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리되는 것들이다. 형성하는 경우 비표면적이 약 300 내지 2,600 m /g의 범위이다. 본 발명의 방법으로 수득된 NGP는 단일층 그래 핀(두께가 0.34 내지 0.4 nm임) 또는 소수 층의 그래핀(< 2 nm)을 상당 비율 함유하는 경향이 있다. 무수 상태 의 그래핀 중합체는 길이 또는 폭이 전형적으로 10nm 내지 20μm, 보다 전형적으로 100nm 내지 10μm의 범위인 시 트를형성할수있다 [0044] 본 발명의 방법에 따라 순수 그래핀으로부터 제조된 그래핀 중합체는 최소량의 산소 함유 그룹을 가짐에도 불구 하고(따라서, 고도의 전도성을 유지함에도 불구하고) 물 및 몇 가지 다른 유기 용매(예: 메탄올, 에탄올, 아세 톤, NMP, 톨루엔 및 다양한 산) 중에서 가용성이거나 분산성이 된다. 상기 그래핀 중합체는 단계(b)에서 수득 한 가볍게 산화된 NGP를 반응물과 접촉시켜 작용기가 상기 그래핀 시트 또는 소판의 표면 또는 가장자리에 첨가 되도록 하는 추가의 단계를 수행함으로써 추가로 작용화될 수 있으며, 여기서 상기 작용기는 알킬 또는 아릴 실 란, 알킬 또는 아르알킬 그룹, 하이드록실 그룹, 아민 그룹, 탄화불소 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 도면의 간단한 설명 [0045] 도 1은 각각 1,000°C 및 1,100°C에서 다양한 탈산소 기간이 경과한 후 GO 나노 소판으로부터 제조된 박막의 전 기전도도 데이타를 도시한다. 도 2는 2개의 탈산소 온도에서 제조된 GO 나노 소판에서 상응하는 산소 함량의 함수로서 플롯팅된 전기전도도 데이타를 도시한다. 도 3은 1200°C 및 1350°C에서 소판 탈산소 시간의 다양한 기간이 경과한 후 GO 나노 소판 막의 전기전도도 데이 타를 도시한다. 도 4는 순수 NGP 및 본 발명의 몇 가지 바람직한 양태에 따라 제조된 이들의 부분 산화 형태의 전기전도도 데이 타를 도시한다. 도 2에 나타낸 데이타가 여기서 비교용으로 반복되었다. 도 5는 상이한 결합제-첨가제 조합을 갖는 애노드를 함유하는 리튬 이온 배터리의 충전/방전 주기 거동을 도시 한다. 도 6은 각각 결합제-첨가제의 중량의 함수로서 플롯팅된 다양한 건식 전극(캐소드)의 전기전도도를 도시한다: (A)10기준의로그스케일로나타낸전도도및(B)선형배율의전도도. 그래핀중합체결합제를함유하지않 는 전극이 통상 비전도성 및 비전기활성인 결합제를 추가의 양으로(전형적으로 5 내지 10중량%) 필요로 할 것임 을 유의한다. 상기 PVDF 결합제 중량은 상기 계산에 포함되지 않는다. 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 [0046] 본발명은리튬이온배터리,리튬금속배터리,리튬-공기배터리,기타알칼리또는알칼리성배터리또는슈 퍼커패시터와 같은 전기화학 전지용 전기전도성 전극을 제공한다. 하나의 바람직한 양태에서, 상기 전극은 전 기활성 물질의 다중 입자들(예를 들면, 리튬 이온 배터리의 애노드 중의 Si 또는 흑연 입자들 및 캐소드 중의 리튬 철 포스페이트 입자들 또는 슈퍼커패시터 중의 활성탄 입자들), 및 상기 전기활성 물질의 다중 입자들을 함께 결합시키는 전도성 그래핀 중합체 결합제를 포함하며, 여기서 상기 결합제는 총 전극 중량의 0.01 내지 90 중량%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 상기 결합제는 0.5 내지 50%, 가장 바람직하게는 1 내지 15%의 양으로 존재한다. [0047] 본발명의또다른바람직한양태는상기그래핀중합체결합제에대한전구체용액또는현탁액이다. 상기전 구체는액체매질중에용해또는분산되어있는그래핀중합체를함유한다. 상기그래핀중합체는탄소이외 의 기타 원소(예: 산소, 수소 및 불소)를 비교적 함유하지 않는 실질적으로 순수한 그래핀이거나, 각각 조절된 양의 산소, 불소 또는 수소를 함유하는 그래핀 옥사이드, 그래핀 플루오라이드 및 그래핀 하이드라이드일 수 있 다. [0048] 상기 언급된 결합제 전구체 용액 또는 현탁액은 본 발명의 전극을 제조하는데 사용될 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 또 다른 양태는 (a) 그래핀 중합체가 액체 매질 중에 용해 또는 분산되어 있는 전구체 용액 또는 현 탁액을 제조하는 단계; (b) 상기 전구체 용액 또는 현탁액 중에서 전기활성 물질의 다중 입자들을 혼합하여 슬 [0043] 다수의 경우, 본 발명자의 연구에서 생성된 그래핀 중합체는 상기 용액 또는 현탁액 상태로부터 석출되어 NGP를 2 - 10 - 등록특허 10-1542041PDF Image | WO2009061685
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WO2009061685Original File Name Searched:
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