| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC) |
| 권호 | 30권 2호 |
| 발표분야 | 기능성 고분자 |
| 제목 | 고분자 전해질을 이용한 전기 이중층 캐패시터의 전기화학적 특성 연구 |
| 초록 | 전기 화학 캐패시터(Electrochemical Capacitors ; ECs)는 에너지밀도와 출력밀도면으로 볼 때 종래의 캐패시터와 배터리의 중간적인 영역에서 고유의 특성을 나타내고 있고, 그러한 이유에서 많은 잠재력을 갖고 있으며 이미 소용량에서 배터리를 대체함으로써 많은 주목을 받고 있다. 전기화학 캐패시터의 하나인 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)는 에너지를 저장하는 메카니즘이 이차전지와 같이 화학반응을 이용하는 것이 아니라, 전해질의 계면에 형성되는 전기 이중층에 전하를 저장하는 원리를 이용한 것이다. 물리적인 전하 축적에 의한 축전 현상을 이용하기 때문에 거의 무한대의 싸이클 수명을 갖고 그에 따라 장치의 교환이 필요치 않기 때문에 친환경적인 제품으로 여길 수 있다. 그러나 전기화학 캐패시터에서 액체 전해질의 사용은 전해액 증발과 누액에 의한 전지 성능 및 수명의 저하, 장치의 파괴와 이와 관련해 철저한 밀봉으로 인해 불가피하게 추가될 수 밖에 없는 제조 공정 등의 치명적인 문제점을 동시에 갖게 한다. 이와 같이 내구성과 관련된 근본적인 문제점의 개선은 높은 에너지 저장 능력과 함께 고출력 전기 화학 캐패시터에 있어서 면밀히 검토, 연구되어야 할 요구조건이다. 위의 문제를 해결하기 위한 방법 중의 하나로 전기화학 캐패시터에 사용되는 액체 전해질을 고체 고분자 전해질로 대체하고자 하는 많은 연구가 활발히 진행 중에 있다1-5. 본 연구에서는 액체 전해질 사용시 제기되는 근본적인 문제점을 개선하기 위하여 우수한 기계적 및 전기적 특성을 갖는 산게 고분자 전해질인 sulfonated poly (ether ether ketone) [S-PEEK]를 합성하여 이들의 전기 화학적인 특성을 평가 하였다. 술폰화 반응시 반응 조건을 제어함으로써 술폰화도를 67~92%로 조절하였으며, 이들로부터 제조한 고분자 전해질의 이온전도도는 술폰화도에 따라 크게 변하였고, 필름 두께는 80㎛로 기계적 강도가 우수하며, 핸들링이 가능한 상태로 얻어졌다. 합성하여 얻어진 고분자 전해질을 고출력 초고용량 캐패시터에 적용하여 정전용량, 율변특성, 싸이클 특성 등의 전기화학적 성능을 평가한 결과 화성탄소 질량을 기준으로 하여 138 F/g 이사의 비용량을 얻었으며, 1000회 이상의 우수한 싸이클 특성을 확보하였다. 참고문헌 1. Y.Matsuda, M.Morita, M.Ihara, J.Electrochem.Soc. , 140, 109 (1993) . 2. T.Osaks, X.Liu, M.Nojima and T.Momma, J.Electrochem.Soc. , 146 ,1724 (1999) . 3. A.Lewandowski, M.Zajder, E.Frackowiak and F.Beguin, Electrochim.Acta, 46, 2777 (2001) . 4. P.Staiti, M.Minutoli and F.Lufrano, Electrochim.Acta, 47, 2795 (2002) . 5. PSivaraman, V.R.Hande, V.S.Mishra, Ch.Srinivasa Rao and A.B.Samui, J.Power Sources, 124, 351 (2003) . |
| 저자 | 김완주, 고장면, 김동원 |
| 소속 | 한밭대 |
| 키워드 | 전기이중층 캐패시터; 고분자 전해질; 수소이온전도도; 싸이클 특성 |
