KR20240071202A - Method for conductive additive introducing hydrophilic functional group, and conductive additive prepared thereby, electrode using same and aqueous battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기용매를 사용하지 않는 수계 전지에 적합하도록 친수성이 향상된 도전재에 관한 것으로, 도전재에 염기성 수용액으로 처리하여 표면에 친수성 작용기를 도입함으로써 도전재의 친수성이 향상된 친수성 도전재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 친수성 도전재, 이를 이용한 전극 및 수계 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive material with improved hydrophilicity suitable for aqueous batteries that do not use organic solvents. A method for producing a hydrophilic conductive material with improved hydrophilicity by treating the conductive material with a basic aqueous solution to introduce a hydrophilic functional group to the surface, and the same. It relates to hydrophilic conductive materials manufactured by, electrodes and aqueous batteries using the same.
Description
본 발명은 친수성이 향상되도록 친수성 작용기를 도입한 친수성 도전재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 친수성 도전재, 이를 이용한 전극 및 수계 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a hydrophilic conductive material into which a hydrophilic functional group is introduced to improve hydrophilicity, a hydrophilic conductive material produced thereby, and an electrode and aqueous battery using the same.
인류의 지속적인 화석 연료 사용으로 인한 온실효과에 따른 지구 온도 상승으로 해수면 상승, 이상기후 발생 등 인류는 지구 온난화로 인한 직접적인 위협에 직면하고 있다. 그에 따라, 기후 위기의 심각성을 깨닫고, 전 세계적으로 기존의 화석 연료를 이용한 발전량을 제한하고, 태양광, 풍력 등 재생에너지를 이용한 발전량을 늘리고 있다. 그러나, 재생에너지는 발전량이 자연 환경에 따라 결정되어 간헐적이고 예측이 어려워 이를 안정적으로 사용하기 위해서는 전력을 저장하고 필요한 때에 쓸 수 있는 에너지 저장 장치가 필수적이다.Humanity is facing direct threats from global warming, such as rising sea levels and abnormal climates due to the rise in global temperature caused by the greenhouse effect caused by humanity's continued use of fossil fuels. Accordingly, realizing the seriousness of the climate crisis, the world is limiting the amount of power generation using existing fossil fuels and increasing the amount of power generation using renewable energy such as solar and wind power. However, the amount of renewable energy generated is determined by the natural environment, so it is intermittent and unpredictable, so in order to use it stably, an energy storage device that can store power and use it when needed is essential.
에너지 저장 장치 중 리튬이온 전지는 에너지 변환효율이 높고, 출력 및 수명 특성이 우수하여 가장 널리 이용되고 있다. 하지만, 리튬이온 전지는 높은 전압과 출력을 발현하기 위해 유기용매를 전해액으로 사용하여 화재 위험성이 매우 높다. 더욱이, 배터리 성능이 향상됨에 따라 화재 위험성은 더욱 높아져 현재까지 에너지 저장 장치의 화재 사고는 대부분이 리튬이온 전지 발화에 의해 발생하고 있다.Among energy storage devices, lithium-ion batteries are the most widely used due to their high energy conversion efficiency and excellent output and lifespan characteristics. However, lithium-ion batteries use organic solvents as electrolytes to produce high voltage and output, so the risk of fire is very high. Moreover, as battery performance improves, the risk of fire increases, and to date, most fire accidents in energy storage devices are caused by lithium-ion battery ignition.
이러한 단점을 극복하기 위해 유기용매가 아닌 수용액의 전해액을 이용하여 화재 위험성이 없는 수계 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 수계 전지는 물을 전해질의 용매로 이용하기 때문에 전지의 단락 시에도 발화 위험이 없어 안전한 구동이 보장된다. 게다가, 사용하는 전극에 따라 다가 이온을 활용해 이온 하나당 여러 개의 전자를 이용하여 높은 에너지밀도 구현의 잠재력을 가지고 있으며, 전지 제조 환경에서 수분의 제어가 필요하지 않아 공정 비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 기존의 리튬이온 전지에 비해 낮은 작동 전압과 이로 인한 낮은 에너지밀도는 기술의 상용화에 있어 걸림돌로 작용하고 있다.To overcome these shortcomings, research is being actively conducted on aqueous batteries that do not pose a fire risk by using aqueous electrolytes rather than organic solvents. Because water-based batteries use water as a solvent for the electrolyte, there is no risk of ignition even when the battery is short-circuited, ensuring safe operation. In addition, it has the potential to realize high energy density by using multiple electrons per ion by using multivalent ions depending on the electrode used, and has the advantage of significantly reducing process costs by not requiring moisture control in the battery manufacturing environment. there is. However, compared to existing lithium-ion batteries, the low operating voltage and resulting low energy density act as obstacles to commercialization of the technology.
이차전지를 구성하는 핵심 요소는 양극, 음극, 전해액, 분리막으로써, 이를 전지의 4대 요소로 부른다. 이 중 양극은 전지의 이론적인 용량과 전압을 결정하는 매우 중요한 요소로써, 더욱 자세하게는 전지의 반응에 직접 참여하는 활물질과 전극의 전도성 향상을 위한 도전재, 전극의 각 구성 성분들이 결착되어 유지될 수 있게 하는 바인더로 구성된다. 특히, 도전재는 전극의 전하 통로로써, 전극에서 활물질 입자 간 또는 집전체와의 전도도를 향상시키고 바인더가 부도체로 작용하는 것을 방지하는 역할을 한다.The key elements that make up a secondary battery are the anode, cathode, electrolyte, and separator, which are called the four major elements of a battery. Among these, the positive electrode is a very important element that determines the theoretical capacity and voltage of the battery. In more detail, the active material that directly participates in the battery reaction, the conductive material to improve the conductivity of the electrode, and the bond and maintenance of each component of the electrode. It consists of a binder that allows In particular, the conductive material serves as a charge path for the electrode, improving conductivity between active material particles in the electrode or between the current collector and preventing the binder from acting as an insulator.
현재까지 개발된 도전재 중 탄소계 도전재가 비중이 작고 도전율이 높은 장점이 있어 가장 널리 사용되고 있다. 탄소계 도전재는 소수성으로 전극 및 전지의 제조에 있어 유기용매를 사용하여 분산과 혼합이 수월하게 이루어지고, 전해액에 대한 젖음성이 우수하지만, 유기용매 대신 수용액을 전해액으로 사용하는 수계 전지에 있어서는 전해액에 대한 전극의 젖음성 및 전극 내부로의 침투성이 떨어지게 된다. 도전재가 분산과 혼합이 충분히 이루어지지 않고, 전극의 전해액에 대한 젖음성이 떨어지는 경우, 전극에서 전하 이동의 불균형으로 인해 전극의 성능 발현이 어렵고, 전지 사용에 따른 저항의 상승으로 수명 특성이 떨어지는 문제가 발생한다.Among the conductive materials developed to date, carbon-based conductive materials are the most widely used due to their small specific gravity and high conductivity. Carbon-based conductive materials are hydrophobic, so they can be easily dispersed and mixed using organic solvents in the manufacture of electrodes and batteries, and have excellent wettability for electrolytes. However, in water-based batteries that use aqueous solutions instead of organic solvents as electrolytes, they are The wettability of the electrode and the permeability into the interior of the electrode decrease. If the conductive material is not sufficiently dispersed and mixed and the wettability of the electrode to the electrolyte solution is poor, it is difficult to develop the performance of the electrode due to the imbalance of charge movement in the electrode, and the lifespan characteristic is reduced due to an increase in resistance due to battery use. Occurs.
상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 수계 전지에 적합하도록 소수성의 탄소계 도전재를 염기성 수용액으로 처리하여 표면에 친수성 작용기를 도입함으로써 도전재의 친수성이 향상된 친수성 도전재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 친수성 도전재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Taking the above into consideration, the present invention provides a method for producing a hydrophilic conductive material with improved hydrophilicity of the conductive material by treating a hydrophobic carbon-based conductive material with a basic aqueous solution to introduce a hydrophilic functional group to the surface to make it suitable for an aqueous battery, and a hydrophilic conductive material produced thereby. The purpose is to provide resources.
또한, 표면에 친수성 작용기가 도입되어 친수성이 향상된 상기 친수성 도전재를 전극 및 수계 전지 제조에 적용하여 수용액의 전해액에 대한 젖음성을 높임으로써, 수계 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 전극 및 수계 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the hydrophilic conductive material, whose hydrophilicity is improved by introducing a hydrophilic functional group on the surface, can be applied to the manufacture of electrodes and water-based batteries to improve the lifespan characteristics of the water-based battery by increasing the wettability of the aqueous electrolyte solution. The purpose is to provide
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친수성 도전재 제조방법은, (a) 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물을 물에 용해시켜 염기성 수용액을 제조하는 단계, (b) 상기 염기성 수용액에 도전재를 첨가하고 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, (c) 수열합성법을 통해 상기 혼합물로부터 친수성 작용기가 도입된 친수성 도전재를 형성하는 단계, (d) 상기 친수성 도전재를 세척하는 단계, 및 (e) 상기 세척된 친수성 도전재를 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention to achieve the above object includes (a) dissolving an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide in water to prepare a basic aqueous solution, (b) adding a conductive material to the basic aqueous solution. preparing a mixture by adding and mixing, (c) forming a hydrophilic conductive material into which a hydrophilic functional group is introduced from the mixture through hydrothermal synthesis, (d) washing the hydrophilic conductive material, and (e) the above It is characterized by comprising the step of drying the washed hydrophilic conductive material.
본 발명의 친수성 도전재 제조방법에서 상기 알칼리금속 수산화물은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함한 것을 사용할 수 있으며, 상기 알칼리토금속 수산화물은 마그네슘(Mg) 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 것을 사용할 수 있다.In the method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention, the alkali metal hydroxide contains one or more alkali metals selected from the group consisting of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), rubidium (Rb), and cesium (Cs). may be used, and the alkaline earth metal hydroxide may be one containing at least one alkali metal selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba).
본 발명의 친수성 도전재 제조방법에서 상기 도전재는 흑연, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 카본 블랙으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.In the method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention, the conductive material may be any one or more selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes, graphene, and carbon black.
본 발명의 친수성 도전재 제조방법에서 상기 수열합성법은 373 K 내지 523 K 온도로 수행할 수 있다.In the method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention, the hydrothermal synthesis method can be performed at a temperature of 373 K to 523 K.
또한 본 발명에 따른 친수성 도전재는 전술된 친수성 도전재 제조방법에 의해 제조될 수 있다.Additionally, the hydrophilic conductive material according to the present invention can be manufactured by the hydrophilic conductive material manufacturing method described above.
본 발명의 친수성 도전재는 SEM-EDS(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometer)의 표면 원소 분포 분석 결과가 산소 함량이 6.0% 내지 10.0%이고, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)의 표면 원소 분석 결과가 산소 함량이 1.0% 내지 10.0%이고, XPS의 표면 작용기 분석 결과가 친수성 작용기의 함량이 10.0% 내지 80.0%인 것이 바람직하다.The hydrophilic conductive material of the present invention has an oxygen content of 6.0% to 10.0% according to the surface element distribution analysis result of SEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometer), and the surface element analysis result of XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) shows oxygen content. It is preferable that the content is 1.0% to 10.0%, and the surface functional group analysis result of XPS indicates that the content of hydrophilic functional groups is 10.0% to 80.0%.
또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 전극 제조방법은 친수성 도전재, 바인더 및 전극 활물질을 혼합하여 전극 슬러리를 제조하는 단계, 상기 전극 슬러리를 집전체 위에 코팅하는 단계, 및 상기 집전체 위에 코팅된 전극 슬러리를 건조하여 전극을 제조하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 친수성 도전재는 전술된 친수성 도전재 제조방법으로 제조된 것을 사용한다.In order to achieve another object, the electrode manufacturing method of the present invention includes the steps of preparing an electrode slurry by mixing a hydrophilic conductive material, a binder, and an electrode active material, coating the electrode slurry on a current collector, and coating the electrode slurry on the current collector. It may include manufacturing an electrode by drying the electrode slurry, where the hydrophilic conductive material is used as the hydrophilic conductive material prepared by the hydrophilic conductive material manufacturing method described above.
또한, 본 발명에 따른 전극은 전술된 전극 제조방법에 의해 제조될 수 있다.Additionally, the electrode according to the present invention can be manufactured by the electrode manufacturing method described above.
또한, 본 발명에 따른 수계 전지는 상기 전술된 전극 제조방법으로 제조된 전극을 포함하여 구성할 수 있다.Additionally, the aqueous battery according to the present invention may be configured to include an electrode manufactured by the electrode manufacturing method described above.
본 발명의 친수성 도전재는 소수성 도전재에 염기성 수용액 처리를 통해 도전재 표면에 친수성 작용기를 도입하여 개질함으로써, 도전재의 친수성을 향상시킬 수 있다.The hydrophilic conductive material of the present invention can improve the hydrophilicity of the hydrophobic conductive material by introducing a hydrophilic functional group to the surface of the conductive material and modifying it by treating the hydrophobic conductive material with a basic aqueous solution.
도전재의 친수성 향상에 따른 수계 전지 전극의 전해질 젖음성이 개선되며, 본 발명의 친수성 도전재 이용에 따른 수계 전지의 수명 특성이 향상되는 효과가 있다.As the hydrophilicity of the conductive material is improved, the electrolyte wettability of the water-based battery electrode is improved, and the lifespan characteristics of the water-based battery are improved by using the hydrophilic conductive material of the present invention.
도 1은 본 발명의 친수성 도전재 제조방법에 따라 도전재의 염기성 수용액 처리를 통한 도전재에 친수성 작용기가 도입된 모습을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 친수성 도전재 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 친수성 도전재를 이용한 전극 제조 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1에 따른 도전재 표면의 형상과 원소 분포 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 도전재 표면의 형상과 원소 분포 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 1에 따른 도전재 표면 원소 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 비교예 1에 따른 도전재의 표면 작용기 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 도전재의 표면 작용기 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 비교예 2에 따른 전극에서 수용액의 전해액 접촉각을 관찰한 결과이다.
도 10은 실시예 2에 따른 전극에서 수용액의 전해액 접촉각을 관찰한 결과이다.
도 11은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 1에 따른 도전재를 적용한 수계 전지 코인셀의 전기화학적 특성 평가 결과를 나타낸 것이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the introduction of a hydrophilic functional group into a conductive material through treatment of the conductive material with a basic aqueous solution according to the method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention.
Figure 2 is a flowchart of the method for manufacturing a hydrophilic conductive material of the present invention.
Figure 3 is a flow chart of an electrode manufacturing method using the hydrophilic conductive material of the present invention.
Figure 4 shows the results of observing the shape and element distribution of the surface of the conductive material according to Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 5 shows the results of observing the shape and element distribution of the surface of the conductive material according to Example 1 of the present invention.
Figure 6 shows the results of analysis of surface elements of the conductive material according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
Figure 7 shows the results of surface functional group analysis of the conductive material according to Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 8 shows the results of surface functional group analysis of the conductive material according to Example 1 of the present invention.
Figure 9 shows the results of observing the contact angle of the electrolyte solution in the electrode according to Comparative Example 2.
Figure 10 shows the results of observing the contact angle of an aqueous electrolyte solution on the electrode according to Example 2.
Figure 11 shows the results of electrochemical property evaluation of an aqueous battery coin cell using the conductive material according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
이하 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조로 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 친수성 도전재 제조방법에 따라 도전재의 염기성 수용액 처리를 통한 도전재에 친수성 작용기가 도입된 모습을 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the introduction of a hydrophilic functional group into a conductive material through treatment of the conductive material with a basic aqueous solution according to the method for producing a hydrophilic conductive material of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 소수성의 탄소계 도전재를 염기성 수용액으로 화학적 처리하여 도전재 표면에 수산기(hydroxyl group, -OH), 에테르기(ether group, C-O-C), 카르복시기(carboxyl group, COOH) 등의 친수성 작용기를 도입함으로써, 도전재의 친수성을 향상시키는 것이다.As shown in Figure 1, a general hydrophobic carbon-based conductive material is chemically treated with a basic aqueous solution to form a hydroxyl group (-OH), an ether group (C-O-C), and a carboxyl group (COOH) on the surface of the conductive material. ) By introducing hydrophilic functional groups such as ), the hydrophilicity of the conductive material is improved.
본 명세서에서 '친수성 도전재'란 도전재 표면에 친수성 작용기를 도입한 도전재를 의미한다.In this specification, ‘hydrophilic conductive material’ refers to a conductive material that has a hydrophilic functional group introduced to the surface of the conductive material.
도 2는 본 발명의 친수성 도전재 제조방법의 순서도이다.Figure 2 is a flowchart of the method for manufacturing a hydrophilic conductive material of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 친수성 도전재 제조방법은, (a) 염기성 수용액을 제조하는 단계(S110), (b) 염기성 수용액에 도전재를 첨가하고 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S120), (c) 수열합성법으로 친수성 도전재를 형성하는 단계(S130), (d) 친수성 도전재를 세척하는 단계(S140), 및 (e) 친수성 도전재를 건조하는 단계(S150)을 포함한다.As shown in Figure 2, the method for producing a hydrophilic conductive material includes (a) preparing a basic aqueous solution (S110), (b) adding a conducting material to the basic aqueous solution and mixing to prepare a mixture (S120), ( c) forming a hydrophilic conductive material by hydrothermal synthesis (S130), (d) washing the hydrophilic conductive material (S140), and (e) drying the hydrophilic conductive material (S150).
상기 (a) 단계(S110)는 친수성 도전재를 형성하는데 필요한 염기성 용액을 제조하는 것으로, 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물을 물에 용해시켜 염기성 수용액을 제조한다.Step (a) (S110) is to prepare a basic solution necessary to form a hydrophilic conductive material, and prepare a basic aqueous solution by dissolving an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide in water.
상기 알킬리금속 수화물 또는 알칼리토금속 수산화물은 화학식이 XOH 또는 X(OH)2로 표현되는 수화물이며, 화학식에서 X는 알칼리금속 또는 알칼리토금속이다.The alkali metal hydrate or alkaline earth metal hydroxide is a hydrate whose chemical formula is expressed as XOH or
상기 알칼리금속은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 상기 알칼리토금속은 마그네슘(Mg) 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The alkali metal may be one or more selected from the group consisting of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), rubidium (Rb), and cesium (Cs), and the alkaline earth metal may be magnesium (Mg), calcium, Any one or more selected from the group consisting of (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) may be used.
상기 (b) 단계(S120)는 상기 (a) 단계(S110)을 통해 제조된 염기성 수용액에 도전재를 첨가하고 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계이다.Step (b) (S120) is a step of preparing a mixture by adding and mixing a conductive material to the basic aqueous solution prepared through step (a) (S110).
상기 도전재는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 나노튜브나 플러렌 등의 탄소 유도체, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유 등의 도전성 소재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄소계 도전재로 흑연, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 카본 블랙으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.The conductive material includes graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black, such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive materials such as carbon derivatives such as carbon nanotubes and fullerenes, and conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers can be used. Preferably, the carbon-based conductive material is a group consisting of graphite, carbon nanotubes, graphene, and carbon black. Any one or more selected from can be used.
상기 (c) 단계(S130)는 수열합성법을 통해 상기 (b) 단계(S120)에서 제조된 혼합물로부터 친수성 작용기가 도입된 친수성 도전재를 형성하는 단계이다.Step (c) (S130) is a step of forming a hydrophilic conductive material into which a hydrophilic functional group is introduced from the mixture prepared in step (b) (S120) through hydrothermal synthesis.
상기 (c) 단계(S130)는, 상기 혼합물을 373 K 내지 523 K 온도 범위에서 수열합성하여 도전재 표면에 친수성 작용기가 도입된 친수성 도전재를 합성한다.In step (c) (S130), the mixture is hydrothermally synthesized at a temperature range of 373 K to 523 K to synthesize a hydrophilic conductive material in which a hydrophilic functional group is introduced to the surface of the conductive material.
상기 (d) 단계(S140)는 상기 (c) 단계(S130)를 통해 형성된 친수성 도전재를 증류수로 세척하여 미반응물 및 기타 불순물을 제거하는 세척 단계이다.Step (d) (S140) is a washing step in which unreacted substances and other impurities are removed by washing the hydrophilic conductive material formed through step (c) (S130) with distilled water.
상기 (e) 단계(S150)는 상기 (d) 단계(S140)에서 세척이 끝난 친수성 도전재를 건조하는 단계이다.Step (e) (S150) is a step of drying the hydrophilic conductive material that has been washed in step (d) (S140).
도 3은 본 발명의 친수성 도전재를 이용한 전극 제조방법의 순서도이다.Figure 3 is a flowchart of an electrode manufacturing method using the hydrophilic conductive material of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 친수성 도전재를 이용하는 전극 제조방법은 상기 친수성 도전재, 활물질 및 바인더를 혼합하여 슬러리 형태의 혼합물을 만드는 단계(S210), 상기 슬러리 형태의 혼합물을 집전체 위에 코팅하는 단계(S220), (c) 상기 혼합물과 집전체의 합제를 건조하는 단계(S230)를 포함하여, 전극을 제조한다.As shown in Figure 3, the electrode manufacturing method using the hydrophilic conductive material of the present invention includes the step of mixing the hydrophilic conductive material, the active material, and the binder to create a slurry-type mixture (S210), and placing the slurry-type mixture on the current collector. An electrode is manufactured, including the step of coating (S220) and (c) drying the mixture of the mixture and the current collector (S230).
상기 S210 단계에서 혼합물에는 친수성 도전재, 활물질 및 바인더 뿐만 아니라 추가적으로 혼합물의 혼합 공정(S210)과 그것의 집전체 상의 도포 공정(S220)이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 점도 조절제 또는 전극의 팽창을 억제하는 보조성분으로서의 충진제 등의 물질을 더 포함할 수 있다.In step S210, the mixture includes not only a hydrophilic conductive material, an active material, and a binder, but also a viscosity regulator or electrode that adjusts the viscosity of the electrode mixture to facilitate the mixing process (S210) and the application process (S220) on the current collector. It may further contain substances such as fillers as auxiliary ingredients that suppress expansion.
본 발명은 상기 슬러리가 접전체에 도포되어 있는 수계 전지용 전극을 제공한다. 상기 수계 전지용 전극은 양극일 수도 있고 음극일 수도 있으나, 바람직하게는 양극일 수 있다.The present invention provides an electrode for an aqueous battery in which the slurry is applied to a contact material. The electrode for the aqueous battery may be an anode or a cathode, but is preferably an anode.
상기 전극에서 활물질은 전극 활물질로서, 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질이다. 전극의 종류에 따라 양극 활물질과 음극 활물질이 존재하며, 본 기술분야에서 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다.The active material in the electrode is an electrode active material, which is a material that can cause an electrochemical reaction. Depending on the type of electrode, there are positive electrode active materials and negative electrode active materials, and those commonly known in the art can be used.
상기 전극에서 집전체는 활물질의 전기화학적 반응에서 전자의 이동이 일어나는 부위로서, 전극의 종류에 따라 양극 집전체와 음극 집전체가 존재한다.In the electrode, the current collector is a site where electrons move during the electrochemical reaction of the active material, and a positive electrode current collector and a negative electrode current collector exist depending on the type of electrode.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다.The positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 ㎛. This positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or the surface of aluminum or stainless steel. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc. can be used.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 ㎛. This negative electrode current collector is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, the surface of copper or stainless steel. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. can be used.
이들 집전체들은 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 전극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.These current collectors can form fine irregularities on their surfaces to strengthen the bonding force of electrode active materials, and can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명에 친수성 도전재, 이를 이용한 전극 및 수계 전지에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the hydrophilic conductive material of the present invention, an electrode using the same, and an aqueous battery will be described in detail through examples and comparative examples.
실시예 1은 탄소계 도전재에 친수성 작용기를 도입하는 친수성 도전재 제조방법에 관한 것이다. 산화칼륨 6M을 증류수 45 mL에 넣고 완전히 용해시킨 다음 교반을 하면서 Super P 200 mg을 첨가한다. Super P가 분산된 용액을 2시간 동안 추가로 교반한다. 상기 용액을 수열합성 방법을 이용하여 150℃의 오븐에서 15시간 동안 반응시킨다. 합성한 분말을 증류수를 사용하여 충분히 세척한 다음 80℃ 오븐에서 24시간 이상 건조하여, 친수성 도전재를 제조하였다.Example 1 relates to a method for manufacturing a hydrophilic conductive material by introducing a hydrophilic functional group into a carbon-based conductive material. Add 6M potassium oxide to 45 mL of distilled water and completely dissolve it, then add 200 mg of Super P while stirring. The solution in which Super P is dispersed is stirred for additional 2 hours. The solution is reacted in an oven at 150°C for 15 hours using a hydrothermal synthesis method. The synthesized powder was thoroughly washed with distilled water and then dried in an oven at 80°C for more than 24 hours to prepare a hydrophilic conductive material.
실시예 2는 상기 실시예 1에 따른 친수성 도전재를 이용한 전극의 제조방법에 관한 것이다. 실시예 1의 친수성 도전재로 수산화칼륨 수용액으로 처리한 Super P 40 mg, 양극 활물질 β-MnO2 320 mg, 바인더 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 40 mg를 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 0.9 mg에 혼합하여 슬러리 형태로 만들고, 이 슬러리를 0.020 mm 두께의 스테인리스 스틸 호일 위에 150 um 두께로 코팅한 후 60℃ 오븐에서 건조하여 친수성 도전재를 이용한 전극(양극)을 제조하였다.Example 2 relates to a method of manufacturing an electrode using the hydrophilic conductive material according to Example 1. 40 mg of Super P treated with an aqueous potassium hydroxide solution as the hydrophilic conductive material of Example 1, 320 mg of positive electrode active material β-MnO 2 , and 40 mg of binder PVDF (polyvinylidene fluoride) were added to 0.9 mg of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone). It was mixed to form a slurry, and this slurry was coated to a thickness of 150 um on a 0.020 mm thick stainless steel foil and dried in an oven at 60°C to prepare an electrode (anode) using a hydrophilic conductive material.
비교예 1은 상기 실시예 1의 친수성 도전재와 비교하기 위한 비교예로서, 종래 탄소계 도전재로 Super P를 사용하였다.Comparative Example 1 is a comparative example for comparison with the hydrophilic conductive material of Example 1, and Super P was used as a conventional carbon-based conductive material.
비교예 2는 상기 실시예 2의 전극과 비교하기 위한 비교예로서, Super P 40 mg, 양극 활물질 β-MnO2 320 mg, 바인더 PVDF 40 mg를 NMP 0.9 mg에 균일하게 혼합하여 슬러리 형태로 만들고, 이 슬러리를 0.020 mm 두께의 스테인리스 스틸 호일 위에 150 um 두께로 코팅한 후 60℃ 오븐에서 건조하여 전극을 제조하였다.Comparative Example 2 is a comparative example for comparison with the electrode of Example 2, in which 40 mg of Super P, 320 mg of positive electrode active material β-MnO 2 , and 40 mg of binder PVDF were uniformly mixed with 0.9 mg of NMP to form a slurry, This slurry was coated to a thickness of 150 um on a 0.020 mm thick stainless steel foil and then dried in an oven at 60°C to prepare an electrode.
이하, 실험예에서는 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 도전재와 전극의 특성을 살펴보았으며, 이를 통해 본 발명의 친수성 도전재, 이를 이용한 전극 및 수계 전지의 구성 및 특성에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, in the experimental examples, the characteristics of the conductive materials and electrodes manufactured according to the above examples and comparative examples were examined, and through this, the hydrophilic conductive material of the present invention, the composition and characteristics of the electrode and aqueous battery using the same are explained in more detail. do.
실험예 1은 상기 실시예 1에서 제조한 친수성 도전재와 상기 비교예 1의 도전재인 Super P를 SEM(Scanning Electron Microscope)-EDS(Energy Dispersive Spectrometer)를 통하여 표면 형상 및 원소 분포를 관측하였으며, 그 결과는 도 4와 도 5에 나타내었다.In Experimental Example 1, the surface shape and element distribution of the hydrophilic conductive material prepared in Example 1 and Super P, the conductive material in Comparative Example 1, were observed through SEM (Scanning Electron Microscope)-EDS (Energy Dispersive Spectrometer). The results are shown in Figures 4 and 5.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 실시예 1의 친수성 도전재인 염기성 용액으로 처리한 Super P의 산소(O) 함량은 8.4%로, 비교예 1의 도전재인 기존 Super P의 산소 함량 5.5%에 비해 더 많은 산소 함량을 확인하였다. 이는 표면 개질로 인한 친수성 작용기의 도입으로 Super P 표면의 산소 함량이 증가한 것이다.As shown in Figures 4 and 5, the oxygen (O) content of Super P treated with a basic solution, which is the hydrophilic conducting material of Example 1, is 8.4%, which is 5.5% compared to the oxygen content of the existing Super P, which is the conducting material of Comparative Example 1. A higher oxygen content was confirmed. This is due to the increase in oxygen content on the surface of Super P due to the introduction of hydrophilic functional groups due to surface modification.
실험예 2는 도전재의 표면 원소를 확인하고자, 상기 실시예 1에서 제조한 친수성 도전재와 상기 비교예 1의 도전재인 Super P의 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하였다. 그 결과는 도 6에 나타내었다.In Experiment Example 2, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis was performed on the hydrophilic conductive material prepared in Example 1 and Super P, the conductive material in Comparative Example 1, to confirm the surface elements of the conductive material. The results are shown in Figure 6.
도 6은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 1에 따른 도전재 표면 원소 분석 결과를 나타낸 것으로, 도 6에서 (A)는 비교예 1이과 (B)는 실시예 1이다.Figure 6 shows the results of analysis of surface elements of the conductive material according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention. In Figure 6, (A) is Comparative Example 1 and (B) is Example 1.
도 6에 도시된 바와 같이 실시예 1의 친수성 도전재로 친수성 작용기를 도입한 Super P의 경우 표면에 탄소(C) 원소가 95.15%, 산소(O) 원소가 4.85%로, 비교예 1의 도전재인 기존 Super P의 탄소 원소 99.22%, 산소 원소 0.78%에 비해 표면의 산소 원소의 함량이 증가한 것을 확인하였다.As shown in Figure 6, in the case of Super P, in which a hydrophilic functional group was introduced with the hydrophilic conductive material of Example 1, the carbon (C) element was 95.15% and the oxygen (O) element was 4.85% on the surface, which was similar to the conductor of Comparative Example 1. It was confirmed that the content of oxygen elements on the surface increased compared to the existing Super P, which had 99.22% carbon and 0.78% oxygen elements.
실험예 3은 도전재의 표면 작용기를 확인하고자, 상기 실시예 1에서 제조된 친수성 도전재와 상기 비교예 1의 도전재인 Super P 표면의 탄소 및 산소 함유 작용기를 분석하기 위하여, C1s 피크에 대한 XPS 분석을 수행하였다. 더욱 자세하게는 친수성 작용기인 에테르기(-O-), 하이드록시기(-OH), 카보닐기(C=O), 카르복시기(-COOH) 등의 함량 변화를 측정하였다.Experimental Example 3 is an XPS analysis of the C1s peak to confirm the surface functional groups of the conductive material and to analyze the carbon and oxygen-containing functional groups on the surface of the hydrophilic conductive material prepared in Example 1 and Super P, which is the conductive material of Comparative Example 1. was carried out. In more detail, changes in the content of hydrophilic functional groups such as ether group (-O-), hydroxy group (-OH), carbonyl group (C=O), and carboxyl group (-COOH) were measured.
그 결과는 도 7, 도 8 및 표 1에 나타내었으며, 표 1에서 (A)는 비교예 1이고, (B)는 실시예 1을 나타낸다.The results are shown in Figures 7, 8, and Table 1, where (A) represents Comparative Example 1 and (B) represents Example 1.
상기 표 1에서와 같이 실시예 1의 친수성 도전재로 염기성 용액을 처리한 Super P는 에테르기(C-O-C)가 23%, 카르복시기(COOH)가 19.9%로 측정되었다. 이는 비교예 1의 도전재인 기존 Super P에 비해 각각의 작용기가 8.4%, 0.8% 증가한 것으로 친수성 작용기 도입으로 산소가 함유된 작용기의 함량이 증가하였음을 의미한다.As shown in Table 1, Super P treated with a basic solution with the hydrophilic conductive material of Example 1 was measured to have an ether group (C-O-C) of 23% and a carboxyl group (COOH) of 19.9%. This means that each functional group increased by 8.4% and 0.8% compared to the existing Super P, which was the conductive material in Comparative Example 1, and that the content of oxygen-containing functional groups increased due to the introduction of hydrophilic functional groups.
실험예 4는 실시예 2 및 비교예 2에 따라 제조된 전극이 수용액으로 이루어진 전해액에 대한 젖음성을 알아보고자, 실시예 2 및 비교예 2에서 제조한 전극 위에 수용액의 전해액을 떨어뜨리고, 접촉각 측정을 통해 전극 표면의 젖음성을 관찰하였다. 그 결과는 도 9 및 도 10에 나타내었다.In Experimental Example 4, in order to determine the wettability of the electrode prepared according to Example 2 and Comparative Example 2 to an electrolyte solution made of an aqueous solution, an aqueous electrolyte solution was dropped on the electrode prepared according to Example 2 and Comparative Example 2, and the contact angle was measured. The wettability of the electrode surface was observed. The results are shown in Figures 9 and 10.
도 9는 비교예 2에 따른 전극에서 수용액의 전해액 접촉각을 관찰한 결과이며, 도시된 바와 같이 기존 Super P를 이용한 전극의 전해질 표면 접촉각은 123°로 측정되었다.Figure 9 shows the results of observing the electrolyte contact angle of the aqueous solution in the electrode according to Comparative Example 2. As shown, the electrolyte surface contact angle of the electrode using the existing Super P was measured to be 123°.
도 10은 실시예 2에 따른 전극에서 수용액의 전해액 접촉각을 관찰한 결과이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 실시예 2에 따른 친수성 도전재로 친수성 작용기를 도입한 Super P를 이용한 전극은 전해질 표면 접촉각이 84°로 측정되었다.Figure 10 shows the results of observing the contact angle of an aqueous electrolyte solution on the electrode according to Example 2. As shown in Figure 10, the electrolyte surface contact angle of the electrode using Super P, which introduced a hydrophilic functional group as a hydrophilic conductive material according to Example 2, was measured to be 84°.
이를 통해 친수성 도전재의 이용에 따라 전극의 수계 전지의 전해액에 대한 젖음성이 향상되었음을 확인하였다.Through this, it was confirmed that the wettability of the electrode to the electrolyte solution of the aqueous battery was improved with the use of the hydrophilic conductive material.
실험예 5는 실시예 2 및 비교예 2에 따라 제조된 전극을 이용한 수계 전지 코인셀의 전기화학적 특성 평가하였다.Experimental Example 5 evaluated the electrochemical properties of an aqueous battery coin cell using electrodes manufactured according to Example 2 and Comparative Example 2.
실시예 2 및 비교예 2에서 제조한 전극을 이용하여 코인셀을 제작하기 위하여 전극을 원형 디스크 형태로 잘라서 양극으로 사용하고, 음극은 250 ㎛ 아연 금속판, 분리막은 유리섬유, 전해액은 2.0 M ZnSO4 + 0.1 M MnSO4 혼합 염을 용해한 수용액을 이용하여 CR2032 타입의 수계 전지 코인셀을 제조하였다. To manufacture a coin cell using the electrode prepared in Example 2 and Comparative Example 2, the electrode was cut into a circular disk shape and used as an anode, the cathode was a 250 ㎛ zinc metal plate, the separator was glass fiber, and the electrolyte was 2.0 M ZnSO 4 A CR2032 type aqueous battery coin cell was manufactured using an aqueous solution of + 0.1 M MnSO 4 mixed salt.
제조된 수계 전지 코인셀을 정전류 조건으로 충방전을 통해 용량을 평가하여 수계 전지 코인셀의 전기화학적 특성 평가하였다. 이때 전압 범위는 1.0 ~ 1.85 V이며, 0.1 A/g(0.3C)의 전류를 인가하여 정전류 조건으로 충방전을 진행하였다. 상기 기 충방전의 사이클 반복을 통해 사이클에 따른 용량을 측정하여 용량 유지율을 평가하였으며, 그 결과는 도 11에 나타내었다.The electrochemical properties of the manufactured water-based battery coin cell were evaluated by evaluating the capacity through charging and discharging under constant current conditions. At this time, the voltage range was 1.0 ~ 1.85 V, and a current of 0.1 A/g (0.3C) was applied to charge and discharge under constant current conditions. The capacity maintenance rate was evaluated by measuring the capacity according to the cycle through repetition of the charging and discharging cycle, and the results are shown in FIG. 11.
도 11은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 1에 따른 도전재를 적용한 수계 전지 코인셀의 전기화학적 특성 평가 결과를 나타낸 것이다.Figure 11 shows the results of electrochemical property evaluation of an aqueous battery coin cell using the conductive material according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
도 11에 도시된 바와 같이, (A)는 비교예 2로 기존 Super P로 제조한 코인셀의 경우 1 사이클, 5 사이클, 10 사이클, 20 사이클, 30 사이클, 40 사이클, 50 사이클에서 각각 순서대로 199.2 mAh/g, 190.1 mAh/g, 179.3 mAh/g, 144.7 mAh/g, 98.1 mAh/g, 79.4 mAh/g, 67.8 mAh/g의 방전용량을 나타내었다. As shown in Figure 11, (A) is Comparative Example 2, and in the case of a coin cell manufactured with existing Super P, the cells were processed at 1 cycle, 5 cycles, 10 cycles, 20 cycles, 30 cycles, 40 cycles, and 50 cycles, respectively. The discharge capacities were 199.2 mAh/g, 190.1 mAh/g, 179.3 mAh/g, 144.7 mAh/g, 98.1 mAh/g, 79.4 mAh/g, and 67.8 mAh/g.
그러나, (B)로 나타낸 실시예 2와 같이 친수성 도전재인 친수성 작용기를 도입한 Super P로 제조한 코인셀은 1 사이클, 5 사이클, 10 사이클, 20 사이클, 30 사이클, 40 사이클, 50 사이클에서 각각 순서대로 164.7 mAh/g, 175.6 mAh/g, 168.1 mAh/g, 145.3 mAh/g, 125.3 mAh/g, 115.8 mAh/g, 100.5 mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 초기 사이클 대비 50 사이클 후 용량 유지율이 기존 Super P로 제조한 코인셀은 34.0%, 염기성 용액으로 처리한 Super P로 제조한 코인셀은 61.0%로 수명 특성이 크게 향상되었음을 확인하였다.However, as in Example 2 shown in (B), the coin cell manufactured with Super P, which is a hydrophilic conductive material, introduced a hydrophilic functional group, failed at 1 cycle, 5 cycles, 10 cycles, 20 cycles, 30 cycles, 40 cycles, and 50 cycles, respectively. In order, the discharge capacities were 164.7 mAh/g, 175.6 mAh/g, 168.1 mAh/g, 145.3 mAh/g, 125.3 mAh/g, 115.8 mAh/g, and 100.5 mAh/g. The capacity retention rate after 50 cycles compared to the initial cycle was 34.0% for coin cells manufactured with existing Super P, and 61.0% for coin cells manufactured with Super P treated with basic solution, confirming that the lifespan characteristics were significantly improved.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.The above-described embodiments are only preferred embodiments that allow those skilled in the art to easily practice the present invention, and are not limited to the above-described embodiments and the attached drawings. The scope of rights of the present invention is not limited. Therefore, it will be clear to those skilled in the art that various substitutions, modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention, and it is obvious that parts that can be easily changed by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention.
Claims (9)
(b) 상기 염기성 수용액에 도전재를 첨가하고 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(c) 수열합성법을 통해 상기 혼합물로부터 친수성 작용기가 도입된 친수성 도전재를 형성하는 단계;
(d) 상기 친수성 도전재를 세척하는 단계; 및
(e) 상기 세척된 친수성 도전재를 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 도전재 제조방법.(a) preparing a basic aqueous solution by dissolving alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide in water;
(b) adding a conductive material to the basic aqueous solution and mixing to prepare a mixture;
(c) forming a hydrophilic conductive material into which a hydrophilic functional group is introduced from the mixture through hydrothermal synthesis;
(d) washing the hydrophilic conductive material; and
(e) drying the washed hydrophilic conductive material.
상기 알칼리금속 수산화물은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 도전재 제조방법.According to paragraph 1,
The alkali metal hydroxide is a hydrophilic conductive material containing one or more alkali metals selected from the group consisting of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), rubidium (Rb), and cesium (Cs). method.
상기 알칼리토금속 수산화물은 마그네슘(Mg) 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 도전재 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing a hydrophilic conductive material, wherein the alkaline earth metal hydroxide contains at least one alkali metal selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba).
상기 도전재는 흑연, 탄소 나노튜브, 그래핀 및 카본 블랙으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 도전재 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing a hydrophilic conductive material, wherein the conductive material is at least one selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes, graphene, and carbon black.
상기 수열합성법은 373 K 내지 523 K 온도로 수행하는 것을 특징으로 친수성 도전재 제조방법.According to paragraph 1,
A method for producing a hydrophilic conductive material, characterized in that the hydrothermal synthesis method is performed at a temperature of 373 K to 523 K.
상기 전극 슬러리를 집전체 위에 코팅하는 단계; 및
상기 집전체 위에 코팅된 전극 슬러리를 건조하여 전극을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법.Preparing an electrode slurry by mixing the hydrophilic conductive material, binder, and electrode active material of claim 6;
Coating the electrode slurry on a current collector; and
An electrode manufacturing method comprising: manufacturing an electrode by drying the electrode slurry coated on the current collector.
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