코어­셸 나노입자의 전지 응용

전문가 제언

○ 전기화학 커패시터를 포함한 커패시터는 전기장에서 전하분리(charge seperation)로서 에너지를 저장하지만 2차 전지는 전극에서 전자의 이동과 같은 유도전류 반응(faradaic reaction)을 포함하여 비교적 많은 양의 에너지를 화학적으로 저장할 수 있다. 현재 기술의 전기화학 커패시터 메커니즘으로는 2차 전지 수준의 에너지 저장의 구현은 불가능하다.

○ 슈퍼커패시터는 비가역의 전극과 전해질 사이의 계면에서 발생하는 매우 많은 용량을 활용할 수 있지만 단일 셀의 전해질의 전기분해에 의한 퍼텐셜 차이에 의한 허용전압은 2.7V 이상을 넘지 못한다. 또한 전해질 내의 분극과정도 일반적인 정전용량 커패시터에 비해 느리기 때문에 교류용 용도에서는 보통 사용되지 않는다.

○ 슈퍼커패시터는 주로 전기에너지의 저장 용도에서 사용되며 특히 급속충전과 높은 사이클 특성 그리고 2차 전지보다 더 큰 출력밀도가 요구되는 조건에서 사용된다. 전기화학 커패시터의 전해질 내의 이동성 이온들은 전극/전해질 계면을 통과하지 못하고 전극과의 화학반응을 생성하지 않지만 커패시터의 반응속도는 전지보다 빠른 편이다.

○ 발명(WO 2011/063541)에서는 전기화학 커패시터 및 정전용량 커패시터 형상의 전자식 전지의 구성을 위하여 나노복합체전극이 제안되고 있다. 전도성 코어 또는 반전도성 코어의 나노입자 형성, 나노입자의 얇은 셸의 코팅, 리간드 도입에 의한 전해질 매트릭스 및 유전체 매트릭스와 친화성을 갖는 나노복합체전극의 제조를 보여주고 있다.

○ 최근 들어 국내외적으로 에너지 저장 디바이스 분야는 매우 급속한 기술발전이 이루어지고 있으며 특히 전기차용 리튬 이온전지를 필두로 전지의 소형/대용량화가 추진되고 있다. 향후 국내기술에서 환경적으로 보다 안전하고 저가격의 고분자 및 금속소재가 활용된 나노복합체 전극이 적용된 혁신적인 에너지 디바이스로서 소형 대용량의 2차 전지가 세계최초로 개발되기를 기대한다.

저자

OC OERLIKON BALZERS AG

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

WO20110063541

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~50

분석자

나*록

분석물

• 코어­셸 나노입자의 전지 응용.pdf [272,549 byte]

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