KR102188237B1 - 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 - Google Patents
전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 전극활물질; 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 전극밀도를 향상시킬 수 있고, 집전체와의 결착력을 높일 수 있으며, 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 슈퍼커패시터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극밀도를 향상시킬 수 있고, 집전체와의 결착력을 높일 수 있으며, 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 슈퍼커패시터에 관한 것이다.
차세대 에너지 저장장치들 중 슈퍼커패시터는 빠른 충·방전 속도, 높은 안정성, 그리고 친환경적 특성으로 인해, 차세대 에너지 저장장치로 각광받고 있다. 일반적인 슈퍼커패시터는 다공성 전극, 집전체, 분리막, 그리고 전해액 등으로 구성된다.
슈퍼커패시터는 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor; EDLC), 울트라커패시터(Ultra-capacitor) 라고도 일컬어지며, 이는 전극 및 도전체와, 그것에 함침된 전해액의 계면에 각각 부호가 다른 한 쌍의 전하층(전기이중층)이 생성된 것을 이용하는 것으로, 충전/방전 동작의 반복으로 인한 열화가 매우 작아 보수가 필요없는 소자이다. 이에 따라 슈퍼커패시터는 각종 전기ㆍ전자기기의 IC(integrated circuit) 백업을 하는 형태로 주로 사용되고 있으며, 최근에는 그 용도가 확대되어 장난감, 태양열 에너지 저장, HEV(hybrid electric vehicle) 전원 등에까지 폭넓게 응용되고 있다.
이와 같은 슈퍼커패시터는 일반적으로 전해액이 함침된 양극 및 음극의 두 전극과, 이러한 두 전극 사이에 개재되어 이온(ion) 전도만 가능케 하고 절연 및 단락 방지를 위한 다공성 재질의 분리막(separator)과, 전해액의 누액을 방지하고 절연 및 단락방지를 위한 가스켓(gasket), 그리고 이들을 포장하는 도전체로서의 금속 캡으로 구성된 단위셀을 갖는다. 그리고 위와 같이 구성된 단위셀 1개 이상(통상, 코인형의 경우 2∼6개)을 직렬로 적층하고 양극과 음극의 두 단자(terminal)를 조합하여 완성된다.
슈퍼커패시터의 성능은 전극활물질, 전해액 등에 의하여 결정되며, 특히 축전용량 등 주요성능은 전극활물질에 의하여 대부분 결정된다. 이러한 전극활물질로는 활성탄이 주로 사용되고 있으며, 상용제품의 전극 기준으로 비축전용량은 최고 19.3 F/cc 정도로 알려져 있다. 일반적으로 슈퍼커패시터의 전극활물질로 사용되는 활성탄은 1500㎡/g 이상의 고비표면적 활성탄이 사용되고 있다.
그러나, 슈퍼커패시터의 응용 분야의 확대에 따라 보다 높은 비축전용량과 에너지밀도가 요구되고 있어 보다 높은 축전용량을 발현하는 슈퍼커패시터의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전극밀도를 향상시킬 수 있고, 집전체와의 결착력을 높일 수 있으며, 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 슈퍼커패시터를 제공함에 있다.
본 발명은, 전극활물질; 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제공한다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전극활물질, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부 및 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조하는 단계와, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일이나 집전체에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일이나 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계 및 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 슈퍼커패시터 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법을 제공한다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극; 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극; 상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막; 상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극이 내부에 배치되고 전해액이 주입된 금속 캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 가스켓을 포함하는 슈퍼커패시터를 제공한다.
또한, 본 발명은, 단락을 방지하기 위한 제1 분리막과, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극과, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하기 위한 제2 분리막과, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극이, 순차적으로 적층되어 코일링된 롤 형태를 이루는 권취소자; 상기 음극에 연결된 제1 리드선; 상기 양극에 연결된 제2 리드선; 상기 권취소자를 수용하는 금속캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 실링 고무를 포함하며, 상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터를 제공한다.
본 발명에 의하면, 전극밀도를 향상시킬 수 있고, 집전체와의 결착력을 높일 수 있으며, 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있다.
본 발명의 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터는 전극밀도가 높고, 에너지 밀도가 증가함에 따라 고출력의 특성을 나타낸다.
도 1은 일 예에 따른 코인형 슈퍼커패시터의 단면도를 보인 것이다.
도 2 내지 도 5는 일 예에 따른 권취형 슈퍼커패시터를 보여주는 도면이다.
도 6은 실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 대하여 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 나타낸 도면이다.
도 7은 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 대하여 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5는 일 예에 따른 권취형 슈퍼커패시터를 보여주는 도면이다.
도 6은 실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 대하여 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 나타낸 도면이다.
도 7은 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 대하여 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터 전극용 조성물은, 전극활물질; 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함한다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터 전극의 제조방법은, 전극활물질, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부 및 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조하는 단계와, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일이나 집전체에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일이나 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계 및 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 슈퍼커패시터 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함한다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 슈퍼커패시터는, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극; 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극; 상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막; 상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극이 내부에 배치되고 전해액이 주입된 금속 캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 가스켓을 포함한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 슈퍼커패시터는, 단락을 방지하기 위한 제1 분리막과, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극과, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하기 위한 제2 분리막과, 상기 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극이, 순차적으로 적층되어 코일링된 롤 형태를 이루는 권취소자; 상기 음극에 연결된 제1 리드선; 상기 양극에 연결된 제2 리드선; 상기 권취소자를 수용하는 금속캡; 및 상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 실링 고무를 포함하며, 상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 더욱 구체적으로 설명한다.
기존 활성탄 전극 제조 시 첨가되는 바인더는 전기 전도도 향상을 위하여 최소량의 사용을 권장하고 있다. 또한, 다른 첨가물과의 접촉이 원활하지 않으면 초기 저항이 높고 전기화학적 성능의 저하를 나타내기 때문에 이를 해결하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 발명자들은 바인더와 함께 첨가제를 소량 사용함에 의해 다른 원료들과의 접촉이 양호하고 저항이 낮으며 전극밀도 증가와 내구성이 향상되어 우수한 셀 효율을 나타낼 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 연구하였다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슈퍼커패시터 전극용 조성물은, 전극활물질; 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부와, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함한다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 바인더는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 도전재는 화학 변화를 야기하지 않는 전자 전도성 재료이면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 슈퍼-피(Super-P), 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등이 가능하다. 상기 도전재는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 분산매는 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 프로판올(Propanol), 부탄올(Butanol), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone), 메틸 이소 부틸 케톤(Methyl Iso Buthyl Ketone), 톨루엔(Toluene) 및 크실렌(Xylene), 증류수, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 분산매는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 100∼300중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함한다. 상기 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트는 집전체와의 결착력을 높이고, 전해액의 함침성을 높이며, 전극밀도의 향상을 가능케 한다. 상기 첨가제는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 0.01∼3중량부 함유되는 것이 바람직하다.
아래에 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트의 구조식을 나타내었다.
[구조식 1]
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트는 성형성을 향상시키고, 전극의 내구성을 개선하며, 전극밀도의 향상을 가능케 한다.
아래에 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트의 구조식을 나타내었다.
[구조식 2]
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 바인더와 함께 첨가제를 소량 사용함에 의해 다른 원료들과의 접촉이 양호하고 저항이 낮으며 전극밀도 증가와 내구성이 향상되어 우수한 셀 효율을 나타낼 수 있게 한다.
이하에서, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 이용하여 슈퍼커패시터 전극을 제조하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
전극활물질, 도전재, 바인더, 첨가제 및 분산매를 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조한다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은, 전극활물질, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부 및 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함한다.
상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄 등의 다공성 탄소재, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브, 카본나노파이버 등을 포함할 수 있다.
상기 도전재는 화학 변화를 야기하지 않는 전자 전도성 재료이면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 슈퍼-피(Super-P), 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등이 가능하다. 상기 도전재는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 바인더는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 1∼20중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 분산매는 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 프로판올(Propanol), 부탄올(Butanol), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone), 메틸 이소 부틸 케톤(Methyl Iso Buthyl Ketone), 톨루엔(Toluene) 및 크실렌(Xylene), 증류수, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 분산매는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 100∼300중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함한다. 상기 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트는 집전체와의 결착력을 높이고, 전해액의 함침성을 높이며, 전극밀도의 향상을 가능케 한다. 상기 첨가제는 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물에 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 0.01∼3중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트는 성형성을 향상시키고, 전극의 내구성을 개선하며, 전극밀도의 향상을 가능케 한다.
이들의 균일한 혼합(완전 분산)이 어려울 수 있는데, 플래니터리 믹서(Planetary mixer)와 같은 고속 믹서기(mixer)를 사용하여 소정 시간(예컨대, 10분∼12시간) 동안 교반시키면 전극 제조에 적합한 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 얻을 수 있다. 플래니터리 믹서(Planetary mixer)와 같은 고속 믹서기는 균일하게 혼합된 슈퍼커패시터 전극용 조성물의 제조를 가능케 한다. 이때, 초음파(ultrasonic)를 이용하여 균일한 분산을 유도할 수도 있다.
전극활물질, 도전재, 바인더, 첨가제 및 분산매를 혼합한 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일이나 집전체에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일이나 집전체에 코팅하고 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태로 만들고 금속 호일이나 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하고, 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 전극을 형성한다.
전극을 형성하는 예를 보다 구체적으로 설명하면, 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤 프레스 성형기를 이용하여 압착하여 성형할 수 있다. 롤 프레스 성형기는 압연을 통한 전극밀도 향상 및 전극의 두께 제어를 목적으로 하고 있으며, 상단과 하단의 롤과 롤의 두께 및 가열 온도를 제어할 수 있는 컨트롤러와, 전극을 풀어주고 감아줄 수 있는 와인딩부를 포함한다. 롤상태의 전극이 롤 프레스를 지나면서 압연공정이 진행되고 이것이 다시 롤 상태로 감겨서 전극이 완성된다. 이때, 롤 프레스의 가압 압력은 1∼20 ton/㎠로 롤의 온도는 0∼150℃로 하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 프레스 압착 공정을 거친 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 건조 공정을 거친다. 건조 공정은 100℃∼350℃, 바람직하게는 150℃∼300℃의 온도에서 수행된다. 이때, 건조 온도가 100℃ 미만인 경우 분산매의 증발이 어려워 바람직하지 않으며, 350℃를 초과하는 고온 건조 시에는 도전재의 산화가 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 건조 온도는 100℃ 이상이고, 350℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그리고 건조 공정은 위와 같은 온도에서 약 10분∼12시간 동안 진행시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 건조 공정은 전극활물질 및 도전재 입자를 결속시켜 전극의 강도를 향상시킨다.
또한, 전극을 형성하는 다른 예를 살펴보면, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 티타늄 호일(Ti foil), 알루미늄 호일(Al foil), 에칭 알루미늄 호일(etching aluminum foil)과 같은 금속 호일(metal foil)이나 에칭 알루미늄 집전체와 같은 집전체에 코팅하거나, 금속 호일(metal foil)이나 에칭 알루미늄 집전체와 같은 집전체에 코팅하고 압착하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트(sheet) 상태(고무 타입)로 만들고 금속 호일이나 집전체에 붙여서 양극 또는 음극 형상으로 제조할 수도 있다. 상기 에칭 알루미늄 호일이라 함은 알루미늄 호일을 요철 모양으로 에칭한 것을 의미하고, 상기 에칭 알루미늄 집전체라 함은 알루미늄 집전체를 요청 모양으로 에칭한 것을 의미한다. 상기와 같은 공정을 거친 양극 또는 음극 형상에 대하여 건조 공정을 거친다. 건조 공정은 100℃∼350℃, 바람직하게는 150℃∼300℃의 온도에서 수행된다. 이때, 건조 온도가 100℃ 미만인 경우 분산매의 증발이 어려워 바람직하지 않으며, 350℃를 초과하는 고온 건조 시에는 도전재의 산화가 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 건조 온도는 100℃ 이상이고, 350℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그리고 건조 공정은 위와 같은 온도에서 약 10분∼6시간 동안 진행시키는 것이 바람직하다. 상기 건조공정을 통해 전극활물질 및 도전재 입자를 결속시켜 전극의 강도를 향상시킨다.
상기와 같이 제조된 슈퍼커패시터 전극은 도 1에 도시된 바와 같은 소형의 코인형 슈퍼커패시터, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같은 권취형 슈퍼커패시터 등에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슈퍼커패시터 전극의 사용 상태도로서, 상기 슈퍼커패시터 전극이 적용된 코인형 슈퍼커패시터의 단면도를 보인 것이다. 도 1에서 도면부호 190은 도전체로서의 금속캡이고, 도면부호 160은 양극(120)과 음극(110) 간의 절연 및 단락 방지를 위한 다공성 재질의 분리막(separator)이며, 도면부호 192는 전해액의 누액을 방지하고 절연 및 단락방지를 위한 가스켓이다. 이때, 상기 양극(120)과 음극(110)은 금속캡(190)과 접착제에 의해 견고하게 고정된다.
상기 코인형 슈퍼커패시터는, 상술한 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극(120)과, 상술한 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극(110)과, 양극(120)과 음극(110) 사이에 배치되고 양극(120)과 음극(120)의 단락을 방지하기 위한 분리막(seperator)(160)을 금속캡(190) 내에 배치하고, 양극(120)와 음극(110) 사이에 전해질이 용해되어 있는 전해액을 주입한 후, 가스켓(192)으로 밀봉하여 제조할 수 있다.
상기 분리막은 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포, 폴리아크릴로니트릴 다공성 격리막, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 헥사플루오로프로판 공중합체 다공성 격리막, 셀룰로스 다공성 격리막, 크라프트지 또는 레이온 섬유 등 전지 및 커패시터 분야에서 일반적으로 사용되는 분리막이라면 특별히 제한되지 않는다.
한편, 슈퍼커패시터에 충전되는 전해액은 프로필렌카보네이트(PC; propylene carbonate), 아세토니트릴(AN; acetonitrile) 및 술포란(SL; sulfolane) 중에서 선택된 1종 이상의 용매에 TEABF4(tetraethylammonium tetrafluoborate) 및 TEMABF4(triethylmethylammonium tetrafluoborate) 중에서 선택된 1종 이상의 염이 용해된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 전해액은 EMIBF4(1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrafluoborate) 및 EMITFSI(1-ethyl-3-methyl imidazolium bis(trifluoromethane sulfonyl)imide) 중에서 선택된 1종 이상의 이온성 액체를 포함하는 것일 수도 있다.
도 2 내지 도 5는 다른 예에 따른 슈퍼커패시터 전극의 사용 상태도로서, 슈퍼커패시터 전극이 적용된 권취형 슈퍼커패시터를 보여주는 도면이다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 권취형 슈퍼커패시터를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극(120) 및 음극(110)에 각각 리드선(130, 140)을 부착한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 분리막(150), 양극(120), 제2 분리막(160) 및 작업전극(음극(110))을 적층하고, 코일링(coling)하여 롤(roll) 형태의 권취소자(175)로 제작한 후, 롤(roll) 주위로 접착 테이프(170) 등으로 감아 롤 형태가 유지될 수 있게 한다.
상기 양극(120)과 음극(110) 사이에 구비된 제2 분리막(160)은 양극(120)과 음극(110)의 단락을 방지하는 역할을 한다. 제1 및 제2 분리막(150,160)은 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포, 폴리아크릴로니트릴 다공성 격리막, 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 헥사플루오로프로판 공중합체 다공성 격리막, 셀룰로스 다공성 격리막, 크라프트지 또는 레이온 섬유 등 전지 및 커패시터 분야에서 일반적으로 사용되는 분리막이라면 특별히 제한되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 롤(roll) 형태의 결과물에 실링 고무(sealing rubber)(180)를 장착하고, 금속캡(예컨대, 알루미늄 케이스(Al Case))(190)에 삽착시킨다.
롤 형태의 권취소자(175)(양극(120)과 음극(110))가 함침되게 전해액을 주입하고, 밀봉한다. 상기 전해액은 프로필렌카보네이트(PC; propylene carbonate), 아세토니트릴(AN; acetonitrile) 및 술포란(SL; sulfolane) 중에서 선택된 1종 이상의 용매에 TEABF4(tetraethylammonium tetrafluoborate) 및 TEMABF4(triethylmethylammonium tetrafluoborate) 중에서 선택된 1종 이상의 염이 용해된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 전해액은 EMIBF4(1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrafluoborate) 및 EMITFSI(1-ethyl-3-methyl imidazolium bis(trifluoromethane sulfonyl)imide) 중에서 선택된 1종 이상의 이온성 액체를 포함하는 것일 수도 있다.
이와 같이 제작된 권취형 슈퍼커패시터를 도 5에 개략적으로 나타내었다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber) 0.06g, 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; Carboxymethyl cellulose) 0.02g, 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate), 이하 'CBAA'라 함) 0.02g을 증류수 2g에 첨가하고 고속 믹서기를 이용하여 2000rpm의 속도로 고속 교반하여 CBAA-바인더 혼합용액을 형성하였다.
전극활물질로 상용 활성탄인 YP50F (Kurary, Japan) 0.85g, 도전재인 슈퍼-P(super-P) 0.05g를 상기 CBAA-바인더 혼합용액에 넣은 후 고속 믹서기를 이용하여 슬러리 상태의 전극용 조성물을 제조하였다.
이렇게 제조된 슬러리 상태의 전극용 조성물을 Al foil에 코팅한 후, 유압기(Ex-met)을 이용하여 5톤의 압력으로 균일하게 압착하고, 직경 12㎜의 크기로 펀칭한 후, 120℃에서 24시간 동안 건조하여 슈퍼커패시터 전극으로 사용하였다. 실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극의 전극밀도를 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다.
실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극을 각각 양극과 음극으로 사용하고, 양극과 음극 위에 전해액 120 ㎕를 떨어트린 후, 각각 10초, 30초, 40초 동안 진공함침을 시킨 후, 직경 20㎜, 높이 3.2㎜를 갖는 코인셀 형태의 슈퍼커패시터를 제조하였다. 상기 전해액은 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate; PC) 용매에 1M의 TEABF4가 함유된 것을 사용하였다. 코인셀을 제작함에 있어 분리막은 TF4035(일본 NKK사 제품)을 사용하였다.
이렇게 제조된 코인셀에 대하여 ESR(equivalent series resistance)을 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었고, 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.
상기 실시예 1의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 비교예를 제시하며, 아래의 비교예는 단순히 이해를 돕기 위하여 제시하는 것으로 본 발명의 선행기술이 아니다.
<비교예>
스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber) 0.06g, 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; Carboxymethyl cellulose) 0.02g을 증류수 2g에 첨가하고 고속 믹서기를 이용하여 2000rpm의 속도로 고속 교반하여 바인더 용액을 형성하였다.
전극활물질로 상용 활성탄인 YP50F (Kurary, Japan) 0.87g, 도전재인 슈퍼-P(super-P) 0.05g를 상기 바인더 용액에 넣은 후 고속 믹서기를 이용하여 슬러리 상태의 전극용 조성물을 제조하였다.
이렇게 제조된 슬러리 상태의 전극용 조성물을 Al foil에 코팅한 후, 유압기(Ex-met)을 이용하여 5톤의 압력으로 균일하게 압착하고, 직경 12㎜의 크기로 펀칭한 후, 120℃에서 24시간 동안 건조하여 슈퍼커패시터 전극으로 사용하였다. 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극의 전극밀도를 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다.
비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극을 각각 양극과 음극으로 사용하고, 양극과 음극 위에 전해액 120 ㎕를 떨어트린 후, 각각 10초, 30초, 40초 동안 진공함침을 시킨 후, 직경 20㎜, 높이 3.2㎜를 갖는 코인셀 형태의 슈퍼커패시터를 제조하였다. 상기 전해액은 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate; PC) 용매에 1M의 TEABF4가 함유된 것을 사용하였다. 코인셀을 제작함에 있어 분리막은 TF4035(일본 NKK사 제품)을 사용하였다.
이렇게 제조된 코인셀에 대하여 ESR(equivalent series resistance)을 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었고, 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.
| 전극 밀도 | ESR [Equivalent Series Resistance, (Ω)] |
|||
| 10 sec | 30 sec | 40 sec | ||
| 비교예 | 0.50 | 20 | 12 | 11 |
| 실시예 1 | 0.52 | 22 | 9 | 8 |
표 1을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극은 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터 전극에 비하여 전극밀도가 높은 것으로 나타났다.
실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터는 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 비하여 ESR(equivalent series resistance) 특성이 우수한 것으로 나타났다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 슈퍼커패시터는 비교예에 따라 제조된 슈퍼커패시터에 비하여 순환전압전류 특성이 우수한 것으로 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110: 음극 120: 양극
130: 제1 리드선 140: 제2 리드선
150: 제1 분리막 160: 제2 분리막
170: 접착 테이프 175: 권취소자
180: 실링 고무 190: 금속캡
192: 가스켓
130: 제1 리드선 140: 제2 리드선
150: 제1 분리막 160: 제2 분리막
170: 접착 테이프 175: 권취소자
180: 실링 고무 190: 금속캡
192: 가스켓
Claims (10)
- 전극활물질;
상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부;
상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부;
상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부; 및
상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 포함하며,
상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극용 조성물.
- 전극활물질, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 도전재 0.1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 바인더 1∼20 중량부, 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 첨가제 0.01∼3 중량부 및 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 분산매 100∼300 중량부를 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조하는 단계;
상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일이나 집전체에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일이나 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계; 및
전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 슈퍼커패시터 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 첨가제는 2-[(3-아크릴마이도프로필 디메틸암모니오 아세테이트(CBAA; 2-[(3-acrylamidopropyl) dimethylammonio] acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물은 상기 전극활물질 100중량부에 대하여 2-디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) 0.01∼1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 바인더는 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC; carboxymethyl cellulose), 스티렌-부타디엔 러버(SBR; Styrene-butadiene rubber), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐피롤리돈(PVP; Polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐부티랄(PVB; Polyvinylbutyral)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 전극활물질은 비표면적이 1500 ~ 3000 m2/g인 활성탄, 비표면적이 100 ~ 1000 m2/g인 그래핀, 카본나노튜브(CNT; carbon nanotube) 및 카본나노파이버(carbon nanofiber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법.
- 제5항에 기재된 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극;
제5항에 기재된 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극;
상기 양극과 음극 사이에 배치되고 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막;
상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극이 내부에 배치되고 전해액이 주입된 금속 캡; 및
상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 가스켓을 포함하는 슈퍼커패시터.
- 단락을 방지하기 위한 제1 분리막과, 제5항에 기재된 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 양극과, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하기 위한 제2 분리막과, 제5항에 기재된 방법으로 제조된 슈퍼커패시터 전극으로 이루어진 음극이, 순차적으로 적층되어 코일링된 롤 형태를 이루는 권취소자;
상기 음극에 연결된 제1 리드선;
상기 양극에 연결된 제2 리드선;
상기 권취소자를 수용하는 금속캡; 및
상기 금속 캡을 밀봉하기 위한 실링 고무를 포함하며,
상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터.
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