The Electrochemical Characteristics of Mesopore Active Carbon Fiber for EDLC Electrode

Abstract

요 약철 이온 교환방법에 의해 메조기공을 갖는 활성탄소 섬유(ACF)를 제조하고, 이를 사용하여 전기 이중층 커패시터 (EDLC)의 전극소재 성능을 조사하였다. 질산처리에 의해 제조된 메조기공 ACF는 비표면적이 1,249, 664 m 2 /g이고, 메조 기공 분율이 70.6~81.3%이고, 평균 기공크기는 약 2.78~4.14 nm이다. 질산처리시간이 짧을수록 비표면적이 크고 메조 기공이 적게 발달됨을 알 수 있었다. 전기이중층 커패시터의 성능을 조사하기 위해서, 메조기공 ACF, 도전제, 바 인더를 사용하여 단위 셀을 제조하였으며, 유기 전해질을 사용하였다. 2시간 질산으로 처리된 ACF의 비 축전양은 0.47 F/cm 2 이고, 20회 충·방전 테스트에서 안정된 실험결과를 얻을 수 있었다. EDLC의 전기화학적 성능은 ACF 전극의 비 표면적에 크게 영향을 받으며 메조기공은 전하의 확산저항을 감소시키는 것을 알 수 있었다.Abstract − The electrode material performances of electric double layer capacitor(EDLC) were investigated using mesopous active carbon fiber(ACF), which was prepared by the iron exchange method. The mesoporous ACF had pore characteristics of specific surface area around 1249, 664 m 2 /g, mesoporous fraction around 70.6~81.3% and meanpore size around 2.78~4.14 nm. The results showed that as HNO 3 treatment time decreased, the specific surface area increased and mesoporous fraction decreased. To investigate electrochemical performance of EDLC, unit cell was manufactured using mesoporus ACF, conducting material and binder; organic elctrolyte was used on this experiment. The specific capacitance of ACF treated with HNO 3 for 2 hours turned out to be 0.47 F/cm 2 and the results of the cyclic charge-discharge tests were stable. Thus, the electrochemical performance of EDLC was mainly dependent on specific surface area of ACF electrode and the diffusion resistance of charge decreased as the mesopore increased.

Electrochemical characteristics of active carbon prepared by chemical activation for anode of lithium ion battery

“…활성탄 전극을 다양한 활성화 방법에 의해 비 표면적과 기공을 제어하는 많은 연구 중에서도 활성탄 표면의 화학적 개질에 의한 전기화학적 특성을 증가시키는 연구가 활발히 진행되고 있다 [13]. Lillo-Rodenas등 [14]은 NaOH를 사용하여 무연탄을 화학적 활성화 시킨 연구를 보고하였으 며 화학적 활성화된 활성탄은 2700 m 2 /g의 비표 면적과 1 cm 3 /g의 기공부피를 가진다고 보고하였 으며 Lee등 [15]은 활성탄의 비표면적과 기공크기 가 이차전지 용량에 큰 영향을 미친다고 보고하 였다 [16,17].…”