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IBL-26-2244

전착법을 이용한 금속산화물이 담지된 탄소나노섬유 전극 제조방법 및 이를 이용한 에너지 저장장치 및 필터

등록일
2026-09-29
이차전지› 전지› 전극
바인더·도전재 없이 금속산화물 나노바늘을 키운 고용량 자립형 탄소섬유 전극

본 기술은 탄소나노섬유(CNF) 표면을 활성화한 뒤 전기화학적 전착법(electrodeposition)으로 Fe2O3, ZnO 등의 금속산화물을 나노 바늘 또는 기둥 형태로 섬유 외부와 내부에 고르게 성장시키는 기술입니다.

기존 혼합·코팅 공정은 바인더와 도전재가 들어가 활물질의 순수 질량 효율이 낮았고, 분쇄 과정에서 활물질이 떨어지거나 탄소나노섬유의 전도성이 저하되는 문제가 있었습니다. 대안인 수열합성법 역시 공정 시간이 길고 절차가 복잡하다는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 바인더와 도전재 없이 탄소나노섬유 자체를 전극으로 사용하고, 전착 조건으로 금속산화물의 양과 모양, 위치를 정밀하게 제어하여 바늘·기둥 구조로 표면적을 극대화하도록 구성됩니다. 리튬이차전지 음극, 슈퍼커패시터 전극, 수처리용 전기화학 필터 등에 적용될 수 있어 하나의 전착 공정으로 에너지 저장과 여과 용도의 고강도 섬유 전극을 짧은 시간에 만들 수 있습니다.

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Key Features:
  • 탄소전구체 용액을 전기 방사하여 나노섬유를 만든 뒤 탄화하여 탄소나노섬유를 제조하는 단계
  • 활성화된 탄소나노섬유를 FeSO4, FeCl2·4H2O, Zn(NO3)2 및 TiCl3 중 하나를 포함하는 전착 수용액에 침적시키는 단계
  • 활성화된 탄소나노섬유 상에 전착법으로 수직 방향 바늘 또는 기둥 모양의 금속산화물 층을 전착하는 단계
  • 금속산화물 층이 전착된 탄소나노섬유를 350 내지 450℃ 온도에서 추가로 열처리하는 단계

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대구경북과학기술원
박이슬 | 김순현 | 김재현 | 박정수 | 오미솔
문서
출원일:
2014-09-18
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특허등록번호:
10-1610354
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
Japan
패밀리 특허

JP6302878B2

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