 300: power supply
400: load

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전극 및 전극 구조체를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, an electrode and an electrode structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms, and the following drawings may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명에 따른 유동성 전극은 본 발명에 따른 유동성 전극은 집전체; 집전체에 이격 배치되는 전극 분리막; 집전체와 전극 분리막 사이에 위치하는 유동성 전극물질을 포함하며, 유동성 전극물질은 전극활물질 및 비수계 전해질을 함유한다.Flowable electrode according to the present invention is a flowable electrode according to the invention the current collector; An electrode separator spaced apart from the current collector; A flowable electrode material is disposed between the current collector and the electrode separator, and the flowable electrode material contains an electrode active material and a non-aqueous electrolyte.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유동성 전극은 물리적으로 고정된 전극이 아닌, 액상의 비수계 전해질에 분산된 전극 활물질을 함유하여 흐름(flow) 가능한 전극임에 따라, 전극내 유동성 전극물질을 연속 또는 불연속적으로 교체 또는 순환시키는 방법에 의해 전극의 용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있으며, 전력 밀도가 획기적으로 증대된 장점이 있다.As described above, the flowable electrode according to the present invention is a flowable electrode containing an electrode active material dispersed in a liquid non-aqueous electrolyte, rather than a physically fixed electrode, thereby continuously flowing the flowable electrode material in the electrode. Alternatively, there is an advantage in that the capacity of the electrode can be increased by a method of discontinuously replacing or circulating, and there is an advantage in that the power density is dramatically increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a flowable electrode according to an embodiment of the present invention.

도 1의 일 실시예에 따른 단면도에 도시한 바와 같이, 유동성 전극(100)은 집전체(10), 전극 분리막(30) 및 유동성 전극물질(20)을 포함하여 구성된다.As shown in the cross-sectional view according to the exemplary embodiment of FIG. 1, the flowable electrode 100 includes a current collector 10, an electrode separator 30, and a flowable electrode material 20.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 집전체(10)와 전극 분리막(30)은 대응되는 형상으로 이격 배치되고, 집전체(10)와 전극 분리막(30)사이의 공간에 유동성 전극물질(20)이 위치할 수 있다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the current collector 10 and the electrode separation membrane 30 are spaced apart in a corresponding shape, and the space between the current collector 10 and the electrode separation membrane 30. The flowable electrode material 20 may be located.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 집전체(10)는 전지(축전지를 포함함) 분야에서 통상적으로 사용되는 집전체이면 족하다. 비한정적인 일 예로, 집전체(10)는 폼(foam), 필름(film), 메쉬(mesh), 펠트(felt), 다공성 박(perforated film) 또는 이들의 적층체일 수 있으며, 카본, 니켈, 티타늄, 크롬, 코발트, 아연, 그라파이트 및 그래핀에서 하나 또는 둘 이상 선택된 물질일 수 있다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the current collector 10 may be a current collector commonly used in the field of batteries (including storage batteries). As a non-limiting example, the current collector 10 may be a foam, a film, a mesh, a felt, a porous film, or a laminate thereof, and may include carbon, nickel, One, two or more selected from titanium, chromium, cobalt, zinc, graphite, and graphene.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 전극 분리막(30)은 전지(축전지를 포함함) 분야에서 통상적으로 사용되는 집전체이면 족하다. 일 예로, 전극 분리막(30)은 이온 교환막 또는 미세공 절연막일 수 있다. In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the electrode separator 30 may be a current collector commonly used in the field of batteries (including storage batteries). For example, the electrode separation membrane 30 may be an ion exchange membrane or a microporous insulating layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 유동성 전극물질(20)은 전극 활물질(21) 및 액상의 비수계 전해질(22)을 포함할 수 있으며, 전극 활물질(21)이 액상의 비수계 전해질에 분산된 분산액일 수 있다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the flowable electrode material 20 may include an electrode active material 21 and a liquid non-aqueous electrolyte 22, and the electrode active material 21 is a liquid phase. It may be a dispersion dispersed in a non-aqueous electrolyte of.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 유동성 전극물질(20)의 전극 활물질(21)은 탄소체를 함유할 수 있다. 전극 활물질(21)로 함유되는 탄소체는 탄소 입자, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 그래핀에서 하나 또는 둘 이상 선택된 물질; 또는 탄소 입자, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 그래핀에서 둘 이상 선택된 물질의 복합체;일 수 있다. In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the electrode active material 21 of the flowable electrode material 20 may contain a carbon body. The carbon body contained in the electrode active material 21 may include at least one material selected from carbon particles, carbon nanotubes, carbon fibers, and graphene; Or a composite of two or more materials selected from carbon particles, carbon nanotubes, carbon fibers, and graphene.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 탄소 입자는 활성탄소, 탄소 에어로겔, 메조포러스 카본(mesoporous carbon), 카본 블랙 및 흑연에서 하나 또는 둘 이상 선택된 것일 수 있다. 탄소 섬유는 활성 탄소섬유를 포함할 수 있다. 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브 및 다중벽 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택된 것일 수 있으며, 파이버형 탄소나노튜브 또는 다수개의 탄소나노튜브가 결합된 탄소나노튜브 번들(bundle)일 수 있다. 그래핀은 단층 그래핀 또는 다층 그래핀일 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the carbon particles may be one or more selected from activated carbon, carbon aerogel, mesoporous carbon, carbon black and graphite. The carbon fiber may comprise activated carbon fiber. The carbon nanotubes may be one or more selected from single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes, and are bundled with fiber-type carbon nanotubes or carbon nanotubes. May be). The graphene may be monolayer graphene or multilayer graphene.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 둘 이상의 탄소체가 결합된 복합체는 탄소나노튜브, 탄소 섬유 및 그래핀에서 하나 또는 둘 이상 선택된 이방성 물질에 다수개의 탄소 입자가 결합된 복합체일 수 있다. 상세하게, 다수개의 탄소 입자가 그래핀의 표면 또는 다층 그래핀의 층간에 위치 및 결합된 복합체일 수 있으며, 다수개의 탄소 입자가 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유의 표면에 위치 및 결합된 복합체일 수 있있다. 탄소 입자와 탄소나노튜브, 탄소 입자와 탄소 섬유, 탄소 입자와 그래핀 간의 결합은 흡착(정전기적 또는 물리적 흡착), 이온 또는 공유 결합을 포함하는 화학적 결합 또는 전도성 고분자 바인더에 의한 결합을 포함할 수 있다. In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the composite in which two or more carbon bodies are bonded may be a composite in which a plurality of carbon particles are bonded to one or two or more selected anisotropic materials from carbon nanotubes, carbon fibers, and graphene. . In detail, the plurality of carbon particles may be a composite located and bonded to the surface of graphene or a layer of multilayer graphene, and the plurality of carbon particles may be a composite located and bonded to the surface of carbon nanotube or carbon fiber. have. Bonds between carbon particles and carbon nanotubes, carbon particles and carbon fibers, carbon particles and graphene may include adsorption (electrostatic or physical adsorption), chemical bonds including ionic or covalent bonds, or bonds by conductive polymeric binders. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 전극활물질은 나노 입자, 나노 튜브, 나노 섬유, 나노 플레이트 및 나노 로드에서 하나 또는 둘 이상 선택된 나노 구조일 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the electrode active material may be one or more nanostructures selected from nanoparticles, nanotubes, nanofibers, nanoplates and nanorods.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 전극 활물질(21)로 함유되는 탄소 입자는 전극물질의 유동성을 저해하지 않고, 전극물질의 전도도 및 이온의 흡착율을 높이기 위해, 평균 직경이 10nm 내지 500μm일 수 있다. 전극 활물질(21)로 함유되는 탄소입자는 유니 모달(uni-modal) 분포, 바이 모달(bi-modal) 분포 또는 트리 모달(tri-modal)의 입도 분포를 가질 수 있다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the carbon particles contained in the electrode active material 21 do not impair the fluidity of the electrode material, and in order to increase the conductivity of the electrode material and the adsorption rate of ions, the average diameter This may be 10nm to 500μm. Carbon particles contained in the electrode active material 21 may have a uni-modal distribution, a bi-modal distribution, or a tri-modal particle size distribution.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 전극 활물질(21)로 함유되는 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 또는 이들의 혼합물을 포함하는 이방성 물질은 전극물질의 유동성을 저해하지 않으며, 전극물질의 전도도를 향상시키기 위해, 종횡비가 3 내지 1000일 수 있다. 또한, 이방성 물질의 장단축비를 기준으로 유니 모달(uni-modal) 분포, 바이 모달(bi-modal) 분포 또는 트리 모달(tri-modal) 분포를 가질 수 있다. In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the anisotropic material including carbon fiber, carbon nanotubes, graphene, or a mixture thereof contained as the electrode active material 21 does not inhibit the fluidity of the electrode material. And, in order to improve the conductivity of the electrode material, the aspect ratio may be 3 to 1000. In addition, it may have a uni-modal distribution, a bi-modal distribution, or a tri-modal distribution based on the long-term reduction ratio of the anisotropic material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 탄소체가 탄소 입자와 함께 이방성 물질을 함유하는 경우, 이방성 물질의 큰 장단축비에 의해, 탄소체간 및 탄소체와 집전체간의 접점(contact)이 증가하여, 유동성 전극물질의 내부 저항 감소가 가능하며, 유동성 전극물질내 보다 균일한 전기장의 분포를 가능하게 한다.According to one embodiment of the present invention, when the carbon body contains the anisotropic material together with the carbon particles, the contact between the carbon body and the carbon body and the current collector increases due to the large long-short ratio of the anisotropic material, resulting in fluidity It is possible to reduce the internal resistance of the electrode material and to allow a more uniform distribution of the electric field in the flowable electrode material.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질(22)은 카보네이트계, 락톤계, 에스테르계, 에테르계, 술폭사이드계, 아마이드계, 함질소계, 에스터계, 케톤계, 유기황(organosulfur)계, 유기인(organophosphorous)계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 하나 이상의 선택된 유기용매를 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte 22 is a carbonate-based, lactone-based, ester-based, ether-based, sulfoxide-based, amide-based, nitrogen-based, ester-based, ketone-based, organic It may contain one or more organic solvents selected from the group consisting of sulfur (organosulfur), organophosphorous and combinations thereof.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질(22)은 에틸렌 카르보네이트(EC), 프로필렌 카르보네이트(PC), 부틸렌 카르보네이트(BC), 디메틸 카르보네이트(DMC), 디에틸 카르보네이트(DEC), 디프로필 카르보네이트(DPC), 디부틸 카르보네이트(DBC), 에틸 메틸 카르보네이트(EMC), 메틸 프로필 카르보네이트(MPC), 에틸 프로필 카르보네이트(EPC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 아세토니트릴, 니트로메탄, γ-부티로락톤, 2-메틸-γ-부티로락톤, 3-메틸-γ-부티로락톤, 4-메틸-γ-부티로락톤, β-프로피오락톤, δ-발레로락톤, α-부티로락톤, δ-부티로락톤, 트리메톡시메탄, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸에테르, 2-에톡시에탄, 테트라하이드퓨란, 2-메틸 테트라하이드로퓨란, 메톡시에탄, 1,3-디옥솔란(1,3-dioxolane), 1,4-디옥산, 1,2-디에톡시에탄, 1,2-디부톡시에탄, 디메틸 술폭사이드, 디메틸포름아미드, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 부틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 에틸 부티레이트, 프로필 부티레이트, 부틸 부티레이트, , 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸) 포스페이트, 트리프로필 포스페이트, 트리이소프로필 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리헥실 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 트리에스터 포스페이트, 프로필렌탄산염, 에틸렌탄산염, 디에틸탄산염, 디메틸탄산염 및 에틸메틸탄산염, 초산 에스터, 유산 에스터 및 프로포닉산 에스터에서 하나 또는 둘 이상 선택된 유기용매를 함유할 수 있다.Specifically, in the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte 22 is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate Carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), dibutyl carbonate (DBC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC) , Ethyl propyl carbonate (EPC), fluoroethylene carbonate (FEC), acetonitrile, nitromethane, γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 4-methyl-γ-butyrolactone, β-propiolactone, δ-valerolactone, α-butyrolactone, δ-butyrolactone, trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether , 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, methoxyethane, 1,3-dioxolane (1,3-dioxolane), 1,4-dioxane, 1,2-diethoxyethane , 1,2-di Ethane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl Propionate, butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, butyl butyrate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (2,2,2-trifluoroethyl ) Phosphate, tripropyl phosphate, triisopropyl phosphate, tributyl phosphate, trihexyl phosphate, triphenyl phosphate, tritolyl phosphate, triester phosphate, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, acetic acid s , It may contain one or more than one organic solvent selected from lactic acid esters and pro-Po acid ester.

상술한 비수계 전해질(22)의 유기용매는 양의 전기활성물질 및/또는 음의 전기활성물질에 대한 반응률을 증가시키며, 전극의 전력 밀도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상술한 유동성 전극이 에너지 저장장치 또는 슈퍼 캐패시터로 사용되는 경우, 에너지 저장장치의 출력 밀도를 증가 시킬 수 있으며, 해수 담수화 장치로 사용되는 경우, 보다 효과적인 담수화가 가능한 장점이 있다.The organic solvent of the non-aqueous electrolyte 22 described above may increase the reaction rate for the positive electroactive material and / or the negative electroactive material, and increase the power density of the electrode. Accordingly, when the flowable electrode is used as an energy storage device or a super capacitor, the output density of the energy storage device can be increased, and when used as a seawater desalination device, there is an advantage that more effective desalination is possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 유동성 전극물질(20)은 전극 활물질(21) 100 중량부를 기준으로 10 내지 5000 중량부의 비수계 전해질(22)을 함유할 수 있다. 유동성 전극물질(20)에 함유된 전극 활물질 대비 비수계 전해질의 중량비는 탄소체를 포함하는 전극 활물질에 의한 유동성 저하를 방지하고, 전력밀도가 높은 전해질에 의해 다량의 이온을 단시간 내에 흡착 또는 탈착할 수 있으며, 유동성 전극물질의 통전성을 저해하지 않을 수 있는 범위이다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the flowable electrode material 20 may contain 10 to 5000 parts by weight of the non-aqueous electrolyte 22 based on 100 parts by weight of the electrode active material 21. The weight ratio of the non-aqueous electrolyte to the electrode active material contained in the flowable electrode material 20 prevents the fluidity decrease by the electrode active material including a carbon body, and absorbs or desorbs a large amount of ions within a short time by an electrolyte having high power density. It is a range that may not impair the electrical conductivity of the flowable electrode material.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극(100)에 있어, 비수계 전해질은 양이온, 음이온 또는 양이온과 음이온을 함유할 수 있다.In the flowable electrode 100 according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte may contain a cation, an anion or a cation and an anion.

상세하게, 유동성 전극이 에너지 저장장치 또는 슈퍼 캐패시터에 사용되는 경우, 비수계 전해질에 함유되는 양이온 및/또는 음이온은 전극의 충전 또는 방전 반응에 관여하는 양의 전기활성물질 및/또는 음의 전기활성물질일 수 있다. Specifically, when a flowable electrode is used in an energy storage device or a supercapacitor, the cations and / or anions contained in the non-aqueous electrolyte are positively electroactive and / or negatively electroactive in the charge or discharge reaction of the electrode. It may be a substance.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질에 함유되는 양이온은 금속 양이온 또는 유기 양이온일 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the cation contained in the non-aqueous electrolyte may be a metal cation or an organic cation.

상세하게, 금속 양이온은 리튬 이온, 소듐 이온, 칼륨 이온 또는 이들의 혼합 이온을 포함할 수 있다.Specifically, the metal cation may include lithium ions, sodium ions, potassium ions, or mixed ions thereof.

상세하게, 유기 양이온은 히드록소늄 (hydroxonium), 옥소늄 (oxonium), 암모늄 (ammonium), 아미디늄 (amidinium), 포스포늄 (phosphonium), 우로늄 (uronium), 티오우로늄 (thiouronium), 구아니디늄 (guanidinium), 설포늄 (sulfonium), 포스폴륨 (phospholium), 포스포롤륨 (phosphorolium), 이오도늄 (iodonium), 카보늄 (carbonium), 피리디늄 (pyridinium), 퀴놀리늄 (quinolinium), 이소퀴놀리늄 (isoquinolinium), 이미다졸륨 (imidazolium), 피라졸륨 (pyrazolium), 이미다졸리늄 (imidazolinium), 트리아졸륨 (triazolium), 피리다지늄 (pyridazinium), 피리미디늄 (pyrimidinium), 피롤리디늄 (pyrrolidinium), 티아졸륨 (thiazolium), 옥사졸륨 (oxazolium), 피라지늄 (pyrazinium), 피페라지늄 (piperazinium), 피페리디늄 (piperidinium), 피롤륨 (pyrrolium), 피리지늄 (pyrizinium), 인돌륨 (indolium), 퀴녹살리늄 (quinoxalinium), 티오모폴리늄 (thiomorpholinium), 모폴리늄 (morpholinium) 및 인돌리늄 (indolinium) 양이온에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으며, 이들의 호변이성체 형태(tautomeric forms)일 수 있다.Specifically, the organic cation is hydroxonium, oxonium, ammonium, amidinium, phosphonium, uronium, thiouronium, Guanidinium, sulfonium, phospholium, phosphorolium, iodonium, carbonium, pyridinium, quinolinium ), Isoquinolinium, isidazolium, imidazolium, pyrazolium, imidazolinium, triazolium, pyridazinium, pyrimidinium , Pyrrolidinium, thiazolium, oxazolium, pyrazinium, piperazinium, piperidinium, pyrrolium, pyrrolium, pyridium pyrizinium, indolium, quinoxalinium, thiomorpholinium, morpholi One or two or more may be selected from nium and indolinium cations, and may be tautomeric forms thereof.

보다, 상세하게, 암모늄 이온은 4급 암모늄 이온을 포함할 수 있으며, 4급 암모늄 이온은 R1R2R3R4N+일 수 있다. 이때, R1,R2,R3및 R4는 서로 독립적으로 포화 알킬기, 불포화 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로 고리기, 아릴기 또는 알콕시알킬기일 수 있다.More specifically, the ammonium ions may comprise quaternary ammonium ions and the quaternary ammonium ions may be R 1 R 2 R 3 R 4 N + . At this time, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be independently a saturated alkyl group, unsaturated alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, aryl group or alkoxyalkyl group.

보다 상세하게, 포스포늄 이온은 4급 포스포늄 이온을 포함할 수 있으며, 4급 포스포늄 이온은 R5R6R7R8P+일 수 있다. 이때, R5,R6,R7및 R8은 서로 독립적으로 포화 알킬기, 불포화 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로 고리기, 아릴기, 비닐기 또는 알콕시알킬기일 수 있다.More specifically, the phosphonium ions may comprise quaternary phosphonium ions and the quaternary phosphonium ions may be R 5 R 6 R 7 R 8 P + . In this case, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may be each independently a saturated alkyl group, unsaturated alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, aryl group, vinyl group or alkoxyalkyl group.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 할로겐, 설페이트, 설포네이트, 아미드, 이미드, 보레이트, 포스페이트, 안티모네이트, 아르세네이트 및 데카네이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 음이온을 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte is one or two from the group consisting of halogen, sulfate, sulfonate, amide, imide, borate, phosphate, antimonate, arsenate and decanate It may contain an anion selected above.

상세하게, 비수계 전해질은 불화 이온, 염화 이온, 브롬화 이온, 요오드화 이온, 질산이온, 황산 이온, 아세트산 이온, 과염소산 이온, 테트라플루오로붕산 이온, 헥사플루오로포스페이트 이온, 헥사플루오로아르세네이트 이온, 헥사플루오로안티모네이트 이온, 플루오로알킬술폰산 이온, 플루오로알킬술포닐이미드 이온 및 플루오로알킬카복실 이온에서 하나 또는 둘 이상 선택된 음이온을 함유할 수 있다.Specifically, the non-aqueous electrolyte includes fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, nitrate ion, sulfate ion, acetate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, hexafluoroarsenate ion It may contain one or more anions selected from hexafluoroantimonate ions, fluoroalkylsulfonic acid ions, fluoroalkylsulfonylimide ions and fluoroalkylcarboxyl ions.

상세하게, 플로오로알킬술폰산 이온(Rf1SO3 -),플루오로알킬술포닐이미드 이온((Rf2SO2)2N-)및 플루오로알킬카복실 이온(Rf3CO2 -)에서, Rf1,Rf2및 Rf3는 서로 독립적으로, 전부 또는 일부가 플루오르로 치환된 C1-8의 알킬기일 수 있다.In, particularly, the flow Oro alkylsulfonate ion (Rf 1 SO 3 -), the alkyl sulfonyl imide ion fluoro ((Rf 2 SO 2) 2 N - -) , and alkyl carboxylate ions fluoroalkyl (Rf 3 CO 2) Rf 1 , Rf 2 and Rf 3 may be, independently of each other, an alkyl group of C 1-8 in which all or part of which is substituted with fluorine.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동성 전극에 있어, 비수계 전해질은 상술한 양이온 또는 음이온을 서로 독립적으로 0.01 M 내지 50 M 몰농도로 함유할 수 있다.In the flowable electrode according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte may contain the aforementioned cations or anions independently of each other at 0.01 M to 50 M molar concentration.

이하, 상술한 유동성 전극이 구비되는 전극 구조체에 대해 상술한다.Hereinafter, the electrode structure provided with the fluid electrode mentioned above is explained in full detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 단면을 도시한 단면도로, 도 2의 일 실시예에 도시한 바와 같이, 전극 구조체는 상술한 유동성 전극을 단위 전극으로 하여, 제1 단위 전극(110), 제2 단위 전극(120) 및 전해액(200)을 포함하며, 제1 단위 전극(110) 및 제2 단위 전극(120)이 각 단위 전극의 전극 분리막이 서로 대향되도록 이격 배치되고, 제1 단위 전극(110)의 전극 분리막과 제2 단위 전극(120)의 전극 분리막 사이에 전해액(200)이 위치한다. 이때, 제1 단위 전극(110) 및 제2 단위 전극(120)은 서로 상보적으로 음극(제1 단위 전극)-양극(제2 단위 전극) 또는 양극(제1 단위 전극)-음극(제2 단위 전극)일 수 있다. 이하에서는 설명의 명료함을 위해, 제1 단위 전극(110)을 양극으로, 제2 단위 전극(120)을 음극으로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체를 상술하나, 제1 단위 전극(110)이 음극이며, 제2 단위 전극(120)이 양극인 경우에도 유사한 작용을 함은 물론이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an electrode structure according to an embodiment of the present invention. As shown in an embodiment of FIG. 2, the electrode structure includes a first electrode unit using the above-described fluid electrode as a unit electrode. And a second unit electrode 120 and an electrolyte solution 200, and the first unit electrode 110 and the second unit electrode 120 are spaced apart from each other so that the electrode separation membranes of the unit electrodes face each other. The electrolyte 200 is positioned between the electrode separator of the first unit electrode 110 and the electrode separator of the second unit electrode 120. In this case, the first unit electrode 110 and the second unit electrode 120 are complementary to each other, such as a cathode (first unit electrode)-an anode (second unit electrode) or an anode (first unit electrode)-an anode (second Unit electrode). Hereinafter, for clarity of description, an electrode structure according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with the first unit electrode 110 as an anode and the second unit electrode 120 as a cathode. When 110 is the cathode and the second unit electrode 120 is the anode, of course, a similar function is performed.

또한, 도 2의 단면에 도시하지 않았으나, 제1 단위 전극과 제2 단위 전극이 이격 적층된 적층 방향을 상하 방향으로 하고, 상하 방향에 수직인 방향을 측면 방향으로 하여, 전극 구조체의 적어도 서로 대향하는 두 측면 방향은 전도성 또는 비 전도성 측벽에 의해 밀폐될 수 있다. 상세하게, 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극 각각에 있어, 집전체와 전극 분리막 사이의 서로 대향하는 두 측면 방향이 측벽에 의해 밀폐될 수 있으며; 제1 단위 전극과 제2 단위 전극 사이의 서로 대향하는 두 측면 방향이 측벽에 의해 밀폐될 수 있으며; 집전체와 전극 분리막 사이의 서로 대향하는 두 측면 방향 및 제1 단위 전극과 제2 단위 전극 사이의 서로 대향하는 두 측면 방향이 측벽에 의해 밀폐될 수 있다. 이러한 측벽은 유동성 물질이 전극 또는 구조체 밖으로 원치 않게 배출되는 것을 방지하기 위함이며, 유동성 물질의 흐름 방향을 가이드(guide)하기 위한 것임에 따라, 측벽의 위치 및/또는 측벽의 구조는 전극 또는 전극 구조체의 용도, 디멘젼(dimension), 사용 조건등에 따라 적절히 가변될 수 있음은 물론이다. In addition, although not shown in the cross-section of FIG. 2, the stacking direction in which the first unit electrodes and the second unit electrodes are spaced apart from each other is made up and down, and the direction perpendicular to the up and down direction is used as the lateral direction, and the electrode structures are opposed to each other at least. The two lateral directions can be closed by conductive or non-conductive sidewalls. In detail, in each of the first unit electrode and the second unit electrode, two opposite side directions between the current collector and the electrode separator may be sealed by the side wall; Two lateral directions opposed to each other between the first unit electrode and the second unit electrode may be closed by the side wall; Two side directions facing each other between the current collector and the electrode separator and two side directions facing each other between the first unit electrode and the second unit electrode may be sealed by the side wall. Such sidewalls are intended to prevent unwanted discharge of the flowable material out of the electrode or structure, and to guide the flow direction of the flowable material, so that the location of the sidewalls and / or the structure of the sidewalls is Of course, it can be appropriately changed according to the use (dimension), conditions of use and the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체에 있어, 도 3의 화살표로 도시한 바와 같이, 제1 단위 전극의 유동성 전극 물질, 제2 단위 전극의 유동성 전극 물질 및/또는 전해액은 전극 구조체로 연속적으로 공급 및 배출되거나, 불연속적으로 공급 및 배출될 수 있다. In the electrode structure according to the exemplary embodiment of the present invention, as illustrated by the arrows of FIG. 3, the fluid electrode material of the first unit electrode, the fluid electrode material of the second unit electrode, and / or the electrolyte are continuously connected to the electrode structure. It may be supplied and discharged, or may be supplied and discharged discontinuously.

연속적 공급 및 배출은 제1 단위 전극(110)의 유동성 전극 물질, 제2 단위 전극(120)의 유동성 전극 물질 및 전해액(200)에서 적어도 하나 이상 선택되는 유동물질이 전극 구조체로 연속적으로 공급 및 배출됨을 의미한다. 둘 이상의 유동 물질이 연속적으로 공급 및 배출되는 경우, 둘 이상의 유동 물질 각각의 공급 및 배출 속도는 서로 같거나 상이할 수 있다. Continuous supplying and discharging is a flowable electrode material of the first unit electrode 110, a flowable electrode material of the second unit electrode 120 and at least one fluid material selected from the electrolyte 200 is continuously supplied and discharged to the electrode structure Means. If two or more flow materials are fed and discharged continuously, the feed and discharge rates of each of the two or more flow materials may be the same or different from each other.

이때, 해수 담수화 측면에서, 연속적인 해수의 투입에 의해, 양이온 및 음이온이 제거된 담수가 연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다.At this time, in terms of seawater desalination, by the continuous input of seawater, it is a matter of course that fresh water from which cations and anions have been removed can be continuously discharged.

이때, 에너지 저장 측면에서, 연속적인 전해액의 투입에 의해, 양이온 및 음이온으로 충전된 유동성 전극물질이 연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다.At this time, in terms of energy storage, by the continuous addition of the electrolyte, the flowable electrode material charged with cations and anions can be discharged continuously.

이때, 슈퍼 캐패시터 측면에서, 충전된 유동성 전극물질이 연속적으로 전극구조체에 투입되며, 전극물질에 기 흡착된 양이온 및 음이온이 제거된 전극물질 및 양이온과 음이온으로 농축된 전해액이 연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다. At this time, from the side of the super capacitor, the charged fluid electrode material is continuously introduced into the electrode structure, the electrode material from which the positive and negative ions previously adsorbed on the electrode material and the electrolyte solution concentrated with cations and anions may be continuously discharged. Of course.

불연속적 공급 및 배출은 제1 단위 전극(110)의 유동성 전극 물질, 제2 단위 전극(120)의 유동성 전극 물질 및 전해액(200)에서 적어도 하나 이상 선택되는 유동물질이 정적 상태(static condition)로 전지 구조체에 일정 시간 머무른 후, 외부로부터 유동물질의 공급과 함께 전지 구조체에 정적 상태로 머무른 유동 물질이 배출됨을 의미한다. 둘 이상의 유동 물질이 불연속적 공급 및 배출되는 경우, 둘 이상의 유동 물질 각각이 전지 구조체에 머무르는 시간(즉, 정적 상태 유지 시간)은 서로 같거나 상이할 수 있다. The discontinuous supply and discharge may be performed in a static condition in which the flowable electrode material of the first unit electrode 110, the flowable electrode material of the second unit electrode 120, and at least one fluid material selected from the electrolyte 200 are in a static condition. After a certain time in the battery structure, it means that the flow material staying static in the battery structure with the supply of the flow material from the outside is discharged. If two or more flow materials are discontinuously fed and discharged, the time (ie, static hold time) each of the two or more flow materials stays in the cell structure may be the same or different from each other.

이때, 해수 담수화 측면에서, 불연속적인 해수의 투입에 의해, 양이온 및 음이온이 제거된 담수가 불연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다. At this time, in terms of seawater desalination, by discontinuous addition of seawater, fresh water from which cations and anions are removed may be discontinuously discharged.

이때, 에너지 저장 측면에서, 불연속적인 전해액의 투입에 의해, 양이온 및 음이온으로 충전된 유동성 전극물질이 불연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다.At this time, in terms of energy storage, the flowable electrode material filled with cations and anions may be discontinuously discharged by discharging the discontinuous electrolyte.

이때, 슈퍼 캐패시터 측면에서, 충전된 유동성 전극물질이 불연속적으로 전극구조체에 투입되며, 전극물질에 기 흡착된 양이온 및 음이온이 제거된 전극물질 및 양이온과 음이온으로 농축된 전해액이 불연속적으로 배출될 수 있음은 물론이다.At this time, in the side of the super capacitor, the charged fluid electrode material is discontinuously introduced into the electrode structure, and the electrode material from which the cations and anions removed from the electrode material and the electrolyte concentrated with the cations and anions are discontinuously discharged. Of course it can.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 해수 담수화용일 수 있다.Electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for seawater desalination.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체에 있어, 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극 사이에 위치하는 전해액(200)은 해수일 수 있다.In detail, in the electrode structure according to the exemplary embodiment, the electrolyte 200 positioned between the first unit electrode and the second unit electrode may be seawater.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전극 구조체가 해수 담수화용인 경우, 전극 구조체는 제1 단위 전극(110)의 집전체 및 상기 제2 단위 전극(120)의 집전체와 연결되어 전압을 인가하는 전원공급부(300)를 더 포함할 수 있다. 전원공급부(300)는 제1 단위 전극의 집전체에 양의 전압을, 제2 단위 전극의 집전체에 음(ground를 포함함)의 전압을 인가하여, 제1 단위 전극과 제2 단위 전극간 전기장을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the electrode structure is for seawater desalination, the electrode structure is connected to the current collector of the first unit electrode 110 and the current collector of the second unit electrode 120 to apply a voltage The supply unit 300 may further include. The power supply unit 300 applies a positive voltage to the current collector of the first unit electrode and a negative voltage (including ground) to the current collector of the second unit electrode, thereby providing a connection between the first unit electrode and the second unit electrode. It can form an electric field.

이러한 전기장에 의해, 제1 단위 전극과 제2 단위 전극 사이에 위치하는 해수에 함유된 양이온이 제2 단위전극의 전극 분리막을 통해 제2 단위 전극의 유동성 전극물질로 이동하는 양이온 흐름이 발생하고, 해수에 함유된 음이온이 제1 단위전극의 전극 분리막을 통해 제1 단위 전극의 유동성 전극물질로 이동하는 음이온 흐름이 발생할 수 있다. By such an electric field, a cation flow is generated in which cations contained in seawater located between the first unit electrode and the second unit electrode move to the flowable electrode material of the second unit electrode through the electrode separator of the second unit electrode. Anion flow may occur in which the anions contained in the sea water move to the flowable electrode material of the first unit electrode through the electrode separator of the first unit electrode.

제1 단위 전극의 유동성 전극물질에 함유되는 전극 활물질은 유입되는 양이온을 흡착 제거하고, 제2 단위전극의 유동성 전극물질에 함유되는 전극 활물질은 유입되는 음이온을 흡착 제거하여, 용해액으로 투입되는 해수를 담수화시킬 수 있다.The electrode active material contained in the flowable electrode material of the first unit electrode adsorbs and removes the cation introduced thereto, and the electrode active material contained in the flowable electrode material of the second unit electrode adsorbs and removes the incoming anion and is introduced into the solution. Can be desalted.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 전기 에너지 저장용일 수 있다.An electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for storing electrical energy.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전극 구조체가 전기 에너지 저장용인 경우, 전극 구조체는 제1 단위 전극(110)의 집전체 및 상기 제2 단위 전극(120)의 집전체와 연결되어 전압을 인가하는 전원공급부(300)를 더 포함할 수 있다. 전원공급부(300)는 제1 단위 전극(110)의 집전체에 양의 전압을, 제2 단위 전극(120)의 집전체에 음(ground를 포함함)의 전압을 인가하여, 제1 단위 전극과 제2 단위 전극간 전기장을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the electrode structure is for storing electrical energy, the electrode structure is connected to the current collector of the first unit electrode 110 and the current collector of the second unit electrode 120 to apply a voltage. The power supply unit 300 may further include. The power supply unit 300 applies a positive voltage to the current collector of the first unit electrode 110 and a negative voltage (including ground) to the current collector of the second unit electrode 120, thereby providing the first unit electrode. An electric field between the second unit electrode and the second electrode may be formed.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체에 있어, 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극 사이에 위치하는 전해액(200)은 음이온 및 양이온을 함유하는 전해액일 수 있다.In detail, in the electrode structure according to the exemplary embodiment, the electrolyte 200 positioned between the first unit electrode and the second unit electrode may be an electrolyte solution containing anions and cations.

음이온 및 양이온을 함유하는 전해액(200)은 상술한 유동성 전극물질의 비수계 전해질(22)과 유사하게, 카보네이트계, 락톤계, 에스테르계, 에테르계, 술폭사이드계, 아마이드계, 함질소계, 에스터계, 케톤계, 유기황(organosulfur)계, 유기인(organophosphorous)계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 하나 이상의 선택된 유기용매; 리튬 이온, 소듐 이온, 칼륨 이온 또는 이들의 혼합 이온을 포함하는 금속 양이온, 암모늄 이온, 포스포늄 이온 및 카르보늄 이온에서 하나 또는 둘 이상 선택된 양이온; 및 불화 이온, 염화 이온, 브롬화 이온, 요오드화 이온, 질산이온, 황산 이온, 아세트산 이온, 과염소산 이온, 테트라플루오로붕산 이온, 헥사플루오로포스페이트 이온, 헥사플루오로아르세네이트 이온, 헥사플루오로안티모네이트 이온, 플루오로알킬술폰산 이온, 플루오로알킬술포닐이미드 이온 및 플루오로알킬카복실 이온에서 하나 또는 둘 이상 선택된 음이온을 함유할 수 있다.The electrolyte 200 containing anions and cations is similar to the non-aqueous electrolyte 22 of the flowable electrode material described above, and may include carbonate, lactone, ester, ether, sulfoxide, amide, nitrogen, At least one organic solvent selected from the group consisting of ester, ketone, organosulfur, organophosphorous and combinations thereof; Cations selected from one or two or more from metal cations, ammonium ions, phosphonium ions and carbonium ions, including lithium ions, sodium ions, potassium ions or mixed ions thereof; And fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions, nitrate ions, sulfate ions, acetate ions, perchlorate ions, tetrafluoroborate ions, hexafluorophosphate ions, hexafluoroarsenate ions, hexafluoroantimo It may contain an anion selected from one or more than one from nate ions, fluoroalkylsulfonic acid ions, fluoroalkylsulfonylimide ions and fluoroalkylcarboxyl ions.

이러한 전기장에 의해, 제1 단위 전극과 제2 단위 전극 사이에 위치하는 전해액에 함유된 양이온이 제2 단위전극의 전극 분리막을 통해 제2 단위 전극의 유동성 전극물질로 이동 및 흡착되어 양이온으로 충전된 유동성 전극물질이 제조되며, 전해액에 함유된 음이온이 제1 단위전극의 전극 분리막을 통해 제1 단위 전극의 유동성 전극물질로 이동 및 흡착되어 음이온으로 충전된 유동성 유동성 전극물질이 제조될 수 있다. By such an electric field, cations contained in the electrolyte solution positioned between the first unit electrode and the second unit electrode are moved and adsorbed to the flowable electrode material of the second unit electrode through the electrode separator of the second unit electrode to be charged with cations. A flowable electrode material may be prepared, and an anion contained in the electrolyte may be moved and adsorbed to the flowable electrode material of the first unit electrode through an electrode separator of the first unit electrode, thereby preparing a flowable fluidized electrode material filled with anion.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 슈퍼 캐패시터용일 수 있다.An electrode structure according to an embodiment of the present invention may be for a super capacitor.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극 구조체가 슈퍼 캐패시터용인 경우, 전극 구조체는 제1 단위 전극의 집전체 및 상기 제2 단위 전극의 집전체와 연결된 부하(load)(400)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, when the electrode structure is for a supercapacitor, the electrode structure includes a load connected to the current collector of the first unit electrode and the current collector of the second unit electrode. 400 may further include.

전극 구조체의 제1 단위전극(110) 및/또는 제2 단위 전극(120) 각각에는 음이온 및/또는 양이온으로 충전된 유동성 전극물질이 투입되며, 전해액으로 담수를 포함하는 전해액(200)이 투입될 수 있다. In each of the first unit electrode 110 and / or the second unit electrode 120 of the electrode structure, a flowable electrode material filled with anions and / or cations is introduced, and an electrolyte 200 including fresh water is introduced into the electrolyte. Can be.

제1 단위전극(110) 및 제2 단위전극(120)에 유입되는 충전상태의 유동성 전극물질은 전해액으로 양이온 및 음이온을 방출하며 전력을 생성하여 부하(400)에 공급할 수 있으며, 제1 단위 전극 및 제2 단위전극으로부터 배출되는 양이온 및 음이온이 농축된 전해액을 배출할 수 있다.The flowable electrode material in the charged state flowing into the first unit electrode 110 and the second unit electrode 120 may discharge the positive and negative ions into the electrolyte and generate power to supply the load 400 to the first unit electrode. And an electrolyte solution in which cations and anions discharged from the second unit electrode are concentrated.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 제1단위 전극의 유동성 전극물질을 보관하는 제1보관조, 제1보관조와 제1단위전극 사이에 구비되어, 제1단위전극으로 유동성 전극물질을 공급하는 제1펌프, 제2단위 전극의 유동성 전극물질을 보관하는 제2보관조, 제2보관조와 제2단위전극 사이에 구비되어, 제2단위전극으로 유동성 전극물질을 공급하는 제2펌프, 전해액을 보관하는 제3보관조, 제3보관조와 제1단위전극 및 제2단위전극의 이격된 공간(즉, 전해액 영역) 사이에 구비되어, 전극 구조체로 전해액을 공급하는 제3펌프, 전극 구조체로부터 배출되는 제1단위 전극의 유동성 전극물질을 보관하는 제4보관조, 전극 구조체로부터 배출되는 제2단위전극의 유동성 전극물질을 보관하는 제5보관조, 및 전극 구조체로부터 배출되는 전해액을 보관하는 제6보관조를 더 포함할 수 있다. An electrode structure according to an embodiment of the present invention is provided between the first storage, the first storage and the first unit electrode for storing the flowable electrode material of the first unit electrode, supplying the fluid electrode material to the first unit electrode A first pump, a second storage tank for storing the fluid electrode material of the second unit electrode, a second pump provided between the second storage tank and the second unit electrode, and supplying the fluid electrode material to the second unit electrode, the electrolyte solution Between the third storage tank, the third storage tank and the spaced space (that is, the electrolyte region) of the first unit electrode and the second unit electrode for storing the, from the third pump, the electrode structure to supply the electrolyte to the electrode structure A fourth storage tank for storing the flowable electrode material of the first unit electrode discharged, a fifth storage tank for storing the fluid electrode material of the second unit electrode discharged from the electrode structure, and a second storage tank for storing the electrolyte solution discharged from the electrode structure; 6 storage May further comprise a pair.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 제1펌프, 제2펌프 및 제3펌프에 의해 전극 구조체로 공급되는 유동성 물질의 공급 속도(0을 포함함) 및/또는 공급량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In addition, the electrode structure according to an embodiment of the present invention is a control unit for controlling the supply rate (including zero) and / or the supply amount of the fluid material supplied to the electrode structure by the first pump, the second pump and the third pump It may further include.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (11)

집전체; 상기 집전체에 이격 배치되는 전극 분리막; 상기 집전체와 전극 분리막 사이에 위치하는 유동성 전극물질을 포함하며,
상기 유동성 전극물질은 전극활물질 및 비수계 전해질을 함유하는 유동성 전극. Collecting house; An electrode separator spaced apart from the current collector; It includes a fluid electrode material located between the current collector and the electrode separator,
The flowable electrode material includes an electrode active material and a non-aqueous electrolyte. 제 1항에 있어서,
상기 비수계 전해질은 양이온 및 음이온를 함유하는 유동성 전극.The method of claim 1,
The non-aqueous electrolyte is a flowable electrode containing a cation and an anion. 제 1항에 있어서,
상기 비수계 전해질은 카보네이트계, 락톤계, 에스테르계, 에테르계, 술폭사이드계, 아마이드계, 함질소계, 에스터계, 케톤계, 유기황(organosulfur)계, 유기인(organophosphorous)계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 하나 이상의 선택된 유기용매를 함유하는 유동성 전극.The method of claim 1,
The non-aqueous electrolyte is a carbonate, lactone, ester, ether, sulfoxide, amide, nitrogen-containing, ester, ketone, organosulfur, organophosphorous and their A flowable electrode containing at least one organic solvent selected from the group consisting of combinations. 제 3항에 있어서,
상기 비수계 전해질은 에틸렌 카르보네이트(EC), 프로필렌 카르보네이트(PC), 부틸렌 카르보네이트(BC), 디메틸 카르보네이트(DMC), 디에틸 카르보네이트(DEC), 디프로필 카르보네이트(DPC), 디부틸 카르보네이트(DBC), 에틸 메틸 카르보네이트(EMC), 메틸 프로필 카르보네이트(MPC), 에틸 프로필 카르보네이트(EPC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 아세토니트릴, 니트로메탄, γ-부티로락톤, 2-메틸-γ-부티로락톤, 3-메틸-γ-부티로락톤, 4-메틸-γ-부티로락톤, β-프로피오락톤, δ-발레로락톤, α-부티로락톤, δ-부티로락톤, 트리메톡시메탄, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸에테르, 2-에톡시에탄, 테트라하이드퓨란, 2-메틸 테트라하이드로퓨란, 메톡시에탄, 1,3-디옥솔란(1,3-dioxolane), 1,4-디옥산, 1,2-디에톡시에탄, 1,2-디부톡시에탄, 디메틸 술폭사이드, 디메틸포름아미드, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 부틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 에틸 부티레이트, 프로필 부티레이트, 부틸 부티레이트, , 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸) 포스페이트, 트리프로필 포스페이트, 트리이소프로필 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리헥실 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 트리에스터 포스페이트, 프로필렌탄산염, 에틸렌탄산염, 디에틸탄산염, 디메틸탄산염 및 에틸메틸탄산염, 초산 에스터, 유산 에스터 및 프로포닉산 에스터에서 하나 또는 둘 이상 선택된 유기용매를 함유하는 유동성 전극.The method of claim 3, wherein
The non-aqueous electrolyte is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate Carbonate (DPC), dibutyl carbonate (DBC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), fluoroethylene carbonate (FEC), Acetonitrile, nitromethane, γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 4-methyl-γ-butyrolactone, β-propiolactone, δ- Valerolactone, α-butyrolactone, δ-butyrolactone, trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, Methoxyethane, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, methyl artillery Mate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, methyl butyrate, ethyl Butyrate, propyl butyrate, butyl butyrate,, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphate, tripropyl phosphate, triisopropyl phosphate, tri One or two in butyl phosphate, trihexyl phosphate, triphenyl phosphate, tritolyl phosphate, triester phosphate, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, acetic acid ester, lactic acid ester and proponic acid ester Fluidity electrode containing the selected organic solvent. 제 1항에 있어서,
상기 비수계 전해질은 리튬 이온, 소듐 이온, 칼륨 이온 또는 이들의 혼합 이온을 포함하는 금속 양이온; 암모늄 이온; 포스포늄 이온; 및 카르보늄 이온;에서 하나 또는 둘 이상 선택된 양이온을 함유하는 유동성 전극.The method of claim 1,
The non-aqueous electrolyte may include a metal cation including lithium ions, sodium ions, potassium ions, or mixed ions thereof; Ammonium ions; Phosphonium ions; And carbonium ions; a flowable electrode containing one or two or more selected cations. 제 1항에 있어서,
상기 비수계 전해질은 불화 이온, 염화 이온, 브롬화 이온, 요오드화 이온, 질산이온, 황산 이온, 아세트산 이온, 과염소산 이온, 테트라플루오로붕산 이온, 헥사플루오로포스페이트 이온, 헥사플루오로아르세네이트 이온, 헥사플루오로안티모네이트 이온, 플루오로알킬술폰산 이온, 플루오로알킬술포닐이미드 이온 및 플루오로알킬카복실 이온에서 하나 또는 둘 이상 선택된 음이온을 함유하는 유동성 전극.The method of claim 1,
The non-aqueous electrolyte is a fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, nitrate ion, sulfate ion, acetate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, hexafluoroarsenate ion, hexa A flowable electrode containing one or more anions selected from fluoroantimonate ions, fluoroalkylsulfonic acid ions, fluoroalkylsulfonylimide ions and fluoroalkylcarboxyl ions. 제 1항에 있어서,
상기 전극활물질은 탄소 입자, 탄소나노튜브, 탄소섬유 및 그래핀에서 하나 이상 선택되거나 이들의 복합체인 탄소체를 함유하는 유동성 전극. The method of claim 1,
The electrode active material is one or more selected from carbon particles, carbon nanotubes, carbon fibers and graphene or a fluid electrode containing a carbon body that is a composite thereof. 제 1항 내지 제 7항에서 선택된 어느 한 항에 따른 유동성 전극을 단위 전극으로 하여,
제 1단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하며, 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극이 전극 분리막을 통해 서로 대향되도록 이격 배치되고, 상기 제1 단위 전극의 전극 분리막과 상기 제2 단위 전극의 전극 분리막 사이에 전해액이 위치하는 전극 구조체.The fluid electrode according to any one of claims 1 to 7, as a unit electrode,
A first unit electrode and a second unit electrode, wherein the first unit electrode and the second unit electrode are spaced apart from each other through an electrode separator, and the electrode separator of the first unit electrode and the electrode of the second unit electrode are disposed. Electrode structure in which the electrolyte is located between the separator. 제 8항에 있어서,
상기 전극 구조체는 해수 담수화용인 전극 구조체.The method of claim 8,
The electrode structure is an electrode structure for seawater desalination. 제 8항에 있어서,
상기 전극 구조체는 전기 에너지 저장용인 전극 구조체.The method of claim 8,
The electrode structure is an electrode structure for storing electrical energy. 제 8항에 있어서,
상기 전극 구조체는 슈퍼 캐패시터용인 전극 구조체.The method of claim 8,
The electrode structure is an electrode structure for a super capacitor.
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