리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법
专利汇可以提供리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: A manufacturing method of an aluminum nanorod thin film anode is provided to improve production yield, and to remarkably reduce thickness thereof. CONSTITUTION: A manufacturing method of an aluminum nanorod thin film anode for a lithium-ion battery comprises a step of growing titanium on the lower side of the glass substrate, after inclinedly installing a glass substrate on the upper part of a vacuum chamber with a light source; a step of electron beam-irradiating the titanium, from light source, and removing titanium from the vacuum chamber; a step of installing three pieces of titanium in a container filled with electrolyte, and installing an electrode rod in each titanium; and a step of applying electricity to the electrode rod, and generating an aluminum nanorod thin film.，下面是리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법专利的具体信息内容。
b) 상기 성장된 티타늄으로 광원부에서 전자 빔을 조사 한 후, 상기 진공실로부터 티타늄을 수거하는 단계와;
c) 상기 수거된 티타늄 3개를 전해질이 담긴 용기에 설치한 후, 각각의 티타늄에 전극봉을 설치하는 단계와;
d) 상기 전극봉으로 전기를 인가하여 알루미늄 나노막대 박막을 생성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 a) 단계에서, 진공실은 1.0 ×10 -6 토르인 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 a) 단계에서, 유리기판의 저면에 티타늄을 200nm으로 성장시키는 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 a) 단계와 b) 단계에서, 광원부와 유리기판 사이의 거리는 적어도 28cm인 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 b) 단계에서, 티타늄으로 광원부에서 전자 빔을 조사할 때의 각도는 75°인 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 c) 단계에서, 용기에 수용된 전해질은 육불화인산리튬(LiPF 6 )-엘틸렌 카보네이트(EC : ethylene carbonate)-디메칠 카보네이트(DMC : dimethyl carbonate)로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 엘틸렌 카보네이트(EC : ethylene carbonate)와 디메칠 카보네이트(DMC : dimethyl carbonate)의 중량 비율은 1대1인 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 d) 단계에서, 알루미늄 나노막대 박막을 100nm으로 생성하는 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 용기에서 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 수거하여 증발기의 진공실에 투입하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 증발기의 진공실을 120℃로 24시간 운전하는 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
상기 성장된 20nm의 티타늄으로 광원부에서 전자 빔을 75°로 조사 한 후, 상기 진공실로부터 티타늄을 수거하는 단계와;
상기 수거된 티타늄 3개를 전해질이 담긴 용기에 설치한 후, 각각의 티타늄에 전극봉을 설치하는 단계와;
상기 전극봉으로 전기를 인가하여 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 생성하는 단계와;
상기 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 수거한 후, 증발기의 진공실에 투입하여 상기 진공실을 120℃로 24시간 운전하는 것을 특징으로 하는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법.
리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법{method for AL-nanorods thin film anode of li-ion batteries}
본 발명은 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량들은, 내연기관(ICE)에 동력을 공급하도록 가솔린(휘발유)을 이용하는 가솔린-전기 하이브리드 차량들이다. 이러한 하이브리드 차량들은 회생 제동을 통해 운동 에너지를 캡처링하여 그들의 배터리들을 충전한다. 정속도주행시 또는 공회전시에, 내연기관의 출력 중 일부는, 구동 전기 모터를 제공하여 배터리들을 충전하기 위한 전력을 생성하는, 발전기(단지 전기 모터가 발전기 모드로 운전)로 공급된다. 가솔린-전기 하이브리드 차량들은 완전 전기 차량들과 다르며, 후자는 (파워 그리드 등에서의) 외부 소스에 의해 충전된 배터리들, 또는 레인지 익스텐딩 트레일러(range extending trailer)를 이용한다. 그러나, 경유, 에탄올, 또는 다른 식물계 오일 등의 다른 타입들의 연료도 가끔 사용되고 있지만, 거의 모든 하이브리드 차량들은 아직도 그들 단독의 연료 소스로서 가솔린을 필요로 하고 있다.
배터리들 및 전지들은 기술이 잘 알려져 있는 중요한 에너지 저장 장치들이다. 전기 에너지는 전해질용액에 담겨진 두 개의 다른 전극 판들 사이에서 발생하는 화학작용에 의해 배터리에서 생성된다. 배터리에 대한 가장 큰부담은 배터리가 차량을 시동하도록 사용될 때의 상황 등의, 가속 시에 구동 모터를 작동하도록 전류를 공급해야 하는 경우에 발생한다. 구동 모터의 암페어수(amperage) 필요량은 수백 암페어 이상으로 될 수 있다. 큰 볼륨(또는 전류 공급 레벨)을 가진 대부분의 배터리 타입들은 큰 패키징을 필요로 하고 그에 따라 배터리를 무겁게 하며 따라서 비용면에서 효율적이지 않다. 동시에, 이러한 고 전류는 매우 제한된 시간, 보통 몇 초 동안만 필요로 한다. 따라서, 어떤 응용들에 대해서는 소위 고율(high-rate) 배터리들을 필요로 한다.
통상의 리튬-이온 배터리는 양극(캐소드 또는 캐소드 매트릭스), 음극(애노드 또는 애노드 매트릭스) 및 미세 다공성 멤브레인(세퍼레이터)에 의해 분리된 염들을 포함하는 전해질(용액 또는 고체 상태 제품)로 구성된다. 리튬-이온들은 전해질을 통해 두 개의 전극들 사이에서 이동한다. 충전 과정 중에, 리튬 이온들은 캐소드 매트릭스에서 추출되어, 전해질 및 세퍼레이터를 통과하며 애노드 매트릭스로 삽입된다. 동시에, 전자들은 캐소드에서 방출되어 외부 회로를 통하게 되며 애노드 화합물에 의해 수용된다. 방전 중에는 역의 과정이 발생한다.
그러나, 상기한 종래의 리튬-이온 배터리의 애노드는 고비용이 소요되고, 응집 및 처리에 어려움이 있으며, 안전상에 큰 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 비용이 적게 소요되면서 수명이 길고, 안전상에 문제가 없는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법을 제공함에 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법은,
증발기의 진공실의 상부에 유리기판을 비스듬히 설치한 후, 상기 유리기판의 저면에 티타늄을 성장시키는 단계와;
상기 성장된 티타늄으로 전자 빔을 조사 한 후, 상기 진공실로부터 티타늄을 수거하는 단계와;
상기 수거된 티타늄 3개를 전해질이 담긴 용기에 설치한 후, 각각의 티타늄에 전극봉을 설치하는 단계와;
상기 전극봉으로 전기를 인가하여 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 생성하는 단계와;
상기 용기에서 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 수거하여 증발기의 진공실에 투입한 후, 상기 증발기의 진공실을 120℃로 24시간 운전하는 단계로 이루어진다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법은 비용이 적게 소요되면서 수명이 길고, 안전상에 문제가 없는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 생산시, 생산수율을 높일 수 있는 효과가 있으며, 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조장치를 간단히 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 적용되는 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조장치를 간단히 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 리튬-이온 배터리용 알루미늄 나노막대 박막 애노드의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 증발기의 진공실의 상부에 유리기판을 비스듬히 설치한 후, 상기 유리기판의 저면에 면적당 2Å/sec로 200nm의 티타늄을 성장시킨다.
이때, 상기 진공실은 1.0 ×10 -6 토르이다.
그리고, 상기 200nm의 티타늄으로 광원부에서 전자 빔을 조사한다. 이때, 전자 빔의 조사 각도는 75°이다.
여기서, 상기 광원부와 유리기판 사이의 거리는 적어도 28cm 이다.
그리고, 진공실로부터 200nm의 티타늄을 수거한 후, 200nm의 티타늄 3개를 전해질이 담긴 용기에 설치한다. 여기서, 상기 전해질은 육불화인산리튬(LiPF 6 )-엘틸렌 카보네이트(EC : ethylene carbonate)-디메칠 카보네이트(DMC : dimethyl carbonate)로 이루어진다.
이때, 상기 엘틸렌 카보네이트와 디메칠 카보네이트의 중량 비율은 1대1이다.
그리고, 상기 200nm의 티타늄 3개에 전극봉을 연결한다.
그리고, 상기 전극봉으로 전기를 인가한다. 이에 따라, 상기 200nm의 티타늄의 일측에 100nm의 알루미늄 나노막대 박막이 생성된다.
여기서, 생성된 100nm의 알루미늄 나노막대 박막의 결정체는 수정(quartz crystal)이다.
상기 200nm의 티타늄에서 성장한 알루미늄 나노막대 박막은 애노드로 이용하는바,
상기 100nm의 알루미늄 나노막대 박막을 용기에서 수거하여 증발기의 진공실에 투입한 후, 상기 증발기의 진공실을 120℃로 24시간 운전한다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
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