FABRICATION OF SUPERCAPACITOR ELECTRODE BASED ON AMORPHOUS CARBON COATED NICKEL OXIDE NANOFIBERS USING ELECTROSPINNING, VAPOR DEPOSITION POLYMERIZATION AND HEAT TREATMENT

• Main Authors: SHIN, DONG HOON, JANG, JYONG SIK
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 22.12.2015
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES ORLIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE; ELECTRICITY

The present invention relates to a method for manufacturing a nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with amorphous carbon by using electrospinning and vapor deposition polymerization and then applying the composite to a supercapacitor. In the method, nanofibers are manufactured by using electrospinning a polymer in a mixed solution including a metal oxide precursor, nickel oxide nanofibers are manufactured by performing heat treatment thereon, a nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with polypyrrole (PPy) is manufactured through vapor deposition polymerization, the manufactured nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with the polypyrrole (PPy) is carbonized to manufacture a nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with amorphous carbon. When the nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with amorphous carbon is used as a capacitor electrode, the capacitor electrode has high capacitance performance and safety, thereby presenting the possibility of it being a next generation capacitor electrode. According to the present invention, there is an advantage of easily manufacturing an inorganic nanofiber composite coated with an organic material by simple and inexpensive electrospinning and vapor deposition polymerization. In addition, the nickel oxide (NiO) nanofiber composite coated with amorphous carbon according to the present invention can be manufactured regardless of kinds of metal oxidizers and monomers of a coating layer as well as regardless of kinds and thicknesses of inorganic material. 본 발명은 전기 방사-기상 증착 중합을 이용하여 비정질 카본(amorphous carbon)이 코팅된 니켈 산화물(NiO) 나노섬유 복합체를 제조한 후 이를 슈퍼 커패시터로 응용한 내용에 관한 것으로, 금속 산화물 전구체를 포함한 고분자 혼합용액 전기방사를 이용하여 나노섬유를 제조한 뒤 열처리를 하여 니켈 산화물 나노섬유를 제조하고, 이에 기상 증착 중합법을 통해 폴리피롤(PPy)이 코팅된 니켈 산화물(NiO) 나노섬유 복합체를 제조한 후, 제조된 폴리피롤(PPy)이 코팅된 니켈 산화물(NiO) 나노섬유 복합체를 탄화하여 비정질 카본(amorphous carbon)이 코팅된 니켈 산화물(NiO) 나노섬유 복합체를 제조한 뒤, 커패시터 전극으로 이용되었을 경우 높은 커패시턴스 성능과 안전성을 보임으로 차세대 커패시터 전극으로서의 가능성을 제시하였다. 본 발명에 따르면, 간단하고 저렴한 전기 방사-기상 증착 중합에 의해 유기물이 코팅된 무기물 나노섬유 복합체를 용이하게 제조할 수 있는 장점을 가진다. 더욱이, 본 발명에서 제조될 수 있는 비정질 카본(amorphous carbon)이 코팅된 니켈 산화물(NiO) 나노섬유 복합체는 무기물의 종류, 두께에 구애되지 않을 뿐 아니라, 코팅층의 단량체 및 금속 산화제의 종류에 제한 없이 제조가 가능하다.