KR20200042240A - Layered double hydroxide nanosheet, method for producing the same, and electrode for supercapacitor including the same - Google Patents

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KR20200042240A
KR20200042240A KR1020180122580A KR20180122580A KR20200042240A KR 20200042240 A KR20200042240 A KR 20200042240A KR 1020180122580 A KR1020180122580 A KR 1020180122580A KR 20180122580 A KR20180122580 A KR 20180122580A KR 20200042240 A KR20200042240 A KR 20200042240A
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Abstract

The present invention relates to re-stacked layered double hydroxide (LDH) nanosheets, a method of manufacturing the nanosheets, and an electrode for a supercapacitor comprising the nanosheets. The smaller the charge density of anions added during the re-stacking is, the greater the spacing between nanosheets in the re-stacked LDH nanosheets is, so that the degree of re-stacking of the nanosheets can be reduced.

Description

재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극 {LAYERED DOUBLE HYDROXIDE NANOSHEET, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTRODE FOR SUPERCAPACITOR INCLUDING THE SAME}Re-laminated layered double hydroxide nanosheet, manufacturing method thereof, and electrode for supercapacitor including the same {LAYERED DOUBLE HYDROXIDE NANOSHEET, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTRODE FOR SUPERCAPACITOR INCLUDING THE SAME}

본원은, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조방법, 및 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극에 관한 것이다.The present application relates to an electrode for a supercapacitor comprising a redeposited layered double hydroxide nanosheet, a method for manufacturing the redeposited layered double hydroxide nanosheet, and the redeposited layered double hydroxide nanosheet.

연료의 가격상승, 온난화의 심화에 따라 에너지 소스 저장장치에 대한 연구가 급증하고 있다. 슈퍼캐패시터는 축전용량이 큰 캐패시터로 기존의 캐패시터의 특성 중 전기용량의 성능을 중점적으로 강화된 것으로, 특히 전극 표면의 산화환원을 통해 전하를 축적하는 슈도캐패시터의 경우 급속 충전이 가능하고 높은 충, 방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명을 특성으로 가져 기존의 콘텐서와 이차 전기가 수용하지 못하는 성능 특성 영역을 채울 수 있는 소자로 주목 받고 있다. 슈도캐패시터 전극 물질로는 RuO2가 높은 효율을 나타내지만 가격이 비싸며 자원이 부족하다는 단점을 갖는다. 따라서, 이를 대체할 수 있는 물질을 이용하여 더욱 우수한 슈퍼캐패시터 전극을 제조하는 것에 대한 요구가 있다.As fuel prices rise and warming deepens, research on energy source storage devices is rapidly increasing. Supercapacitor is a capacitor with a large storage capacity, which is an enhancement of the performance of electric capacity among the characteristics of existing capacitors. In particular, in the case of pseudo capacitors that accumulate electric charges through redox of the electrode surface, rapid charging is possible and high charging, It is attracting attention as a device that can fill the performance characteristic area that conventional capacitors and secondary electricity do not accept due to the characteristics of discharge efficiency and semi-permanent cycle life. As a pseudo capacitor electrode material, RuO 2 exhibits high efficiency, but has a disadvantage of high cost and insufficient resources. Accordingly, there is a need for manufacturing a superior supercapacitor electrode using a material that can replace it.

대한민국 공개특허 제 10-2015-0117228호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0117228

본원은, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법, 및 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극을 제공하고자 한다.The present application is to provide an electrode for a supercapacitor comprising a redeposited layered double hydroxide nanosheet, a method for manufacturing the redeposited layered double hydroxide nanosheet, and the redeposited layered double hydroxide nanosheet.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present application are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 층상 이중 수산화물(layered double hydroxide, LDH) 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 박리된 나노시트가 재적층되어 형성된, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 제공한다.The first aspect of the present application, the layered double hydroxide (layered double hydroxide, LDH) is formed by re-stacking the exfoliated nanosheet by adding an anion to a colloid comprising a layered double hydroxide nanosheet exfoliated from the nanosheet A layered double hydroxide nanosheet is provided.

본원의 제 2 측면은, 층상 이중 수산화물 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 나노시트를 재적층하는 것을 포함하는, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application comprises the steps of redepositing the nanosheet by adding an anion to a colloid comprising the layered double hydroxide nanosheet peeled from the layered double hydroxide nanosheet, thereby preparing a redeposited layered double hydroxide nanosheet. Provides a method.

본원의 제 3 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 층상 이중 수산화물 나노시트를 함유하는 전극을 포함하는, 슈퍼캐패시터용 전극을 제공한다.A third aspect of the present application provides an electrode for a supercapacitor, comprising an electrode containing a layered double hydroxide nanosheet according to the first aspect of the present application.

본원의 구현예들에 따르면, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에 있어서, 상기 재적층시 첨가되는 음이온의 전하밀도가 작을수록 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에서 상기 나노시트 간의 간격이 증가하여 상기 나노시트의 재적층되는 정도가 줄어들수 있다. According to embodiments of the present application, in the redeposited layered double hydroxide nanosheet, the smaller the charge density of the anion added during the redeposition, the greater the spacing between the nanosheets in the redeposited layered double hydroxide nanosheet. Thus, the degree of redeposition of the nanosheet may be reduced.

본원의 구현예들에 따르면, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에 있어서, 다양한 수화반경과 전하밀도를 갖는 음이온을 이용하여 상기 나노시트를 재적층하면, 상기 음이온의 종류에 따라 재적층되는 상기 나노시트 한 층의 두께 및 상기 나노시트의 적층되는 정도가 달라져 표면적의 변화와 활성범위의 변화를 야기할 수 있다.According to the embodiments of the present application, in the redeposited layered double hydroxide nanosheet, when the nanosheet is redeposited using anions having various hydration radii and charge densities, the nanoparticles are redeposited according to the type of the anion. The thickness of one layer of the sheet and the degree of lamination of the nanosheets may vary, which may cause a change in surface area and a change in the active range.

본원의 구현예들에 따르면, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극에 있어서, 상기 재적층을 진행한 층상 이중 수산화물 나노시트 물질이 재적층을 진행하지 않은 나노시트보다 더 높은 용량을 보일 수 있다.According to the embodiments of the present application, in the electrode for a supercapacitor comprising the redeposited layered double hydroxide nanosheet, the layered double hydroxide nanosheet material subjected to the redeposition is more than the nanosheet that does not undergo redeposition. It can show high capacity.

본원의 구현예들에 따르면, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극에 있어서, 상기 전하밀도가 작은 음이온으로 재적층할수록 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터용 전극은 더 큰 용량을 보일 수 있다. According to embodiments of the present application, in the electrode for a supercapacitor comprising the redeposited layered double hydroxide nanosheet, the more redeposited with anion having a small charge density, the superimposed layered double hydroxide nanosheet The capacitor electrode may exhibit a larger capacity.

도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, (a) 할로겐 음이온인 X- (Cl-, Br-, I-), 및 (b) CO3 2-, NO3 - 의 재적층된 나노시트의 분말 X-선 회절패턴이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 있어서, 재적층된 나노시트의 전자주사현미경 이미지이다.
도 3은, 본원의 일 구현예에 있어서, 재적층된 나노시트의 에너지 여과 투과 현미경-원소 매핑 이미지이다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 있어서, 재적층된 나노시트의 XANES 결과이다.
도 5는, 본원의 일 구현예에 있어서, (a) 및 (b) CO3 2-와 NO3 -, 및, (c) 내지 (e) 할로겐 음이온인 X- (Cl-, Br-, I-)를 각각 이용하여 합성한 재적층된 나노시트들에 대하여, 순환 전압전류법(Cyclic voltammetry; CV) 방법으로 측정한 재적층된 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터 전극 성능 데이터이다: 스캔 속도는 (a) 5 mV/s, (b) 10 mV/s, (c) 5 mV/s, (d) 10 mV/s, (e) 20 mV/s임.1 is, according to one embodiment of the present application, (a) a halogen anion X - (Cl -, Br - , I -), and (b) CO 3 2-, NO 3 - in the register roll layer nanosheets It is a powder X-ray diffraction pattern.
2 is, in one embodiment of the present application, an electron scanning microscope image of a redeposited nanosheet.
FIG. 3 is an energy filtration transmission microscope-element mapping image of a redeposited nanosheet, in one embodiment of the present application.
4 is, in one embodiment of the present application, the XANES results of the redeposited nanosheets.
Figure 5 is, in one embodiment of the present application, (a) and (b) CO 3 2- and NO 3 -, and, (c) to (e) is a halogen anion X - (Cl -, Br - , I -) a, cyclic voltammetry (cyclic voltammetry with respect to a registered layers of nanosheets synthesized using respectively; a super-capacitor electrode performance data including a registered layers of nanosheets measured by CV) by: scanning speed ( a) 5 mV / s, (b) 10 mV / s, (c) 5 mV / s, (d) 10 mV / s, (e) 20 mV / s.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present application pertains may easily practice. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is “connected” to another part, this includes not only “directly connected” but also “electrically connected” with another element in between. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be “on” another member, this includes not only the case where one member abuts another member, but also the case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.Throughout the present specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless specifically stated to the contrary. The terms “about”, “substantially”, etc., used to the extent of the present specification are used in or at a value close to the value when manufacturing and substance tolerances unique to the stated meaning are given, and the To aid, accurate or absolute figures are used to prevent unconscionable abusers from unduly using the disclosed disclosure. The term “~ (steps)” or “steps of” of the degree used throughout this specification does not mean “steps for ~”.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term “combination (s)” included in the expression of the marki form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the marki form, It means to include one or more selected from the group consisting of the above components.

본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.Throughout this specification, the description of “A and / or B” means “A or B, or A and B”.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments and examples of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 제 1 측면은, 층상 이중 수산화물(layered double hydroxide, LDH) 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 박리된 나노시트가 재적층되어 형성된, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 제공한다.The first aspect of the present application, the layered double hydroxide (layered double hydroxide, LDH) from the colloid comprising a layered double hydroxide nanosheets by adding an anion to the colloid, the exfoliated nanosheets are formed by re-stacking, redeposited A layered double hydroxide nanosheet is provided.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 음이온은 할로겐 음이온인 X-, CO3 2-, 및 NO3 -으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the invention, the anion is a halogen anion X - it is not, but may be selected from the group consisting of, limited to -, CO 3 2-, and NO 3.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 층상 이중 수산화물 나노시트는 하기 일반식 1로서 표시되는 금속 층상 이중 수산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the layered double hydroxide nanosheet may include a metal layered double hydroxide represented by Formula 1 below, but is not limited thereto.

[일반식 1][Formula 1]

[MII (1-x)MIII x(OH)2][An-]x/n·zH2O;[M II (1-x) M III x (OH) 2 ] [A n- ] x / n · zH 2 O;

상기 일반식 1에 있어서,In the general formula 1,

MII는 +2가의 금속 양이온이고,M II is a +2 divalent metal cation,

MIII은 +3가의 금속 양이온이며,M III is a +3 valence metal cation,

An-는 수산화 이온(OH-), 질산 이온(NO3 -), PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음이온이고,A n- is a hydroxyl ion (OH -) is an anion selected from, the group consisting of the combinations thereof, -, nitrate ion (NO 3 -), PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4

0＜x＜1이고,0 <x <1,

n은 1, 2, 또는 3이고,n is 1, 2, or 3,

z는 0.1 내지 15의 수임.z is a number from 0.1 to 15.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 MII는 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하고, 상기 MIII은 Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn3+, Ga3+, Co3+, Ni3+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the M II is Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , and combinations thereof Metal cations selected from the group consisting of, wherein M III is composed of Fe 3+ , Al 3+ , Cr 3+ , Mn 3+ , Ga 3+ , Co 3+ , Ni 3+ , and combinations thereof It may be to include a metal cation selected from the group, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 첨가되는 음이온의 전하밀도가 작을수록 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에서 상기 나노시트 간의 간격이 증가하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 상기 나노시트 간의 간격이 증가함에 따라, 상기 나노시트의 재적층되는 정도가 줄어듬을 확인할 수 있다. In one embodiment of the present application, as the charge density of the anion to be added is small, the spacing between the nanosheets may increase in the redeposited layered double hydroxide nanosheet, but is not limited thereto. In this regard, it can be seen that as the spacing between the nanosheets increases, the degree of redeposition of the nanosheets decreases.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 음이온이 첨가되어 재적층된 상기 모든 물질들은 상기 재적층 후에도 층상 이중 수산화물 나노시트의 구조를 잘 유지하고 있고, 상기 음이온의 전하밀도가 작아질수록 나노시트 간의 간격이 증가하여 상기 나노시트 간의 재적층되는 정도가 줄어듬을 확인할 수 있다.In one embodiment of the present application, all the materials that are redeposited by the addition of the anion maintain the structure of the layered double hydroxide nanosheet well after the redeposition, and as the charge density of the anion decreases, the spacing between the nanosheets This increase can be confirmed that the degree of redeposition between the nanosheets decreases.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 음이온이 첨가되어 합성된 상기 모든 물질들은 상기 나노시트 모양을 가지고 있다.In one embodiment of the present application, all the materials synthesized by adding the anion have the shape of the nanosheet.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트를 분석하였을 때, 상기 재적층시 이용한 상기 음이온 원소들이 모두 골고루 분포되어 있는 것을 통해 상기 재적층시 층간에 상기 음이온들이 잘 존재하고 있는 것을 예상할 수 있다.In one embodiment of the present application, when the redeposited layered double hydroxide nanosheet is analyzed, the anions are well present between the layers during the redeposition through the even distribution of all the anion elements used during the redeposition. Can be expected.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 모든 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트는 박리 이전의 나노시트와 동일한 그래프 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.In one embodiment of the present application, it can be seen that all the re-stacked layered double hydroxide nanosheets have the same graph structure as the nanosheets prior to peeling.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 층상 이중 수산화물은 두 층의 수산화기 사이에 2가와 3가 금속이 포함되어 있어 층간의 음이온을 교환할 수 있다.In one embodiment of the present application, the layered double hydroxide contains bivalent and trivalent metals between two layers of hydroxyl groups, thereby exchanging anions between layers.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 나노시트 물질의 박리 후 다양한 수화반경 및 전하밀도를 갖는 음이온을 이용하여 상기 나노시트를 재적층하면, 상기 음이온의 종류에 따라 상기 재적층되는 나노시트 한 층의 두께 및 상기 나노시트의 재적층되는 정도가 달라져 표면적의 변화와 활성범위 변화를 야기할 수 있다. In one embodiment of the present application, when the nanosheet is redeposited using anions having various hydration radii and charge densities after peeling of the nanosheet material, one layer of the nanosheets to be redeposited according to the type of the anion The thickness and the degree of redeposition of the nanosheets can be varied, causing a change in surface area and a change in the active range.

본원의 제 2 측면은, 층상 이중 수산화물 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 나노시트를 재적층하는 것을 포함하는, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application comprises the steps of redepositing the nanosheet by adding an anion to a colloid comprising the layered double hydroxide nanosheet peeled from the layered double hydroxide nanosheet, thereby preparing a redeposited layered double hydroxide nanosheet. Provides a method.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 음이온은 할로겐 음이온인 X-, CO3 2-, 및 NO3 -으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 음이온을 첨가하는 것은, 상기 음이온을 포함한 염, 예를 들어, 알칼리 금속의 할라이드, 탄산염, 또는 질산염 등을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the anion is a halogen anion X - it is not, but may be selected from the group consisting of, limited to -, CO 3 2-, and NO 3. Adding the anion may include, but is not limited to, a salt containing the anion, for example, an alkali metal halide, carbonate, or nitrate.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 층상 이중 수산화물 나노시트는 하기 일반식 1로서 표시되는 금속 층상 이중 수산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the layered double hydroxide nanosheet may include a metal layered double hydroxide represented by Formula 1 below, but is not limited thereto.

[일반식 1][Formula 1]

[MII (1-x)MIII x(OH)2][An-]x/n·zH2O;[M II (1-x) M III x (OH) 2 ] [A n- ] x / n · zH 2 O;

상기 일반식 1에 있어서,In the general formula 1,

MII는 +2가의 금속 양이온이고,M II is a +2 divalent metal cation,

MIII은 +3가의 금속 양이온이며,M III is a +3 valence metal cation,

An-는 수산화 이온(OH-), 질산 이온(NO3 -), PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음이온이고,A n- is a hydroxyl ion (OH -) is an anion selected from, the group consisting of the combinations thereof, -, nitrate ion (NO 3 -), PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4

0＜x＜1이고,0 <x <1,

n은 1, 2, 또는 3이고,n is 1, 2, or 3,

z는 0.1 내지 15의 수임.z is a number from 0.1 to 15.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 MII는 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하고, 상기 MIII은 Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn3+, Ga3+, Co3+, Ni3+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the M II is Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , and combinations thereof Metal cations selected from the group consisting of, wherein M III is composed of Fe 3+ , Al 3+ , Cr 3+ , Mn 3+ , Ga 3+ , Co 3+ , Ni 3+ , and combinations thereof It may be to include a metal cation selected from the group, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 층상 이중 수산화물 나노시트를 합성한 후에 원심분리하고 세척하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the manufacturing method may further include centrifuging and washing after synthesizing the layered double hydroxide nanosheet, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 세척하는 단계 후에 건조시키는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the manufacturing method may further include drying after the washing step, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 첨가되는 음이온의 전하밀도가 작을수록 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에서 상기 나노시트 간의 간격이 증가하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 나노시트 간의 간격이 증가함에 따라, 상기 나노시트의 재적층되는 정도가 줄어듬을 확인할 수 있다. In one embodiment of the present application, as the charge density of the anion to be added is small, the spacing between the nanosheets may increase in the redeposited layered double hydroxide nanosheet, but is not limited thereto. As the spacing between the nanosheets increases, it can be seen that the degree of redeposition of the nanosheets decreases.

본원의 제 3 측면은 상기 본원의 제 1측면에 따른 층상 이중 수산화물 나노시트를 함유하는 전극을 포함하는, 슈퍼캐패시터용 전극을 제공한다. 본원의 제 3 측면에 따른 슈퍼캐패시터용 전극에 대하여, 본원의 제 1측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.A third aspect of the present application provides an electrode for a supercapacitor, including an electrode containing a layered double hydroxide nanosheet according to the first aspect of the present application. With respect to the electrode for a supercapacitor according to the third aspect of the present application, a detailed description of parts overlapping with the first side of the present application is omitted, but even if the description is omitted, the contents described in the first aspect of the present application are the second of the present application The same can be applied to the side.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 슈퍼캐패시터용 전극의 비정전용량은 700 F/g 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 슈퍼캐패시터용 전극의 비정전용량은 약 700 F/g 이상, 약 800 F/g 이상, 약 900 F/g 이상, 약 1,000 F/g 이상, 약 1,100 F/g 이상, 또는 약 1,200 F/g 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the specific capacitance of the electrode for the supercapacitor may be 700 F / g or more, but is not limited thereto. For example, the specific capacitance of the electrode for the supercapacitor is about 700 F / g or more, about 800 F / g or more, about 900 F / g or more, about 1,000 F / g or more, about 1,100 F / g or more, or about It may be 1,200 F / g or more, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 재적층된 나노시트 간의 간격이 증가함에 따라 상기 나노시트의 재적층 정도가 감소하여 상기 슈퍼캐패시터용 전극의 용량이 증가하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, as the spacing between the redeposited nanosheets increases, the degree of redeposition of the nanosheets decreases, so that the capacity of the electrode for the supercapacitor may be increased, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, CV(cyclic voltammetry) 방법으로 측정한 결과, 상기 재적층을 진행한 층상 이중 수산화물 나노시트 물질이 재적층을 진행하지 않은 나노시트보다 더 높은 용량을 보였다. 또한 전하밀도가 작은 음이온으로 재적층할수록 더 큰 용량을 보였다.In one embodiment of the present application, as a result of measurement by a cyclic voltammetry (CV) method, the layered double hydroxide nanosheet material subjected to the re-lamination showed a higher capacity than the nanosheet without re-lamination. In addition, the larger the capacity was, the more the layer was redeposited with negative charge density.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트가 큰 수화반경을 가져, 작은 전하밀도를 갖는 음이온으로 재적층될 때, 상기 나노시트를 포함한 전극은 더욱 우수한 슈퍼캐패시터 성능을 가질 수 있다. In one embodiment of the present application, when the exfoliated layered double hydroxide nanosheet has a large hydration radius and is redeposited as an anion having a small charge density, the electrode including the nanosheet can have more excellent supercapacitor performance. have.

이하, 본원의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것 일뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples of the present application, but the following examples are merely illustrative for the purpose of understanding the present application, and the contents of the present application are not limited to the following examples.

[실시예] [Example]

<층상 Co-Al LDH 나노시트의 합성><Synthesis of layered Co-Al LDH nanosheets>

Co(NO3)2·6H2O (1.7 g) (회사: Sigma-Aldrich)와 Al(NO3)3·9H2O (1.1 g) (회사: Sigma-Aldrich)를 탄산염이 제거된 3차 증류수 150 mL에 녹인 후, 질소 기체 하에서 30 분간 교반하였다. 상기 교반된 용액에 1M NaOH 용액을 적가하여 용액의 pH를 9.5로 맞춘 후, 질소 기체 하에서 97℃로 5 시간 동안 환류시킨 후 12시간 동안 저어주었다. 그 후, 상기 용액을 탄산염이 제거된 3차 증류수로 세척하였고, 50℃ 진공 오븐에서 충분히 건조시켜 벌크상태의 Co-Al LDH를 수득하였다. 상기 벌크상태의 Co-Al LDH를 1 g/L의 농도가 되도록 포름아미드 (formamide) (회사: JUNSEI)에 넣어준 후에 질소 기체 하에서 이틀 동안 교반시켰다. 원심분리기를 이용하여 상기 용액의 상등액만 수집하여 박리된 Co-Al LDH 나노시트를 합성하였다.Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O (1.7 g) (Company: Sigma-Aldrich) and Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O (1.1 g) (Company: Sigma-Aldrich) with carbonate removed After dissolving in 150 mL of distilled water, the mixture was stirred for 30 minutes under nitrogen gas. 1M NaOH solution was added dropwise to the stirred solution to adjust the pH of the solution to 9.5, refluxed to 97 ° C for 5 hours under nitrogen gas, and stirred for 12 hours. Then, the solution was washed with tertiary distilled water from which the carbonate was removed, and dried sufficiently in a vacuum oven at 50 ° C. to obtain bulk Co-Al LDH. The bulk Co-Al LDH was added to formamide (company: JUNSEI) to a concentration of 1 g / L, followed by stirring under nitrogen gas for two days. The supernatant of the solution was collected using a centrifuge to synthesize peeled Co-Al LDH nanosheets.

<박리된 Co-Al LDH 나노시트의 재적층><Re-deposition of peeled Co-Al LDH nanosheet>

상기 수득된 Co-Al LDH 나노시트 콜로이드 150 mL를 질소 기체 하에서 20 분간 교반시켰다. 이 후 탄산염이 제거된 3차 증류수에 NaCl, NaBr. NaI, Na2CO3, NaNO3를 각각 첨가하여 1 M의 농도를 갖도록 음이온-함유 용액을 100 mL씩 준비하였다. 이후, 상기 교반시키던 Co-Al LDH 나노시트 콜로이드에 안전 깔대기를 이용하여 약 30 분 동안 상기 음이온-함유 용액을 적가하였다. 이후 한 시간 동안 상기 혼합 용액을 교반시킨 후 탄산염이 제거된 3 차 증류수로 불순물을 씻어내고, 50℃ 진공 오븐에서 충분히 건조시켜 상기 다양한 음이온들로 재적층된 Co-Al LDH 나노시트를 합성하였다.150 mL of the obtained Co-Al LDH nanosheet colloid was stirred for 20 minutes under nitrogen gas. Then, NaCl, NaBr. NaI, Na 2 CO 3 , and NaNO 3 were added to prepare 100 mL of anion-containing solutions to have a concentration of 1 M, respectively. Then, the anion-containing solution was added dropwise to the stirred Co-Al LDH nanosheet colloid for about 30 minutes using a safety funnel. Then, after stirring the mixed solution for one hour, impurities were washed with tertiary distilled water from which carbonate was removed, and sufficiently dried in a vacuum oven at 50 ° C. to synthesize Co-Al LDH nanosheets re-deposited with the various anions.

도 1은 (a) 할로겐 음이온인 X- (Cl-, Br-, I-), 및 (b) CO3 2-, NO3 - 의 재적층된 나노시트의 분말 X-선 회절패턴이다. 도 1을 참조하면, 상기 재적층된 Co-Al LDH 나노시트가 상기 재적층 후에도 상기 Co-Al LDH 나노시트의 구조를 잘 유지하고 있음을 알 수 있었고, 상기 음이온의 전하밀도가 작아질수록 상기 나노시트 간의 간격이 증가하여, 상기 나노시트의 재적층 수 (restacking number) 가 감소되는 것도 확인할 수 있다.Figure 1 (a) is a halogen anion X - (Cl -, Br - , I -), and (b) CO 3 2-, NO 3 - is the powder X- ray diffraction pattern of the registered layers of nanosheets. Referring to FIG. 1, it was found that the redeposited Co-Al LDH nanosheet maintains the structure of the Co-Al LDH nanosheet well after the redeposition, and as the charge density of the anion decreases, It can also be seen that the spacing between nanosheets increases, so that the restacking number of the nanosheets decreases.

구체적으로, 도 1(a)를 참조하면, Cl-, Br-, 및 I- 각각을 이용하여 재적층된 나노시트에서 Cl-, Br-, 및 I- 순서로 상기 나노시트 간의 간격이 증가함을 알 수 있고, 도 1(b) 를 참조하면, CO3 2- 및 NO3 - 각각을 이용하여 재적층된 나노시트에서 NO3 -로 재적층된 나노시트가 CO3 2-로 재적층된 나노시트보다 상기 나노시트 간의 간격이 증가함을 알 수 있다. 또한, 상기 나노시트의 재적층 시에 나노시트 간의 간격이 증가함에 따라 상기 나노시트의 재적층 수 (restacking number) 가 감소되는 것도 확인할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1 (a), the spacing between the nanosheets increases in the order of Cl − , Br − , and I − in the nanosheets redeposited using Cl − , Br − , and I − respectively. It can be seen, and referring to FIG. 1 (b), the nanosheets redeposited with NO 3 - in the nanosheets redeposited using CO 3 2- and NO 3 −, respectively, are redeposited with CO 3 2- . It can be seen that the spacing between the nanosheets is increased rather than the nanosheets. In addition, it can be seen that the re-stacking number of the nanosheets decreases as the spacing between the nanosheets increases when the nanosheets are redeposited.

도 2는 재적층된 나노시트의 전자주사현미경 이미지이다. 도 2를 참조하면, 상기 다양한 음이온(Cl-, Br-, I- , CO3 2-, NO3 -) 각각을 이용하여 재적층된 물질들 모두 상기 나노시트 모양을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다.2 is an electron scanning microscope image of a redeposited nanosheet. 2, the various anions (Cl -, Br -, I -, CO 3 2-, NO 3 -) and it was confirmed that all of the registered material layer using each of the nano-sheet has a shape.

도 3은 재적층된 나노시트의 에너지 여과 투과 현미경-원소 매핑 이미지이다. 도 3을 참조하면, 상기 재적층된 나노시트를 분석하였을 때, 상기 재적층 시 이용한 상기 음이온들 모두 골고루 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 상기 재적층시 층 간에 상기 음이온들이 잘 존재하고 있는 것을 예상할 수 있었다.3 is an energy filtration transmission microscope-element mapping image of a redeposited nanosheet. Referring to FIG. 3, when analyzing the re-stacked nanosheet, it was confirmed that all the anions used during the re-stack were evenly distributed, and through this, the anions were well present between the layers during the red-stack. I could expect.

도 4는 재적층된 나노시트의 XANES 결과이다 도 4를 참조하면, 상기 재적층된 Co-Al LDH 나노시트가 상기 박리 이전의 나노시트와 동일한 Co2+ 구조 데이터를 가지는 것을 확인할 수 있었다. FIG. 4 is a XANES result of the redeposited nanosheet. Referring to FIG. 4, it was confirmed that the redeposited Co-Al LDH nanosheet had the same Co 2+ structure data as the nanosheet before the peeling.

<재적층된 Co-Al LDH-나노시트의 슈퍼캐패시터 전극성능 테스트><Supercapacitor electrode performance test of redeposited Co-Al LDH-nanosheet>

상기에서 합성된 재적층된 Co-Al LDH 나노시트를 전극물질로 이용하여 아세틸렌 블랙(acetylene black), PVDF와 80:15:5의 중량비로 혼합한 후, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) (NMP) 용액과 혼합하였고, 상기 수득된 물질을 Ni 폼(foam)에 1 cm2 로 로딩한 후 80℃에서 2 시간 동안 오븐에서 건조시켰다. 건조 후 1.0 M KOH용액에서 SCE 전극과 Pt 와이어와 함께 3 전극 시스템을 형성하여 슈퍼캐패시터 성능 테스트를 하였다 (스캔 속도: 5 mV/s). After using the redeposited Co-Al LDH nanosheet synthesized in the above as an electrode material, after mixing with acetylene black, PVDF in a weight ratio of 80: 15: 5, N-methyl-2-pyrrolidone ( N-methyl-2-pyrrolidone) (NMP) was mixed with the solution, and the obtained material was loaded with Ni foam in 1 cm 2 and then dried in an oven at 80 ° C. for 2 hours. After drying, a three-electrode system was formed with a SCE electrode and a Pt wire in a 1.0 M KOH solution to perform a supercapacitor performance test (scan speed: 5 mV / s).

도 5는, 본원의 일 구현예에 있어서, (a) 및 (b) CO3 2-와 NO3 -, 및, (c) 내지 (e) 할로겐 음이온인 X- (Cl-, Br-, I-)를 각각 이용하여 합성한 재적층된 나노시트들에 대하여, 순환 전압전류법(Cyclic voltammetry; CV) 방법으로 측정한 재적층된 나노시트를 포함하는 슈퍼캐패시터 전극 성능 데이터이며, 스캔 속도는 각각 (a) 5 mV/s, (b) 10 mV/s, (c) 5 mV/s, (d) 10 mV/s, (e) 20 mV/s이었다.Figure 5 is, in one embodiment of the present application, (a) and (b) CO 3 2- and NO 3 -, and, (c) to (e) is a halogen anion X - (Cl -, Br - , I -) a with respect to a registered layers of nanosheets synthesized using each of cyclic voltammetry (cyclic voltammetry; CV) is a super-capacitor electrode performance data method includes a registered layers of nanosheets measurement, the scan rate, respectively (a) 5 mV / s, (b) 10 mV / s, (c) 5 mV / s, (d) 10 mV / s, and (e) 20 mV / s.

도 5를 참조하면, CV(cyclic voltammetry) 방법으로 측정한 결과, 상기 재적층을 진행한 Co-Al LDH 나노시트 물질을 포함한 전극이 재적층을 진행하지 않은 나노시트를 포함한 전극보다 더 높은 용량을 보임을 알 수 있었다. 또한 전하밀도가 작은 음이온으로 상기 나노시트를 재적층할 수록 더 큰 용량을 보임을 알 수 있었다. Referring to FIG. 5, as a result of measuring by a cyclic voltammetry (CV) method, the electrode containing the Co-Al LDH nanosheet material subjected to the re-lamination has a higher capacity than the electrode containing the nanosheet without re-lamination. I could see it. In addition, it was found that the larger the capacity was, the more the nanosheets were re-deposited with negative charge density.

구체적으로, 도 5(a)는 스캔 속도 5 mV/s에서 측정된 데이터로서, 재적층하지 않은 나노시트보다 CO3 2- 및 NO3 - 각각을 이용하여 재적층된 나노시트가 더 높은 용량을 보임을 나타낸다. 또한, 상기 CO3 2- 및 NO3 - 각각을 이용하여 재적층된 나노시트 중에서 NO3 -로 재적층한 나노시트가 CO3 2-로 재적층한 나노시트보다 더 높은 용량을 보임을 알 수 있다. 도 5(b)는 스캔 속도 10 mV/s에서 측정된 데이터로서, 상기 스캔 속도 5 mV/s에서 측정한 도 5(a)와 동일한 경향성을 나타내었다.Specifically, FIG. 5 (a) is data measured at a scan rate of 5 mV / s, and the re-stacked nanosheets using CO 3 2- and NO 3 − respectively have higher capacity than the non-restacked nanosheets. It is visible. In addition, it can be seen that the nanosheets redeposited with NO 3 - among the nanosheets redeposited using CO 3 2- and NO 3 - respectively show higher capacity than the nanosheets redeposited with CO 3 2- . have. FIG. 5 (b) is data measured at a scan speed of 10 mV / s, and exhibits the same tendency as in FIG. 5 (a) measured at the scan speed of 5 mV / s.

도 5(c)는 스캔 속도 5 mV/s에서 측정된 데이터로서, 재적층하지 않은 나노시트보다 Cl-, Br- 및 I- 각각을 이용하여 재적층된 나노시트가 더 높은 용량을 보임을 나타낸다. 상기 Cl-, Br- 및 I- 각각을 이용하여 재적층된 나노시트 중에서 Cl-, Br- 및 I- 의 순서로 더 높은 용량을 보임을 알 수 있다. 도 5(d) 및 도 5(e)는 스캔 속도 10 mV/s 및 20 mV/s 에서 각각 측정된 데이터로서, 상기 스캔 속도 5 mV/s에서 측정한 도 5(c)와 동일한 경향성을 나타내었다.Figure 5 (c) are, Cl than nanosheets did not floor registered as the measured data at the scan rate 5 mV / s - denotes a show a higher capacity of nanosheets enrolled layer using each -, Br - and I . The Cl -, Br - and I - it can be seen that show a higher capacity in the order of - in the nano-layer sheet registered with each Cl -, Br - and I. 5 (d) and 5 (e) are data measured at scan speeds of 10 mV / s and 20 mV / s, respectively, and show the same tendency as in FIG. 5 (c) measured at the scan speed of 5 mV / s. Did.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present application pertains will understand that it is possible to easily modify to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims, which will be described later, rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present application.

Claims (11)

층상 이중 수산화물(layered double hydroxide, LDH) 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 박리된 나노시트가 재적층되어 형성된,
재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트.
Formed by re-stacking the exfoliated nanosheet by adding an anion to a colloid containing the layered double hydroxide nanosheet exfoliated from the layered double hydroxide (LDH) nanosheet,
Re-laminated layered double hydroxide nanosheets.
제 1 항에 있어서,
상기 음이온은 할로겐 음이온인 X-, CO3 2-, 및 NO3 -으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트.
According to claim 1,
The anion is a halogen anion of X - is, enrolled layer layered double hydroxide nano-sheet is selected from the group consisting of -, CO 3 2-, and NO 3.
제 1 항에 있어서,
상기 첨가되는 음이온의 전하밀도가 작을수록 상기 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트에서 상기 나노시트 간의 간격이 증가하는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트.
According to claim 1,
The smaller the charge density of the added anion, the greater the spacing between the nanosheets in the layered double hydroxide nanosheets, redeposited layered double hydroxide nanosheets.
제 1 항에 있어서,
상기 층상 이중 수산화물 나노시트는 하기 일반식 1로서 표시되는 금속 층상 이중 수산화물을 포함하는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트.
[일반식 1]
[MII (1-x)MIII x(OH)2][An-]x/n·zH2O;
상기 일반식 1에 있어서,
MII는 +2가의 금속 양이온이고,
MIII은 +3가의 금속 양이온이며,
An-는 OH-, NO3 -, PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음이온이고,
0＜x＜1이고,
n은 1, 2, 또는 3이고,
z는 0.1 내지 15의 수임.
According to claim 1,
The layered double hydroxide nanosheet is to include a metal layered double hydroxide represented by the following general formula 1, re-layered layered double hydroxide nanosheets.
[Formula 1]
[M II (1-x) M III x (OH) 2 ] [A n- ] x / n · zH 2 O;
In the general formula 1,
M II is a +2 divalent metal cation,
M III is a +3 valence metal cation,
A n- is OH - is an anion selected from, the group consisting of the combinations thereof, -, NO 3 -, PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4
0 <x <1,
n is 1, 2, or 3,
z is a number from 0.1 to 15.
제 1 항에 있어서,
상기 MII는 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하고, 상기 MIII은 Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn3+, Ga3+, Co3+, Ni3+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트.
According to claim 1,
The M II is a metal cation selected from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , and combinations thereof. and wherein M III comprises a metal cation selected from the group consisting of Fe 3+, Al 3+, Cr 3+ , Mn 3+, Ga 3+, Co 3+, Ni 3+, and the combination thereof The layered double hydroxide nanosheets are redeposited.
층상 이중 수산화물 나노시트로부터 박리된 층상 이중 수산화물 나노시트를 포함하는 콜로이드에 음이온을 첨가하여 상기 나노시트를 재적층하는 것
을 포함하는, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법.
Re-laminating the nanosheet by adding an anion to a colloid containing the layered double hydroxide nanosheet peeled from the layered double hydroxide nanosheet
The method of manufacturing a redeposited layered double hydroxide nanosheet comprising a.
제 6 항에 있어서,
상기 음이온은 할로겐 음이온인 X-, CO3 2-, 및 NO3 -으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법.
The method of claim 6,
The anion is a halogen anion of X -, CO 3 2-, and NO 3 - as a method of manufacturing a, implicitly layer layered double hydroxide nano-sheet is selected from the group consisting.
제 6 항에 있어서,
상기 층상 이중 수산화물 나노시트는 하기 일반식 1로서 표시되는 금속 층상 이중 수산화물을 포함하는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법:
[일반식 1]
[MII (1-x)MIII x(OH)2][An-]x/n·zH2O;
상기 일반식 1에 있어서,
MII는 +2가의 금속 양이온이고,
MIII은 +3가의 금속 양이온이며,
An-는 OH-, NO3 -, PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음이온이고,
0＜x＜1이고,
n은 1, 2, 또는 3이고,
z는 0.1 내지 15의 수임.
The method of claim 6,
The layered double hydroxide nanosheet comprising a metal layered double hydroxide represented by the following general formula 1, a method for producing a redeposited layered double hydroxide nanosheet:
[Formula 1]
[M II (1-x) M III x (OH) 2 ] [A n- ] x / n · zH 2 O;
In the general formula 1,
M II is a +2 divalent metal cation,
M III is a +3 valence metal cation,
A n- is OH - is an anion selected from, the group consisting of the combinations thereof, -, NO 3 -, PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4
0 <x <1,
n is 1, 2, or 3,
z is a number from 0.1 to 15.
제 6 항에 있어서,
상기 MII는 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하고, 상기 MIII은 Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn3+, Ga3+, Co3+, Ni3+, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것인, 재적층된 층상 이중 수산화물 나노시트의 제조 방법.
The method of claim 6,
The M II is a metal cation selected from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , and combinations thereof. and wherein M III comprises a metal cation selected from the group consisting of Fe 3+, Al 3+, Cr 3+ , Mn 3+, Ga 3+, Co 3+, Ni 3+, and the combination thereof The method of manufacturing a redeposited layered double hydroxide nanosheet.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 층상 이중 수산화물 나노시트를 함유하는 전극을 포함하는, 슈퍼캐패시터용 전극.
An electrode for a supercapacitor comprising an electrode containing the layered double hydroxide nanosheet according to any one of claims 1 to 5.
제 10 항에 있어서,
상기 재적층된 나노시트 간의 간격이 증가함에 따라 상기 나노시트의 재적층 정도가 감소하여 상기 슈퍼캐패시터용 전극의 용량이 증가하는 것인, 슈퍼캐패시터용 전극.
The method of claim 10,
As the spacing between the redeposited nanosheets increases, the degree of redeposition of the nanosheets decreases, thereby increasing the capacity of the electrode for the supercapacitor, the supercapacitor electrode.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031189A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 National Institute For Materials Science Method for peeling layered double hydroxide, double hydroxide nanosheet, composite thin film material thereof, method for producing the same, and method for producing layered double hydroxide thin film material
KR20100097838A (en) * 2009-02-27 2010-09-06 이화여자대학교 산학협력단 3-d structured layered metal double hydroxide-based reservoir, the preparation method thereof and controled-release fertilizer comprising said 3-d structured layered metal double hydroxide-based reservoir
KR20150117228A (en) 2014-04-09 2015-10-19 이화여자대학교 산학협력단 Super capacitor electrode material and preparing method thereof
KR20160023793A (en) * 2013-07-25 2016-03-03 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드 Anion-conducting material and method for manufacturing same
US20160172120A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Energy storage device based on nanocrystals including metal oxide rescaled by lithiation and supercapacitor using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031189A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 National Institute For Materials Science Method for peeling layered double hydroxide, double hydroxide nanosheet, composite thin film material thereof, method for producing the same, and method for producing layered double hydroxide thin film material
KR20100097838A (en) * 2009-02-27 2010-09-06 이화여자대학교 산학협력단 3-d structured layered metal double hydroxide-based reservoir, the preparation method thereof and controled-release fertilizer comprising said 3-d structured layered metal double hydroxide-based reservoir
KR20160023793A (en) * 2013-07-25 2016-03-03 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드 Anion-conducting material and method for manufacturing same
KR20150117228A (en) 2014-04-09 2015-10-19 이화여자대학교 산학협력단 Super capacitor electrode material and preparing method thereof
US20160172120A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Energy storage device based on nanocrystals including metal oxide rescaled by lithiation and supercapacitor using the same

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