KR20170089312A - Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice - Google Patents

Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice Download PDF

Info

Publication number
KR20170089312A
KR20170089312A KR1020160009584A KR20160009584A KR20170089312A KR 20170089312 A KR20170089312 A KR 20170089312A KR 1020160009584 A KR1020160009584 A KR 1020160009584A KR 20160009584 A KR20160009584 A KR 20160009584A KR 20170089312 A KR20170089312 A KR 20170089312A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon carbide
shell
core
carbide composite
carbon
Prior art date
Application number
KR1020160009584A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김은진
강석민
홍승권
박정욱
황민영
조인희
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020160009584A priority Critical patent/KR20170089312A/en
Publication of KR20170089312A publication Critical patent/KR20170089312A/en

Links

Images

Classifications

    • C01B31/36—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a silicon carbide composite comprises: a core comprising silicon carbide; and a shell which encircles the core. The shell has an overall uniform thickness. According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a silicon carbide composite comprises the following steps: forming a silicon carbide core by combining a carbon source and a silicon source; and forming a shell on a surface of the silicon carbide core. The step of forming the shell comprises deposition of carbon in an overall uniform thickness on the surface of the silicon carbide core. According to an embodiment of the present invention, an electricity storage device comprising the silicon carbide composite comprises: a positive electrode and a negative electrode; and electrolyte between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode and the negative electrode comprise substrates and electrode layers on the substrates. The electrode layer comprises the core and the shell encircling the core. The shell has an overall uniform thickness. The present invention is to provide the silicon carbide composite with an increased specific surface area.

Description

탄화규소 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 저장 장치{SILICON CARBIDE COMPOSITE, METHOD OF FABRICATING THE SAME AND POWER STRAGE DIVICE}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a silicon carbide composite, a method of manufacturing the same, and an electric storage device including the silicon carbide composite,

실시예는 탄화규소 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 저장 장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a silicon carbide composite, a method of manufacturing the same, and an electric storage device including the same.

탄화규소 분말은 최근에 다양한 전자 소자 및 목적을 위한 반도체 재료로서 사용되고 있다. 탄화규소 분말은 특히 물리적 강도 및 화학적 공격에 대한 높은 내성으로 인해 유용하다. 탄화규소 분말은 또한 방사 경도(radiation hardness), 비교적 넓은 밴드갭, 높은 포화 전자 드리프트 속도(saturated electron drift velocity), 높은 조작 온도, 및 스펙트럼의 청색(blue), 보라(violet), 및 자외(ultraviolet) 영역에서의 높은 에너지 양자의 흡수 및 방출을 포함하는 우수한 전자적 성질을 가진다.Silicon carbide powder has recently been used as a semiconductor material for various electronic devices and purposes. Silicon carbide powders are particularly useful due to their physical strength and high resistance to chemical attack. Silicon carbide powders can also be used in a variety of applications including, but not limited to, radiation hardness, a relatively wide bandgap, a high saturated electron drift velocity, a high operating temperature, and blue, violet, and ultraviolet Quot;) < / RTI > region.

탄화규소 분말의 제조방법으로는 다양한 방법이 있으며, 일례로, 애치슨법, 탄소열환원공법, 액상고분자열분해법 또는 CVD 공법 등을 이용하고 있다. 특히 고순도의 탄화규소 분말 합성 공법은 액상고분자열분해법 또는 탄소열환원공법을 이용하고 있다.The silicon carbide powder may be produced by a variety of methods, for example, the Acheson method, the carbon thermal reduction method, the liquid polymer thermal decomposition method, or the CVD method. Particularly, the high-purity silicon carbide powder synthesis method uses a liquid phase polymer decomposition method or a carbon thermal reduction method.

이러한 탄화규소 분말은 단독 또는 다른 물질과 혼합하여 탄화규소 복합체를 형성하고, 이러한 탄화규소 복합체는 슈퍼캐패시터, 울트라캐패시터 등의 다양한 전기 저장 장치의 전극층에 적용될 수 있다.The silicon carbide powder may be used alone or in combination with other materials to form a silicon carbide composite. The silicon carbide composite may be applied to electrode layers of various electric storage devices such as supercapacitors and ultracapacitors.

이때, 이러한 전극층에 적용되는 경우, 비표면적 등이 전기 저장 장치의 효율 및 저장 용량을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있다.At this time, when applied to such an electrode layer, the specific surface area or the like may be an important factor for determining the efficiency and storage capacity of the electric storage device.

이에 따라, 향상된 비표면적을 가지는 탄화규소 복합체가 요구된다.Accordingly, there is a demand for a silicon carbide composite having an improved specific surface area.

실시예는 향상된 비표면적을 가지는 탄화규소 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 저장 장치를 제공하고자 한다.The embodiments are directed to a silicon carbide composite having improved specific surface area, a method of manufacturing the same, and an electric storage device including the same.

실시예에 따른 탄화규소 복합체는, 탄화규소를 포함하는 코어(core); 및A silicon carbide composite according to an embodiment includes: a core comprising silicon carbide; And

상기 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하고, 상기 쉘은 전체적으로 균일한 두께를 갖는 것을 포함한다.And a shell surrounding the core, wherein the shell has a generally uniform thickness.

실시예에 따른 탄화규소 복합체의 제조방법은 탄소원 및 규소원을 합성하여 탄화규소 코어를 형성하는 단계; 및 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 쉘을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 쉘을 형성하는 단계는 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 전체적으로 균일한 두께의 탄소가 증착되는 것을 포함한다.A method of manufacturing a silicon carbide composite according to an embodiment includes: forming a silicon carbide core by synthesizing a carbon source and a silicon source; And forming a shell on the surface of the silicon carbide core, wherein forming the shell comprises depositing a substantially uniform thickness of carbon on the surface of the silicon carbide core.

실시예에 따른 탄화규소 복합체를 포함하는 전기 저장 장치는 양극 전극 및 음극 전극; 및 상기 양극 전극 및 상기 음극 전극 사이의 전해질을 포함하고, 상기 양극 전극 및 음극 전극은, 기판; 상기 기판 상의 전극층을 포함하고, 상기 전극층은 탄화규소를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 쉘은 전체적으로 균일한 두께를 갖는 것을 포함한다.An electric storage device including a silicon carbide composite according to an embodiment includes: a positive electrode and a negative electrode; And an electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, wherein the positive electrode and the negative electrode comprise: a substrate; A core comprising an electrode layer on the substrate, the electrode layer comprising silicon carbide; And a shell surrounding the core, wherein the shell has a generally uniform thickness.

실시예에 따른 탄화규소 복합체는 탄화규소 코어를 둘러싸는 쉘이 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다.The silicon carbide composite according to an embodiment may have a shell having a uniform overall thickness throughout the silicon carbide core.

실시예에 따른 탄화규소 복합체의 제조방법은 탄화규소 코어의 표면 상에 전체적으로 균일한 두께의 탄소가 증착되는 것을 포함할 수 있다. The method of making a silicon carbide composite according to an embodiment may include depositing a carbon as a whole uniform thickness on the surface of the silicon carbide core.

실시예에 따른 탄화규소 복합체를 포함하는 전기 저장 장치는 탄화규소 코어를 둘러싸는 쉘의 두께가 균일한 것을 포함함에 따라, 비표면적이 증가할 수 있고, 이에 따라 전기 용량을 향상시킬 수 있으므로, 대용량의 전기 저장 장치를 구현할 수 있다. Since the electric storage device including the silicon carbide composite according to the embodiment includes the uniform thickness of the shell surrounding the silicon carbide core, the specific surface area can be increased and thus the electric capacity can be improved, Can be implemented.

도 1은 기존의 화학증착법에 따라 형성되는 탄화규소 복합체의 단면도를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 탄화규소 복합체의 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 탄화규소 복합체의 단면도를 확대한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 탄화규소 복합체 제조 방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 탄화규소 복합체가 적용되는 전기 저장 장치의 단면도를 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 탄화규소 복합체가 적용되는 전기 저장 장치의 양극 전극의 단면도를 도시한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a silicon carbide composite formed according to a conventional chemical vapor deposition method.
2 is a cross-sectional view of a silicon carbide composite according to an embodiment.
3 is an enlarged view of a cross section of a silicon carbide composite according to an embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a process for producing a silicon carbide composite according to an embodiment.
5 is a cross-sectional view of an electric storage device to which the silicon carbide composite according to the embodiment is applied.
6 is a cross-sectional view of a positive electrode of an electric storage device to which the silicon carbide composite according to the embodiment is applied.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 기존의 화학증착법에 따라 형성된 탄화규소 복합체는, 탄화규소 코어(100') 및 상기 탄화규소 코어(100')를 둘러싸는 쉘(200')을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the silicon carbide composite formed according to the conventional chemical vapor deposition method may include a silicon carbide core 100 'and a shell 200' surrounding the silicon carbide core 100 '.

상기 화학증착법은 반응 챔버(300) 내에 탄화규소를 배치하고, 탄소원을 아르곤 가스(Ar) 등과 함께 비활성 분위기에서 상기 반응 챔버 내로 투입할 수 있다.In the chemical vapor deposition method, silicon carbide may be disposed in the reaction chamber 300, and the carbon source may be introduced into the reaction chamber in an inert atmosphere together with argon gas (Ar).

상기 탄화규소의 표면 상에 상기 탄소원이 증착됨에 따라, 탄화규소 코어(100') 및 상기 탄화규소 코어(100')를 둘러싸는 쉘(200')을 포함할 수 있다.And a shell 200 'surrounding the silicon carbide core 100' and the silicon carbide core 100 'as the carbon source is deposited on the surface of the silicon carbide.

이때, 상기 반응 챔버 내에 투입되는 탄소원 및 아르곤 가스 등은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 탄화규소 입자는 상기 탄소원에 의해 균일하게 증착되지 않는 문제가 있었다.At this time, the carbon source and the argon gas injected into the reaction chamber can move in the horizontal direction. As a result, there is a problem that the silicon carbide particles are not uniformly deposited by the carbon source.

즉, 상기 탄소원 및 아르곤 가스 등은 수평 방향으로 이동하므로, 상기 탄화규소 입자, 즉 탄화규소 코어(100')를 둘러싸는 쉘(200')은 상기 탄소원 및 아르곤 가스 등에 노출된 부분의 두께가 더 두꺼울 수 있다.That is, since the carbon source and the argon gas move in the horizontal direction, the shell 200 'surrounding the silicon carbide particles, that is, the silicon carbide core 100' It can be thick.

예를 들어, 상기 반응 챔버(300) 내에 배치되는 탄화규소 입자는 상기 반응 챔버(300)의 하부면과 접촉할 수 있다. 상기 탄화규소 입자와 상기 반응 챔버의 접촉부(C1)는 상기 탄소원 및 아르곤 가스 등에 노출되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 상기 탄화규소 입자와 상기 반응 챔버의 접촉부(C1)는 쉘의 두께가 얇거나, 쉘이 배치되지 않을 수 있다.For example, the silicon carbide particles disposed in the reaction chamber 300 may contact the lower surface of the reaction chamber 300. The contact portion C1 between the silicon carbide particle and the reaction chamber may be difficult to be exposed to the carbon source and the argon gas. Accordingly, the thickness of the contact portion C1 between the silicon carbide particle and the reaction chamber may be thin or the shell may not be disposed.

예를 들어, 상기 반응 챔버(300) 내에 배치되는 탄화규소 입자들은 서로 접촉할 수 있다. 상기 탄화규소 입자들의 접촉부(C2)는 상기 탄소원 및 아르곤 가스 등에 노출되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 상기 탄화규소 입자들의 접촉부(C2)는 쉘의 두께가 얇거나, 쉘이 배치되지 않을 수 있다.For example, the silicon carbide particles disposed in the reaction chamber 300 may contact each other. The contact portion C2 of the silicon carbide particles may be difficult to be exposed to the carbon source and the argon gas. Accordingly, the contact portion C2 of the silicon carbide particles may have a thin shell or no shell.

실시예는 화학증착법(CVD)에 의하여 형성되는 쉘의 비등방성 증착에 따라, 비표면적이 감소되고, 이와 같은 방법으로 형성되는 전기 저장 장치의 전기 용량이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 것이다.The embodiment is intended to solve the problem that the specific surface area is reduced according to the anisotropic deposition of the shell formed by chemical vapor deposition (CVD), and the electric capacity of the electric storage device formed by such a method is lowered.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 탄화규소 복합체는 코어(100) 및 쉘(200)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the silicon carbide composite according to an embodiment may include a core 100 and a shell 200.

상기 코어(100)는 탄소 및 규소를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 코어 (100)는 탄화규소(SiC)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어 (100)는 알파상 탄화규소 및 베타상 탄화규소 중 적어도 하나의 탄화규소를 포함할 수 있다.The core 100 may include carbon and silicon. In detail, the core 100 may include silicon carbide (SiC). For example, the core 100 may include at least one of silicon carbide and alpha phase silicon carbide.

상기 코어(100)는 구형으로 형성될 수 있다. 다만, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 코어(100)은 삼각형, 사각형 등의 다각형 형상, 원형, 타원형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.The core 100 may have a spherical shape. However, the embodiment is not limited thereto, and it is needless to say that the core 100 may be formed in various shapes such as a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, and the like, a circle, and an ellipse.

상기 코어 (100)의 입경은 수 마이크로미터(㎛) 내지 수십 마이크로미터(㎛) 일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어 (100)의 입경은 약 1㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어 (100)의 입경은 약 1㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어(100)의 입경은 약 1㎛ 내지 약 30㎛일 수 있다.The particle size of the core 100 may be several micrometers (占 퐉) to several tens of micrometers (占 퐉). For example, the particle size of the core 100 may range from about 1 [mu] m to about 100 [mu] m. For example, the particle size of the core 100 may range from about 1 [mu] m to about 50 [mu] m. For example, the particle size of the core 100 may be about 1 [mu] m to about 30 [mu] m.

상기 코어 (100)의 크기가 약 1㎛ 미만인 경우, 탄화규소 복합체의 전체적인 밀도가 감소되어, 탄화규소 복합체가 전기 저장 장치에 적용될 때, 단위체적당 용량이 저하될 수 있다. 또한, 상기 코어 (100)의 크기가 약 100㎛을 초과하는 경우, 상기 탄화규소 복합체가 전극층에 적용될 때, 전도성이 저하될 수 있다.When the size of the core 100 is less than about 1 탆, the overall density of the silicon carbide composite is reduced, so that the capacity per unit volume can be lowered when the silicon carbide composite is applied to an electric storage device. In addition, when the size of the core 100 is more than about 100 mu m, when the silicon carbide composite is applied to the electrode layer, the conductivity may be lowered.

상기 쉘 (200)은 상기 코어 (100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)은 상기 코어 (100)를 둘러싸며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 쉘(200)은 상기 코어(100)를 둘러싸며 상기 코어(100) 상에 일체로 배치될 수 있다.The shell 200 may be disposed on the core 100. For example, the shell 200 may be disposed around the core 100. In detail, the shell 200 may surround the core 100 and be integrally disposed on the core 100.

상기 쉘(200)은 상기 코어 (100)와 접촉하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 코어 (100)와 상기 쉘 (200)은 계면을 형성하며, 서로 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)은 상기 코어(100)와 물리적으로 및/또는 화학적으로 접촉될 수 있다.The shell 200 may be disposed in contact with the core 100. That is, the core 100 and the shell 200 form an interface and can be in contact with each other. For example, the shell 200 may be physically and / or chemically contacted with the core 100.

상기 쉘(200)은 상기 코어 (100)와 다른 물질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 쉘(200)은 탄소(C)를 포함할 수 있다.The shell 200 may include a material different from the core 100. In detail, the shell 200 may include carbon (C).

상기 쉘(200)은 구형으로 형성될 수 있다. 상기 쉘(200)은 상기 코어(100)의 형상에 상관 없이, 상기 코어(100)의 표면 상에 전체적으로 균일한 두께로 증착됨에 따라, 상기 코어(100)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. The shell 200 may be formed in a spherical shape. The shell 200 may be formed in a shape corresponding to the core 100 as the core 100 is uniformly deposited on the surface of the core 100 regardless of the shape of the core 100.

상기 코어(100) 및 상기 쉘(200) 중 적어도 하나는 복수 개의 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)에는 기공(P)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 쉘(200)은 다공성 구조일 수 있다.At least one of the core 100 and the shell 200 may include a plurality of pores. For example, pores P may be formed in the shell 200. That is, the shell 200 may have a porous structure.

상기 쉘(200)의 기공의 크기, 즉 기공의 직경은 1㎚ 이하인 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)의 기공의 크기는 0.5㎚ 내지 1㎚인 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)의 기공의 크기는 0.7㎚ 내지 0.8㎚인 것을 포함할 수 있다.The size of the pores of the shell 200, that is, the diameter of the pores may be 1 nm or less. For example, the size of the pores of the shell 200 may be 0.5 nm to 1 nm. For example, the size of the pores of the shell 200 may include 0.7 nm to 0.8 nm.

예를 들어, 상기 쉘(200)의 기공의 크기를 1㎚이하인 것을 포함하도록 제어함에 따라, 비표면적을 극대화시킬 수 있다. For example, by controlling the size of the pores of the shell 200 to be 1 nm or less, the specific surface area can be maximized.

상기 코어 (100)의 비표면적과 상기 쉘(200)의 비표면적은 상이할 수 있다. The specific surface area of the core (100) and the specific surface area of the shell (200) may be different.

자세하게, 상기 쉘(200)의 비표면적은 상기 코어 (100)의 비표면적보다 클 수 있다. 즉, 다공성 구조를 가지는 상기 쉘(200)은 기공에 의해 비표면적이 증가될 수 있고, 이에 따라, 상기 쉘(200)의 비표면적은 상기 코어 (100)의 비표면적보다 클 수 있다.In detail, the specific surface area of the shell 200 may be larger than the specific surface area of the core 100. That is, the specific surface area of the shell 200 having a porous structure can be increased by pores, and thus the specific surface area of the shell 200 can be larger than the specific surface area of the core 100.

상기 코어 (100)의 밀도와 상기 쉘(200)의 밀도는 상이할 수 있다. The density of the core 100 and the density of the shell 200 may be different.

자세하게, 상기 코어 (100)의 밀도는 상기 쉘(200)의 밀도보다 클 수 있다. 즉, 탄화규소를 포함하는 상기 코어 (100)의 밀도는 탄소를 포함하는 상기 쉘(200)의 밀도보다 클 수 있다.In detail, the density of the core 100 may be greater than the density of the shell 200. That is, the density of the core 100 including silicon carbide may be greater than the density of the shell 200 containing carbon.

상기 코어 (100)의 분자량과 상기 쉘(200)의 분자량은 상이할 수 있다. The molecular weight of the core (100) and the molecular weight of the shell (200) may be different.

자세하게, 상기 코어 (100)의 분자량은 상기 쉘(200)의 분자량보다 클 수 있다. 즉, 탄화규소를 포함하는 상기 코어 (100)의 분자량은 탄소를 포함하는 상기 쉘(200)의 분자량보다 클 수 있다.In detail, the molecular weight of the core 100 may be greater than the molecular weight of the shell 200. That is, the molecular weight of the core 100 containing silicon carbide may be larger than the molecular weight of the shell 200 containing carbon.

상기 코어 (100)와 상기 쉘(200)은 일정한 중량비를 가질 수 있다. 상기 코어 (100)와 상기 쉘의 중량비는 약 2:8 내지 약 8:2일 수 있다. 자세하게, 상기 코어(100)는 상기 탄화규소 복합체 전체에 대해 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 만큼 포함될 수 있다.The core 100 and the shell 200 may have a constant weight ratio. The weight ratio of the core 100 to the shell may be from about 2: 8 to about 8: 2. In detail, the core 100 may comprise from about 20% to about 80% by weight of the total silicon carbide composite.

상기 코어 (100)의 중량비가 상기 탄화규소 복합체 전체에 대해 약 20 중량% 미만인 경우, 탄화규소 복합체의 전체적인 밀도가 감소되어, 탄화규소 복합체가 전기 저장 장치에 적용될 때, 단위체적당 용량이 저하될 수 있다.When the weight ratio of the core 100 is less than about 20% by weight based on the total of the silicon carbide composite, the overall density of the silicon carbide composite is reduced, so that when the silicon carbide composite is applied to an electric storage device, have.

또한, 상기 코어 (100)의 중량비가 상기 탄화규소 복합체 전체에 대해 약 80 중량% 를 초과하는 경우, 즉, 상기 쉘(200)의 중량비가 약 20 중량% 미만인 경우, 탄화규소 복합체의 비표면적이 감소되어, 탄화규소 복합체가 전기 저장 장치에 적용될 때, 단위체적당 용량이 저하될 수 있다.In addition, when the weight ratio of the core 100 to the entire silicon carbide composite exceeds about 80% by weight, that is, when the weight ratio of the shell 200 is less than about 20% by weight, the specific surface area of the silicon carbide composite , So that when the silicon carbide composite is applied to an electric storage device, the capacity per unit volume can be lowered.

상기 쉘(200)은 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)은 위치에 따른 두께 편차가 1% 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)은 위치에 따른 두께 편차가 0.8% 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘(200)은 위치에 따른 두께 편차가 0.7% 미만일 수 있다. 여기에서, 상기 “두께”는 상기 코어(100)의 표면, 즉 상기 코어(100)와 상기 쉘(200)의 접촉 계면으로부터 상기 쉘(200)의 표면에 이르는 최단 거리를 의미할 수 있다. The shell 200 may have a uniform overall thickness. For example, the thickness of the shell 200 may be less than 1%. For example, the thickness of the shell 200 may be less than 0.8%. For example, the thickness of the shell 200 may be less than 0.7%. Here, the " thickness " may mean the shortest distance from the surface of the core 100, that is, the interface between the core 100 and the shell 200 to the surface of the shell 200.

즉, 상기 쉘(200)은 임의의 위치에서 측정된 위치에 따른 두께 편차가 1% 미만일 수 있다. That is, the shell 200 may have a thickness deviation less than 1% according to a measured position at an arbitrary position.

도 3을 참조하면, 상기 쉘(200)의 두께는 상, 하, 좌, 우의 위치 또는 0°, 90 °, 180 °, 270 °의 방향에서 측정된 것일 수 있다. Referring to FIG. 3, the thickness of the shell 200 may be measured in the upward, downward, leftward, rightward, or 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° directions.

예를 들어, 상기 쉘(200)의 상부의 위치 또는 0°의 방향에서 측정된 두께는 상기 쉘(200)의 우측의 위치 또는 90°의 방향에서 측정된 두께, 상기 쉘(200)의 하부의 위치 또는 180°의 방향에서 측정된 두께 및 상기 쉘(200)의 좌측부의 위치 또는 270°의 방향에서 측정된 두께와 대응될 수 있다. 여기에서 “대응”된다는 것은 상기 쉘(200)의 두께가 동일하거나 유사한 것을 포함할 수 있고, 유사한 범위는 두께 편차가 1% 미만인 것일 수 있다. For example, the thickness measured in the upper portion of the shell 200 or in the 0 ° direction is the thickness measured in the right side of the shell 200 or 90 °, Position, or the thickness measured in the direction of 180 degrees and the thickness measured in the position of the left side of the shell 200 or in the direction of 270 degrees. The " correspond " herein may include the same or similar thickness of the shell 200, and a similar range may be that the thickness deviation is less than 1%.

자세하게, 상기 코어(100)의 표면 상의 제 1 지점(I1)으로부터 상기 쉘(200)의 표면 상의 제 1 지점(S1)까지의 거리(D1)는 상기 코어(100)의 표면 상의 제 2 지점(I2)으로부터 상기 쉘(200)의 표면 상의 제 2 지점(S2)까지의 거리(D2), 상기 코어(100)의 표면 상의 제 3 지점(I3)으로부터 상기 쉘(200)의 표면 상의 제 3 지점(S3)까지의 거리(D3) 및 상기 코어(100)의 표면 상의 제 4 지점(I4)으로부터 상기 쉘(200)의 표면 상의 제 4 지점(S4)까지의 거리(D4)와 대응되는 것일 수 있다. 이때, 거리는 코어의 표면 상의 일 지점과 쉘의 표면 상의 일 지점을 연결하는 최단 거리를 의미할 수 있다.The distance D1 from the first point I1 on the surface of the core 100 to the first point S1 on the surface of the shell 200 is greater than the distance D1 between the first point I1 on the surface of the core 100 and the second point S1 on the surface of the core 100 A distance D2 from a second point on the surface of the shell 200 to a second point S2 on the surface of the shell 200 from a third point I3 on the surface of the core 100, And the distance D4 from the fourth point I4 on the surface of the core 100 to the fourth point S4 on the surface of the shell 200 have. Here, the distance may mean the shortest distance connecting one point on the surface of the core and one point on the surface of the shell.

다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 제 1 내지 제 4 지점은 임의의 위치 또는 임의의 방향에서 측정된 것일 수 있다. 또한, 상기 제 1 내지 제 4 지점 이상의 제 5 지점, 제 6 지점 등을 포함하는 임의의 위치 또는 임의의 방향에서 상기 쉘의 두께를 측정할 수 있음은 물론이다. However, the embodiment is not limited thereto, and the first to fourth points may be measured at an arbitrary position or an arbitrary direction. It goes without saying that the thickness of the shell can be measured at any position or any direction including the fifth point, the sixth point, etc. above the first to fourth points.

실시예에 따른 탄화규소 복합체는 탄화규소를 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 쉘은 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 쉘의 두께 편차는 1% 미만인 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 탄화규소 복합체를 전극 물질에 적용할 때, 탄화규소 복합체의 비표면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 탄화규소 복합체를 전극 물질에 적용하여 전기 저장 장치 등에 활용하는 경우, 전기 저장 장치의 전기 용량을 향상시킬 수 있다. A silicon carbide composite according to an embodiment includes a core comprising silicon carbide and a shell surrounding the core, wherein the shell may have a uniform overall thickness. In detail, the thickness deviation of the shell may include less than 1%. Accordingly, when the silicon carbide composite according to the embodiment is applied to an electrode material, the specific surface area of the silicon carbide composite can be increased. Accordingly, when the silicon carbide composite according to the embodiment is applied to an electrode material to be used in an electric storage device or the like, the electric capacity of the electric storage device can be improved.

이하, 도 4를 참조하여, 실시예에 따른 탄화규소 복합체의 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the silicon carbide composite according to the embodiment will be described with reference to FIG.

도 4를 참조하면, 실시예에 따른 탄화규소 복합체의 제조방법은, 탄소원 및 규소원을 합성하여 탄화규소 코어를 형성하는 단계(ST10); 및 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 쉘을 형성하는 단계(ST20)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, a method of manufacturing a silicon carbide composite according to an embodiment includes: (ST10) forming a silicon carbide core by synthesizing a carbon source and a silicon source; And forming a shell on the surface of the silicon carbide core (ST20).

상기 탄소원 및 규소원을 합성하여 탄화규소 코어를 형성하는 단계(ST10)에서는 탄화규소 입자 내지 탄화규소 결정을 형성할 수 있다. In step ST10 of forming the silicon carbide core by synthesizing the carbon source and the silicon source, silicon carbide particles or silicon carbide crystals can be formed.

상기 탄소원은 고체 탄소원 또는 유기 탄소 화합물을 포함할 수 있다. The carbon source may comprise a solid carbon source or an organic carbon compound.

고체 탄소원으로는 흑연(graphite), 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 풀러렌(fullerene, C60) 등을 들 수 있다. Examples of the solid carbon source include graphite, carbon black, carbon nano tube (CNT), and fullerene (C 60 ).

유기 탄소 화합물로는 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 페놀(penol), 프랑(franc), 자일렌(xylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyunrethane), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐아세테이트 (poly (vinyl acetate)) 등을 들 수 있다. 그 외에도 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 타르(tar) 등을 사용할 수 있다. Examples of the organic carbon compound include ethanol, methanol, penol, franc, xylene, polyimide, polyunrethane, polyvinyl alcohol, Polyacrylonitrile, or poly (vinyl acetate), and the like. In addition, cellulose, sugar, pitch, tar and the like can be used.

상기 규소원은 규소를 제공할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 규소원은 실리카(silica)를 포함할 수 있다. 또한, 실리카 이외에도, 상기 규소원으로는 실리카 분말, 실리카 솔(sol), 실리카 겔(gel), 석영 분말 등이 이용될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 규소를 포함하는 유기 규소 화합물을 규소원으로 사용할 수 있다.The silicon source may include various materials capable of providing silicon. For example, the silicon source may comprise silica. In addition to the silica, the silica source may be silica powder, silica sol, silica gel, quartz powder, or the like. However, the embodiment is not limited thereto, and an organosilicon compound containing silicon may be used as a silicon source.

상기 탄소원 및 규소원을 합성하여 탄화규소 코어를 형성하는 단계(ST10)는 상기 탄소원 및 상기 규소원을 반응시킬 수 있다.The step (ST10) of synthesizing the carbon source and the silicon source to form the silicon carbide core may react the carbon source and the silicon source.

자세하게, 반응 챔버 내에 상기 실리콘 분말과 같은 규소원을 배치한 후, 약 약 1200℃ 내지 약 1400℃의 온도에서, 아르곤 가스(Ar) 등과 함께 비활성 분위기에서 상기 탄소원을 상기 챔버 내로 투입할 수 있다. 이에 따라, 상기 탄소원은 상기 챔버 내로 주입되면서 탄화되고, 상기 탄소원은 흑연(graphite), 그래핀(grapgene), 탄소나노튜브(carbon nano tube) 등의 탄소 결정 구조체로 변환될 수 있다.In detail, after the silicon source such as the silicon powder is disposed in the reaction chamber, the carbon source can be introduced into the chamber in an inert atmosphere together with argon gas (Ar) or the like at a temperature of about 1200 ° C to about 1400 ° C. Accordingly, the carbon source is carbonized while being injected into the chamber, and the carbon source may be converted into a carbon crystal structure such as graphite, graphene, or a carbon nano tube.

이어서, 공정 온도를 약 1300℃ 내지 약 1900℃의 온도로 상승시킨 후, 탄소원과 규소원을 반응시켰다.Then, the process temperature was raised to a temperature of about 1300 ° C to about 1900 ° C, and then the carbon source and the silicon source were reacted.

이러한 반응에 의해, 하기 반응식 1 및 반응식 2의 단계에 따른 반응식 3의 전체 반응식에 의하여 탄화규소가 형성될 수 있다.By this reaction, silicon carbide can be formed by the whole reaction formula of Reaction Formula 3 according to the following Reaction Schemes 1 and 2.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

SiO2(s) + C(s) -> SiO(g) + CO(g) SiO 2 (s) + C ( s) -> SiO (g) + CO (g)

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

SiO(g) + 2C(s) -> SiC(s) + CO(g)SiO (g) + 2C (s) - > SiC (s) + CO (g)

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

SiO2(s) + 3C(s) -> SiC(s) + 2CO(g) SiO 2 (s) + 3C ( s) -> SiC (s) + 2CO (g)

또한, 상기 탄화규소는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 입경을 가질 수 있다. 상기 탄화규소를 형성하기 위해서는 반도체의 제조 공정에서 발생하는 실리콘 웨이퍼의 폐기물을 이용할 수 있다. 이에 따라, 다양한 입경을 가지는 탄화규소를 형성할 수 있다. Further, the silicon carbide may have a particle diameter of about 1 탆 to about 10 탆. In order to form the silicon carbide, waste silicon wafers generated in a semiconductor manufacturing process can be used. Accordingly, silicon carbide having various particle diameters can be formed.

이어서, 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 쉘을 형성하는 단계(ST20)가 수행될 수 있다. 즉, 상기 단계(ST10)에서 제조되는 탄화규소 코어의 표면 상에 쉘을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 다공성을 가지는 탄소를 증착할 수 있다.Subsequently, a step (ST20) of forming a shell on the surface of the silicon carbide core may be performed. That is, the shell may be formed on the surface of the silicon carbide core produced in step ST10. In detail, the porous carbon can be deposited on the surface of the silicon carbide core.

자세하게, 상기 반응 챔버 내에 앞선 단계에서 제조된 탄화규소가 배치되고, 아르곤 가스(Ar) 등과 함께 비활성 분위기에서 탄소원을 아르곤 가스(Ar) 등과 함께 비활성 분위기에서 상기 챔버 내로 투입할 수 있다. 이때, 쉘에 기공을 형성하기 위하여, 탄소원과 함께 산소(O2) 가스 및 전기 전도성을 향상시키기 위해 질소(N2) 가스를 함께 투입할 수 있다.In detail, the silicon carbide prepared in the preceding step is placed in the reaction chamber, and the carbon source together with argon gas (Ar) and the like can be introduced into the chamber in an inert atmosphere together with argon gas (Ar) or the like in an inert atmosphere. At this time, in order to form pores in the shell, oxygen (O 2 ) gas together with a carbon source and nitrogen (N 2 ) gas may be added together to improve electrical conductivity.

이러한 반응에 의해, 상기 탄화규소 코어의 표면에는 상기 탄소원에 의해 탄소를 포함하는 쉘이 증착될 수 있다.By this reaction, a shell containing carbon by the carbon source can be deposited on the surface of the silicon carbide core.

상기 쉘을 형성하는 단계는 약 900℃ 내지 약 1000℃의 온도에서 진행될 수 있다.The step of forming the shell may be conducted at a temperature of about 900 ° C to about 1000 ° C.

약 900℃ 미만의 온도에서 상기 쉘을 형성하는 경우, 온도가 너무 낮아, 상기 탄소원이 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 증착되기 어려울 수 있다.If the shell is formed at a temperature below about 900 ° C, the temperature is too low to allow the carbon source to be difficult to deposit on the surface of the silicon carbide core.

상기 쉘을 형성하는 단계는 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 전체적으로 균일한 두께의 탄소가 증착되는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 쉘은 유동층 화학증착법에 의하여 균일한 두께로 증착될 수 있다.The step of forming the shell may comprise depositing an overall uniform thickness of carbon on the surface of the silicon carbide core. For example, the shell may be deposited to a uniform thickness by fluidized bed chemical vapor deposition.

도 2를 참조하면, 상기 쉘을 형성하는 단계에서, 탄화규소는 상기 반응챔버(300)와 이격될 수 있다. 즉, 탄화규소는 반응 챔버에 접촉하지 않을 수 있다. 자세하게, 상기 쉘을 형성하는 단계에서 상기 반응 챔버(300) 내에 투입되는 탄소원 및 아르곤 가스 등은 수직 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 탄화규소 입자는 상기 수직 방향으로 이동하는 탄소원 및 아르곤 가스 등에 의하여 위치 또는 방향에 관계 없이 균일한 두께로 증착될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the step of forming the shell, silicon carbide may be separated from the reaction chamber 300. That is, silicon carbide may not contact the reaction chamber. In detail, in the step of forming the shell, the carbon source and the argon gas injected into the reaction chamber 300 can move in the vertical direction. Accordingly, the silicon carbide particles can be deposited with a uniform thickness regardless of the position or direction by the carbon source moving in the vertical direction, argon gas, or the like.

보다 자세하게, 상기 쉘을 형성하는 단계에서, 상기 탄화규소 코어는 수직 방향으로 이동하는 탄소원 및 아르곤 가스 등에 의하여 회전할 수 있다. More specifically, in the step of forming the shell, the silicon carbide core can be rotated by a carbon source moving in a vertical direction, argon gas, or the like.

즉, 상기 탄화규소 코어는 유동에 의한 회전이 일어나면서 상기 탄소원이 증착될 수 있다. 이에 따라, 상기 탄화규소 코어 상에 탄소 쉘이 전체적으로 균일한 두께로 형성될 수 있으므로, 상기 탄화규소 코어의 형태에 상관 없이 쉘의 등방성 증착이 가능할 수 있다. That is, the carbon source can be deposited while the rotation of the silicon carbide core is caused by the flow. Accordingly, since the carbon shell can be formed on the silicon carbide core to have a uniform thickness as a whole, the isotropic deposition of the shell can be performed regardless of the shape of the silicon carbide core.

또한, 균일하고 얇게 여러 층으로 쉘을 형성하는 화학증착법과 달리, 상기 유동층 화학증착법에 따른 쉘의 형성은 상기 탄화규소를 유동시키므로 대량 탄화규소 복합체의 합성이 용이할 수 있다. In addition, unlike the chemical vapor deposition method in which a shell is formed in a uniform and thin layer, the formation of a shell according to the fluidized bed chemical vapor deposition method makes the silicon carbide flow, so that the bulk silicon carbide composite can be easily synthesized.

또한, 상기 탄화규소의 입경에 상관없이, 균일한 두께 또는 대응되는 두께를 가지는 쉘을 형성할 수 있다.Further, a shell having a uniform thickness or a corresponding thickness can be formed regardless of the grain size of the silicon carbide.

또한, 상기 탄화규소 코어와 상기 쉘의 크기의 비율을 조절함에 따라 체적당 기공률을 높일 수 있다. Further, the porosity per volume can be increased by controlling the ratio of the size of the silicon carbide core and the shell.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 실시예에 따른 탄화규소 복합체가 적용되는 전기 저장 장치를 설명한다.Hereinafter, an electric storage device to which the silicon carbide composite according to the embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 전기 저장 장치는 양극 전극 및 음극 전극, 상기 양극 전극 및 상기 음극 전극 사이에 배치되는 전해질 및 세퍼레이터를 포함할 수 있다.5 and 6, the electric storage device according to the embodiment may include a positive electrode and a negative electrode, an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a separator.

상기 양극 전극 및 상기 음극 전극은 기판(10) 및 상기 기판(10) 상의 전극층(20)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 탄화규소 복합체는 상기 전극층(20)에 적용될 수 있다.The anode electrode and the cathode electrode may include a substrate 10 and an electrode layer 20 on the substrate 10. The silicon carbide composite according to the embodiment may be applied to the electrode layer 20.

상기 기판(10)은 금속을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 기판(10)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. The substrate 10 may comprise a metal. In detail, the substrate 10 may include aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), or an alloy thereof.

자세하게, 상기 기판(10) 상에 탄화규소 복합체, 바인더를 혼합한 전극 물질을 인쇄 또는 증착하여 전극층(20)을 형성할 수 있다. 상기 전극층(20)은 상기 기판(10) 상에 약 100㎛ 내지 약 500㎛의 두께로 형성될 수 있다.In detail, the electrode layer 20 may be formed by printing or vapor-depositing an electrode material in which a silicon carbide composite and a binder are mixed on the substrate 10. The electrode layer 20 may be formed on the substrate 10 to a thickness of about 100 탆 to about 500 탆.

상기 바인더는 상기 탄화규소 복합체를 상기 기판 상에 인쇄 또는 증착하기 위한 물질로서 Polyvinylidene Fluoride(PVDF), Polytetrafluoroethylene(PTFE), carboxymethyl cellulose(CMC) 및 styrene-butadiene rubbe(SBR) 중 적어도 하나의 바인더를 포함할 수 있다.The binder includes at least one binder selected from the group consisting of PVDF, PTFE, carboxymethyl cellulose (CMC), and styrene-butadiene rubbe (SBR) as a material for printing or depositing the silicon carbide composite on the substrate can do.

도 6을 참조하면, 상기 전극층(20)은 상기 기판(10) 상에 약 100㎛ 내지 약 300㎛의 두께(T)로 배치될 수 있다, 상기 전극층(20)의 두께가 약 100㎛ 미만으로 배치되는 경우, 상기 전극층의 전도성이 저하될 수 있고, 상기 전극층(20)의 두께가 약 300㎛을 초과하여 배치되는 경우, 전기 저장 장치의 전체적인 크기가 증대될 수 있다.Referring to FIG. 6, the electrode layer 20 may be disposed on the substrate 10 at a thickness (T) of about 100 μm to about 300 μm. When the thickness of the electrode layer 20 is less than about 100 μm The conductivity of the electrode layer may be deteriorated and the overall size of the electric storage device may be increased when the thickness of the electrode layer 20 is greater than about 300 mu m.

상기 전극층(20)은 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 도전재는 상기 전극층의 전자의 이동을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 전극층(20)은 도전재를 포함하지 않고, 상기 탄화규소 복합체가 도전재 역할을 함께 할 수 있다.The electrode layer 20 may further include a conductive material. The conductive material may serve to smooth the movement of electrons in the electrode layer. However, the embodiment is not limited to this, and the electrode layer 20 does not include a conductive material, and the silicon carbide composite may serve as a conductive material.

또한, 상기 양극 전극(21) 및 상기 음극 전극(22) 사이에는 전해질(30) 및 상기 양극 전극(21)과 상기 음극 전극(22)의 접촉을 방지하는 세퍼레이터(40)가 배치될 수 있다.An electrolyte 30 and a separator 40 for preventing contact between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 may be disposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22.

실시예에 따른 탄화규소 복합체는 전극 물질에 적용될 때, 비표면적이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 기공을 가지는 쉘이 형성됨에 따라, 전극 물질이 기재 등에 배치될 때, 기재와 접촉하는 탄화규소 복합체의 면적이 향상될 수 있다. When the silicon carbide composite according to the embodiment is applied to an electrode material, the specific surface area can be improved. For example, as the shell having pores on the surface of the silicon carbide core is formed, the area of the silicon carbide composite contacting the substrate can be improved when the electrode material is disposed on the substrate or the like.

즉, 쉘에 기공을 포함하는 탄소가 형성됨에 따라, 탄화규소 복합체의 전체적인 비표면적을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화규소 복합체의 비표면적은 1700㎡/g 내지 4000㎡/g일 수 있다. That is, as the carbon containing pores is formed in the shell, the overall specific surface area of the silicon carbide composite can be improved. For example, the specific surface area of the silicon carbide composite may be from 1700 m 2 / g to 4000 m 2 / g.

이에 따라, 실시예에 따른 탄화규소 복합체가 슈퍼 캐패시터 또는 울트라 캐패시터 등의 전기 저장 장치에 적용될 때, 향상된 비표면적에 의해 전기 용량을 향상시킬 수 있으므로, 대용량의 전기 저장 장치를 구현할 수 있다.Accordingly, when the silicon carbide composite according to the embodiment is applied to an electric storage device such as a supercapacitor or an ultracapacitor, the electric capacity can be improved by the improved specific surface area, so that a large-capacity electric storage device can be realized.

또한, 상기 탄화규소 코어의 입경, 상기 탄소 쉘의 두께를 조절함에 따라, 상기 탄화규소 복합체를 포함하는 전극의 밀도를 0.6 g/㎤ 이상으로 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 탄화규소 코어의 입경 및 상기 탄소 쉘의 두께를 조절함에 따라, 탄화규소 복합체의 충진 밀도를 높일 수 있어, 상기 탄화규소 복합체를 포함하는 전극의 밀도를 0.6 g/㎤ 이상으로 향상시킬 수 있다.Also, by adjusting the particle diameter of the silicon carbide core and the thickness of the carbon shell, the density of the electrode including the silicon carbide composite can be improved to 0.6 g / cm 3 or more. That is, by adjusting the particle diameter of the silicon carbide core and the thickness of the carbon shell, the filling density of the silicon carbide composite can be increased, and the density of the electrode including the silicon carbide composite can be improved to 0.6 g / cm 3 or more have.

이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.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 exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (13)

탄화규소를 포함하는 코어(core); 및
상기 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하고,
상기 쉘은 전체적으로 균일한 두께를 갖는 것을 포함하는 탄화규소 복합체.A core comprising silicon carbide; And
And a shell surrounding the core,
Wherein the shell has an overall uniform thickness. 제 1항에 있어서,
상기 코어의 표면 상의 제 1 지점으로부터 상기 쉘의 표면 상의 제 1 지점까지의 거리는 상기 코어의 표면 상의 제 2 지점으로부터 상기 쉘의 표면 상의 제 2 지점까지의 거리, 상기 코어의 표면 상의 제 3 지점으로부터 상기 쉘의 표면 상의 제 3 지점까지의 거리 및 상기 코어의 표면 상의 제 4 지점으로부터 상기 쉘의 표면 상의 제 4 지점까지의 거리와 대응되는 것인 탄화규소 복합체.The method according to claim 1,
Wherein a distance from a first point on a surface of the core to a first point on a surface of the shell is greater than a distance from a second point on a surface of the core to a second point on a surface of the shell, The distance to a third point on the surface of the shell and the fourth point on the surface of the core to the fourth point on the surface of the shell. 제 1항에 있어서,
상기 코어는 구형 형상을 포함하는 탄화규소 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the core comprises a spherical shape. 제 1항에 있어서,
상기 쉘은 상기 코어와 서로 다른 물질을 포함하고,
상기 쉘은 탄소를 포함하는 탄화규소 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the shell comprises a different material from the core,
Wherein the shell comprises carbon. 제 1항에 있어서, 상기 코어 및 상기 쉘 중 적어도 하나는 복수 개의 기공을 포함하는 탄화규소 복합체.2. The silicon carbide composite of claim 1, wherein at least one of the core and the shell comprises a plurality of pores. 제 5항에 있어서,
상기 쉘의 기공의 크기는 1㎚이하인 것을 포함하는 탄화규소 복합체.6. The method of claim 5,
Wherein the pore size of the shell is 1 nm or less. 탄소원 및 규소원을 합성하여 탄화규소 코어를 형성하는 단계; 및
상기 탄화규소 코어의 표면 상에 쉘을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 쉘을 형성하는 단계는 상기 탄화규소 코어의 표면 상에 전체적으로 균일한 두께의 탄소가 증착되는 것을 포함하는 탄화규소 복합체의 제조방법.Synthesizing a carbon source and a silicon source to form a silicon carbide core; And
Forming a shell on the surface of the silicon carbide core,
Wherein forming the shell comprises depositing an overall uniform thickness of carbon on the surface of the silicon carbide core. 제 7항에 있어서,
상기 쉘을 형성하는 단계는 900℃ 내지 1000℃의 온도에서 진행되는 탄화규소 복합체 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of forming the shell proceeds at a temperature of 900 ° C to 1000 ° C. 제 7항에 있어서,
상기 코어 및 상기 쉘 중 적어도 하나에는 복수 개의 기공이 형성되는 탄화규소 복합체 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein a plurality of pores are formed in at least one of the core and the shell. 제 7항에 있어서,
상기 탄소원은 흑연(graphite), 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 풀러렌(fullerene, C60), 메탄올, 에탄올, 페놀(penol), 프랑(franc), 자일렌(xylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyunrethane), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐아세테이트 (poly (vinyl acetate)), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch) 또는 타르(tar)를 포함하는 탄화규소 복합체 제조 방법.8. The method of claim 7,
The carbon source may be selected from the group consisting of graphite, carbon black, carbon nano tube (CNT), fullerene (C 60 ), methanol, ethanol, phenol, polyolefins such as xylene, polyimide, polyunrethane, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, poly (vinyl acetate), cellulose, sugar, A method of making a silicon carbide composite comprising a pitch or tar. 제 7항에 있어서,
상기 규소원은 실리카, 실리카 분말, 실리카 솔(sol), 실리카 겔(gel) 또는 석영 분말을 포함하는 탄화규소 복합체 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the silicon source comprises silica, silica powder, silica sol, silica gel or quartz powder. 양극 전극 및 음극 전극; 및
상기 양극 전극 및 상기 음극 전극 사이의 전해질을 포함하고,
상기 양극 전극 및 음극 전극은,
기판;
상기 기판 상의 전극층을 포함하고,
상기 전극층은 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 탄화규소 복합체를 포함하는 전기 저장 장치.An anode electrode and a cathode electrode; And
And an electrolyte between the anode electrode and the cathode electrode,
The positive electrode and the negative electrode may be made of,
Board;
And an electrode layer on the substrate,
Wherein the electrode layer comprises the silicon carbide composite according to any one of claims 1 to 6. 제 12항에 있어서,
상기 탄화규소 복합체의 비표면적은 1700㎡/g 내지 4000㎡/g인 전기 저장 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the specific surface area of the silicon carbide composite is from 1700 m < 2 > / g to 4000 m < 2 > / g.
KR1020160009584A 2016-01-26 2016-01-26 Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice KR20170089312A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160009584A KR20170089312A (en) 2016-01-26 2016-01-26 Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160009584A KR20170089312A (en) 2016-01-26 2016-01-26 Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170089312A true KR20170089312A (en) 2017-08-03

Family

ID=59655528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160009584A KR20170089312A (en) 2016-01-26 2016-01-26 Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170089312A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184573A (en) * 2019-06-28 2019-08-30 成都先锋材料有限公司 The binding material and binding method of sputtering target material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184573A (en) * 2019-06-28 2019-08-30 成都先锋材料有限公司 The binding material and binding method of sputtering target material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9859563B2 (en) Carbon nanotube array bonding
Shelimov et al. Composite nanostructures based on template-grown boron nitride nanotubules
Li et al. A 3D-composite structure of FeP nanorods supported by vertically aligned graphene for the high-performance hydrogen evolution reaction
Zhang et al. High rate electrochemical capacitors from three-dimensional arrays of vanadium nitride functionalized carbon nanotubes
Li et al. Carbon nanotube-enhanced growth of silicon nanowires as an anode for high-performance lithium-ion batteries
JP6366305B2 (en) Method for producing graphene
Bogart et al. Lithium ion battery peformance of silicon nanowires with carbon skin
US9705136B2 (en) High capacity energy storage
US8699207B2 (en) Electrodes synthesized from carbon nanostructures coated with a smooth and conformal metal adlayer
Shah et al. Electrochemical double layer capacitor electrodes using aligned carbon nanotubes grown directly on metals
KR101910977B1 (en) Graphene ball structure and method of manufacturing the same
CN110574132B (en) Deposited carbon film on etched silicon for on-chip supercapacitors
WO2018176663A1 (en) Method for preparing electrode material, electrode material and battery
US20200381715A1 (en) Composite material and preparation method thereof
JP2007035811A (en) Electrode using carbon nanotube and its manufacturing method
Hyeong et al. Compacted Laser‐Induced Graphene with Bamboo‐Like Carbon Nanotubes for Transformable Capacitive Energy Storage Electrodes
KR20190019652A (en) Preparation Method for Graphene Nanosphere
Zhu et al. Chemical Vapor Deposition Growth of 2D Transition Metal Dichalcogenides on 3D Substrates toward Electrocatalytic‐Related Applications
JP5831009B2 (en) MICROSTRUCTURE MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL
KR20170046537A (en) Carbide composite and power strage divice
KR20170089312A (en) Silicon carbide composite, method of fabricating the same and power strage divice
KR101779668B1 (en) 3-dimensional carbon composite and preparing method thereof
Wang et al. Si@ C Core–Shell Nanostructure-Based Anode for Li-Ion Transport
US20230274891A1 (en) Direct growth cross-linked carbon nanotubes on microstructured metal substrate for supercapacitor application
JP7163645B2 (en) Carbon nanotube electrode, electricity storage device using the same, and method for producing carbon nanotube composite

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
WITB Written withdrawal of application