公开(公告)号：WO2013176363A1

公开(公告)日：2013-11-28

申请号：PCT/KR2012/011355

申请日：2012-12-24

Applicant: 아주대학교산학협력단

Inventor： 김동완 ,  심현우 ,  임아현

IPC: B82B3/00 ,  C12P9/00 ,  H01M4/139 ,  H01M4/48

CPC classification number: H01M4/48 ,  H01M4/0471 ,  H01M4/1393 ,  H01M4/587 ,  H01M10/0525

Abstract: 본 발명은 바실러스 박테리아 표면에 주석 산화물을 직접적으로 결합시켜 획득된 박테리아/주석 산화물의 분말을 수소 분위기 하에서 열화학적 환원시키는 것에 의해 0 차원 형상을 갖는 다상의 주석 산화물들 및 주석 금속과 박테리아로부터 유도된 비정질 카본과의 복합화를 이루는 튜브 형상의 나노복합체에 관한 것이다. 종래의 리튬 이차전지용 음극활물질에서 단점으로 지적되어온 저 용량 및 저 출력 (높은 전류 밀도에 낮은 용량), 리튬과 반응 시 큰 부피 변화로 인해 사이클에 따른 용량이 크게 감소되는 특성을 박테리아를 템플릿으로 사용하고, 고용량의 특성 구현이 가능한 주석 산화물을 박테리아 표면과 결합하여 이들의 열화학적 환원을 통해 제작되는 비정질 카본/주석 원소 기반 다상의 저차원 나노구조체들로 이루어진 튜브 형상의 나노복합체 제조를 통해 해결 가능하다. 본 발명에서의 열화학적 환원 공정은 그 제조 과정이 단순하고, 경제적이며, 사용되는 박테림아 템플릿의 형상에 따라 다양한 형태의 복합체 수득이 가능할 뿐 아니라, 저온 합성 및 중간 매개체의 합성이 용이하고 대량생산이 용이하기 때문에 리튬 이차전지뿐만 아니라, 전기 이중층 슈퍼 커패시터 분야로의 실질적 응용이 가능하리라 기대된다.

Abstract translation: 本发明涉及一种管状纳米复合材料，其包括：通过将氧化锡直接结合到芽孢杆菌属细菌的表面上的氢氧化物粉末的热化学还原而具有零立方体形状的多相氧化锡 大气层; 以及衍生自锡金属和细菌的无定形碳的复合物。 可以解决低容量和低产量（在高电流密度下的低容量），并且由于与锂反应期间的体积变化大而随着循环而产生的容量的大幅降低，这已被表示为 通过制备包含以细菌为模板制备的无定形碳/锡元素基多相低维纳米结构的管状纳米复合材料，可以制备用于锂二次电池的常规正极活性材料的缺点，结合能够实现高容量的氧化锡 到细菌的表面，并用热化学方法还原细菌。 本发明的热化学还原具有简单且经济的制备方法，能够根据所使用的细菌模板的形状制备复合体的各种形状，并且有助于低温合成，中间体合成和批量生产。 因此，本发明预期对锂二次电池领域和双电层电容器领域具有实际应用。

公开(公告)号：KR101340523B1

公开(公告)日：2013-12-11

申请号：KR1020120054458

申请日：2012-05-22

Applicant: 아주대학교산학협력단

Inventor： 김동완 ,  심현우 ,  임아현

IPC: B82B3/00 ,  C12P9/00 ,  H01M4/139

CPC classification number: H01M4/48 ,  H01M4/0471 ,  H01M4/1393 ,  H01M4/587 ,  H01M10/0525

Abstract: 본 발명은 바실러스 박테리아 표면에 주석 산화물을 직접적으로 결합시켜 획득된 박테리아/주석 산화물의 분말을 수소 분위기 하에서 열화학적 환원시키는 것에 의해 0 차원 형상을 갖는 다상의 주석 산화물들 및 주석 금속과 박테리아로부터 유도된 비정질 카본과의 복합화를 이루는 튜브 형상의 나노복합체에 관한 것이다.
종래의 리튬 이차전지용 음극활물질에서 단점으로 지적되어온 저 용량 및 저 출력 (높은 전류 밀도에 낮은 용량), 리튬과 반응 시 큰 부피 변화로 인해 사이클에 따른 용량이 크게 감소되는 특성을 박테리아를 템플릿으로 사용하고, 고용량의 특성 구현이 가능한 주석 산화물을 박테리아 표면과 결합하여 이들의 열화학적 환원을 통해 제작되는 비정질 카본/주석 원소 기반 다상의 저차원 나노구조체들로 이루어진 튜브 형상의 나노복합체 제조를 통해 해결 가능하다.
본 발명에서의 열화학적 환원 공정은 그 제조 과정이 단순하고, 경제적이며, 사용되는 박테림아 템플릿의 형상에 따라 다양한 형태의 복합체 수득이 가능할 뿐 아니라, 저온 합성 및 중간 매개체의 합성이 용이하고 대량생산이 용이하기 때문에 리튬 이차전지뿐만 아니라, 전기 이중층 슈퍼 커패시터 분야로의 실질적 응용이 가능하리라 기대된다.

公开(公告)号：KR1020130130553A

公开(公告)日：2013-12-02

申请号：KR1020120054458

申请日：2012-05-22

Applicant: 아주대학교산학협력단

Inventor： 김동완 ,  심현우 ,  임아현

IPC: B82B3/00 ,  C12P9/00 ,  H01M4/139

CPC classification number: H01M4/48 ,  H01M4/0471 ,  H01M4/1393 ,  H01M4/587 ,  H01M10/0525

Abstract: The present invention relates to multiphasic tin oxides having a zero-dimensional shape by the thermochemical reduction of bacteria/tin oxide powers, which are produced by directly attaching tin oxides to the surface of bacillus bacteria, under the hydrogen atmosphere, and a nanocomposite with a tube shape performing complexation with amorphous carbon derived from multiphasic tin oxides, tin metal and bacteria. The present invention can solve the problems of the existing negative electrode active material for a lithium secondary battery such as low capacity and low output (low capacity in the high electric current density) and properties of greatly reducing a capacity according to cycles due to large volume change in reaction with lithium through the nanocomposite with the tube shape comprising amorphous carbon/tin-based multiphasic low-dimensional nanostructures which is manufactured by using bacteria as templates, attaching tin oxides capable of expressing high capacities to the surface of the bacteria and performing a thermochemical process. The thermochemical process of the present invention is simple and economical, produces various types of composites according to the shape of the bacteria template, facilitates low-temperature synthesis and the synthesis of a medium, conveniently produces in large quantities and enables applications to not only a lithium second battery but also a double-layered super capacitor. [Reference numerals] (AA) Bacillus bacteria culture/concentration control;(BB) Dissolution of chloride tin deionized water;(CC) Bacteria dispersion solution +Tin precursor solution;(DD) Hydrazine (N_2H_4·H_2O) solution addition;(EE) Reflux of mixed solution for 12 hours;(FF) Sediment yield through centrifugation;(GG) washing using deionized water and acetone;(HH) Dry in a vacuum oven and obtain bateria/tin oxide composite powders;(II) Thermochemical reduction under hydrogen (400°C/12 hours);(JJ) Tin-based multiphase nanostructure/noncrystal carbon tube type nanocomposite

Abstract translation: 本发明涉及通过在氢气氛下直接将锡氧化物附着在芽孢杆菌细菌表面上产生的细菌/氧化锡功率的热化学还原而具有零维形状的多相锡氧化物，以及具有 管状与来自多相锡氧化物，锡金属和细菌的无定形碳进行络合。 本发明可以解决现有的低容量，低输出（低电流密度下的低容量）的锂二次电池的负极活性物质的问题，并且由于体积大而大大地降低了循环的容量 通过纳米复合物与包含无定形碳/锡的多相低维纳米结构的管形式的反应发生变化，所述无定形碳/锡基多相低维纳米结构通过使用细菌作为模板制造，将能够表现出高容量的氧化锡附着在细菌表面上， 热化学工艺。 本发明的热化学工艺简单经济，根据细菌模板的形状生产各种类型的复合材料，促进低温合成和介质的合成，方便大量生产，不仅可以应用于 锂二次电池，也是双层超级电容器。 （AA）芽孢杆菌细菌培养/浓度控制（BB）溶解氯化锡去离子水;（CC）细菌分散液+锡前体溶液;（DD）肼（N_2H_4·H_2O）溶液添加;（EE） 混合溶液回流12小时;（FF）通过离心沉淀产物;（GG）使用去离子水和丙酮洗涤;（HH）在真空烘箱中干燥并获得副产物/氧化锡复合粉末;（II）氢气下的热化学还原 （400℃/ 12小时）;（JJ）锡基多相纳米结构/非晶碳管型纳米复合材料