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Korean Chemical Engineering Research, Vol.52, No.5, 553-557, October, 2014
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하이드로겔 고분자 전해질이 코팅된 술폰화 폴리프로필렌 격리막을 포함하는 활성탄 수퍼커패시터 특성
Electrochemical Properties of Activated Carbon Supecapacitor Containing Sulfonated Polypropylene Separator Coated with a Hydrogel Polymer Electrolyte
윤충섭, 고장면†, 모하메드 라티파투, 이해수, 이영기1, 김광만1, 원정하, 조정대2, 장윤석2, 김종휘3
  • 한밭대학교 화학생명공학과/신소재공학과, 305-719 대전광역시 유성구 동서대로 125
  • 1한국전자통신연구원 전력제어소자연구실, 305-700 대전광역시 유성구 가정로 218
  • 2한국기계연구원 인쇄전자연구실, 305-343 대전광역시 유성구 가정북로 156
  • 3한국에너지기술연구원 에너지저장연구단, 305-343 대전광역시 유성구 가정로 152
Choong Sub Yoon, Jang Myoun Ko†, Mohammed Latifatu, Hae Soo Lee, Young-Gi Lee1, Kwang Man Kim1, Jung Ha Won, Jeongdai Jo2, Yunseok Jang2, and Jong Huy Kim3
  • Department of Chemical and Biological Engineering/Adranced Materials Eng., Hanbat National University, 125 Dongseo-daero, Yuseong-gu, Daejeon 305-719, Korea
  • 1Research Section of Power Control Devices, Electronics & Telecommunications Research Institute (ETRI), 218 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-700, Korea
  • 2Department of Printed Electronics, Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM), 156 Gajeongbuk-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
  • 3Energy Storage Department, Korea Institute of Energy Research (KIER), 152 Gajeong-ro, Yeseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
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초록
폴리프로필렌(PP) 격리막의 표면을 황산-acetone 알돌 응축반응을 통해 술폰화 폴리프로필렌(S-PP) 격리막을 제조하고 표면기 분석과 접촉각 측정을 통해 -SO3H 그룹이 다량 분포된 친수성 표면으로 전환되었음을 밝혔다. 또한 potassium polyacrylate (PAAK) 하이드로겔 고분자 전해질로 S-PP 표면을 코팅하고 이를 활성탄 수퍼커패시터에 적용하여 그 전기화학적 특성을 조사하였다. 결과적으로 S-PP 격리막은 친수성 표면으로 인하여 비록 전기화학적 안정성은 감쇠하지만, 접촉각 감소, 젖음성 향상, 전해질 함침량 증대, 이온전도도 향상, 계면저항 감소 등의 효과를 발생시켜 결국 커패시터적 특성의 향상, 즉 비축전용량과 사이클 수명의 향상을 구현할 수 있다.
Sulfonated polypropylene (S-PP) is prepared by sulfuric acid-acetone aldol condensation reaction of polypropylene (PP) separator to yield hydrophilic separator surface with a moderate amount of -SO3H groups. Activated carbon supercapacitor is also fabricated adopting the S-PP separator coated with potassium polyacrylate (PAAK) hydrogel polymer electrolyte. As a result, the hydrophilic surface of S-PP separator involves better physical and electrochemical properties such as decrease in contact angle, improvements of wettability, electrolyte uptake, and ionic conductivity to give higher specific capacitance and long cycle-life.
Keywords:Polypropylnene Separator;Sulfonation;Hydrogel Polymer Electrolyte;Supercapacitor
  1. Selvakumar M, Pitchumani S, Korean J. Chem. Eng., 27(3), 977 (2010)
  2. Latifatu M, Ko JM, Lee YG, Kim KM, Jo J, Jang Y, Yoo JJ, Kim JH, Korean Chem. Eng. Res., 51(5), 550 (2013)
  3. Kim JY, Lim DY, Energies, 3(4), 866 (2010)
  4. Wu GM, Lin SJ, Yang CC, J. Membr. Sci., 284(1-2), 120 (2006)
  5. Wu GM, Lin SJ, You JH, Yang CC, Mater. Chem. Phys., 112(3), 798 (2008)
  6. Kane SM, Timonen RS, Leu MT, J. Phys. Chem. A, 103(46), 9259 (1999)
  7. Kim KM, Latifatu M, Lee YG, Ko JM, Kim JH, Cho WI, “Effect of Ceramic Filler-Containing Polymer Hydrogel Electrolytes Coated on the Polyolefin Separator on the Electrochemical Properties of Activated Carbon Supercapacitor,” J. Electroceramics, in press DOI: 10.1007/s10832-013-9860-6. (2014)
  8. Sowa MG, Fischer D, Eysel HH, Mantsch HH, J. Mol. Struct., 379(1-3), 77 (1996)
  9. Tada H, Ito S, Langmuir, 13(15), 3982 (1997)
  10. Myhre CEL, Christensen DH, Nicolaisen FM, Nielsen CJ, J. Phys. Chem. A, 107(12), 1979 (2003)