KR101357184B1 - A structure for storage of electrochemical energy comprising tunnel type nanostructures and a preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 형태 나노구조체를 포함하는 전기화학 에너지 저장용 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판; 상기 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하며, 상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 에너지 저장용 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for electrochemical energy storage including a tunnel-type nanostructure and a method for manufacturing the same, more specifically, a substrate; A tunnel-type nanostructure formed through a cross section of the other side from a cross section of one side of the substrate; And it comprises an electrode material coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructures, characterized in that the tunnel-type nanostructures are formed repeatedly at a predetermined interval, the electrochemical energy storage structure and its manufacturing method.
Description
본 발명은 터널 형태 나노구조체를 포함하는 전기화학 에너지 저장용 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판; 상기 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하며, 상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 에너지 저장용 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a structure for electrochemical energy storage including a tunnel-type nanostructure and a method for manufacturing the same, more specifically, a substrate; A tunnel-type nanostructure formed through a cross section of the other side from a cross section of one side of the substrate; And it comprises an electrode material coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructures, characterized in that the tunnel-type nanostructures are formed repeatedly at a predetermined interval, the electrochemical energy storage structure and its manufacturing method.
현재의 산업기술의 발전과 더불어 경제 성장과 생활수준의 향상에 따른 에너지 수요는 기하급수적으로 증가하는 구조임에도 불구하고 대부분의 국가들은 화석에너지에 의존하고 있어서 자원의 편중성, 부존자원의 고갈, 다양한 환경오염이라는 문제점을 가지고 있다. 최근 이에 대한 해결방안으로 새로운 개념의 에너지원을 개발하여 화석 에너지가 지닌 문제를 해결할 신에너지 기술들이 부각되고 있다. 이와 관련한 새로운 대안으로 차세대 전지산업의 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
In spite of the development of current industrial technology, energy demand due to economic growth and living standard is growing exponentially, most countries are dependent on fossil energy. There is a problem of pollution. Recently, new energy technologies are emerging to solve the problems of fossil energy by developing new concepts of energy sources. As a new alternative in this regard, the demand of the next-generation battery industry is continuously increasing.
또한, 최근의 휴대전자기기 기술의 진보와 함께 이들을 작동시키는 목적의 플렉서블 배터리(flexible battery)의 요구가 크다. 플렉서블 초박형 전지는 아직까지 상용화되지 못했지만 플렉서블 디스플레이 발전에 따라 휴대폰, 스마트카드, 입는 PC, 노트북 PC 등에서 필수 기술로 부상하고 있다. 플렉서블 배터리 기술이 적용될 경우 구부릴 수 있는 휴대전화와 스마트 카드, 두루마리 형태의 노트북 PC, 휴대전화 기능을 갖춘 팔찌 형태의 시계 등 개발이 가능하다.
In addition, with the recent development of portable electronic device technology, there is a great demand for a flexible battery for the purpose of operating them. Flexible ultra-thin batteries have not been commercialized yet, but with the development of flexible displays, they are emerging as essential technologies in mobile phones, smart cards, wearable PCs, and notebook PCs. If flexible battery technology is applied, it can be developed such as bendable mobile phones, smart cards, roll-up notebook PCs, and bracelet-type watches with mobile phone functions.
현재 상용화되고 있는 2차전지의 극판은 단순히 양극 또는 음극 물질과 폴리머접착제, 그리고 카본(탄소)을 점도가 높은 시럽형태로 만들어 일정한 두께로 집전체(알루미늄이나 구리 포일) 위에 도포해왔다. 이 기술을 플렉서블 전지에 적용할 경우 구부림과 접힘으로 인한 수명이 저하되고 단락(끊어짐)현상이 발생하는 단점이 발생한다.
The electrode plates of secondary batteries currently commercially available have been simply coated on a current collector (aluminum or copper foil) with a uniform thickness by making positive or negative materials, polymer adhesives, and carbon (carbon) into highly viscous syrups. When applied to the flexible battery, this technology has the disadvantage of shortening the life due to bending and folding and short circuit (cutting off).
따라서, 플렉서블 배터리의 문제점으로 지적돼온 구부림에 의한 단락 밍 성능 저하를 극복할 수 있는 새로운 형태의 플렉서블 배터리의 개발이 요구된다.
Accordingly, there is a need for the development of a new type of flexible battery capable of overcoming the shortening performance degradation caused by bending, which has been pointed out as a problem of the flexible battery.
한편, 미세한 패턴을 형성시키는 미세패턴 가공기술은 여러 산업분야의 기반이 되는 기반기술로서 전자소자, 광학소자, MEMS, 최근에는 바이오 소자에 이르기까지 다양한 분야에 있어서 파급효과를 줄 수 있는 핵심 기술이다. 특히 1990년대 이후로 기존의 거시구조에서의 특성과는 다른 현상들이 나노구조에서 발현됨을 주목하는 연구가 속속 소개됨에 따라 이를 이용한 나노소자를 구성하기 위한 미세패턴 가공기술, 즉 패터닝 기술에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 또한 전기전자, 화학, 재료, 바이오 등의 전통적인 학문에 나노기술을 바탕으로 여러 혼합-응용기술이 발달함에 따라, 전자산업에서 주로 사용되던 미세패턴 가공기술의 응용은 점차 다양한 나노소자와 광학 소자를 비롯하여, 바이오 칩과 같은 바이오 소자에까지 그 응용성이 날로 넓어지고 있다.
On the other hand, the fine pattern processing technology for forming a fine pattern is a core technology that is the foundation technology of various industries and is a core technology that can have a ripple effect in various fields such as electronic devices, optical devices, MEMS, and recently, bio devices. . Particularly, since the 1990s, researches paying attention to phenomena that are different from those of macrostructures have appeared in nanostructures. As a result, research on micro pattern processing technology, that is, patterning technology, for constructing nanodevices using the same It is concentrated. In addition, as various mixed-application technologies have been developed based on nanotechnology in traditional studies such as electric, chemistry, materials, and biotechnology, the application of micropattern processing technology, which is mainly used in the electronics industry, has been increasingly applied to various nano and optical devices. In addition, the applicability of bio devices such as biochips is being expanded day by day.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 연구하던 중 기판; 상기 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하며, 상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 에너지 저장용 구조물을 제작하고 상기 구조물이 플렉서블 배터리 또는 전지 기판에 활용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors while studying in view of the above point; A tunnel-type nanostructure formed through a cross section of the other side from a cross section of one side of the substrate; And an electrode material coated on an inner wall of the tunnel-type nanostructure, wherein the tunnel-type nanostructure is repeatedly formed at regular intervals, thereby manufacturing a structure for electrochemical energy storage and the structure is a flexible battery. Or the present invention was completed by confirming that it can be utilized in a battery substrate.
본 발명의 목적은 터널 형태 나노구조체 및 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하는 전기화학 에너지 저장용 구조물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a structure for electrochemical energy storage comprising a tunnel-type nanostructure and an electrode material coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructure.
본 발명의 다른 목적은 상기 전기화학 에너지 저장용 구조물의 제조방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the electrochemical energy storage structure.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 In order to solve the above problems,
기판; Board;
상기 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및 A tunnel-type nanostructure formed through a cross section of the other side from a cross section of one side of the substrate; And
상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하며, An electrode material coated on an inner wall of the tunnel-type nanostructure,
상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, Characterized in that the tunnel-like nanostructures are formed repeatedly at regular intervals,
전기화학 에너지 저장용 구조물을 제공한다.
Provided are structures for electrochemical energy storage.
본 발명에서 사용하는 용어 '기판'은 도체 패턴을 형성할 수 있는 판상의 절연재료를 의미한다. The term 'substrate' used in the present invention means a plate-shaped insulating material capable of forming a conductor pattern.
상기 기판은 선택되는 소재에 따라 유연성이 다를 수 있다. 또한, 기판의 유연성은 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물을 적용하는 용도에 적합하도록 선택될 수 있다.The substrate may vary in flexibility depending on the material selected. In addition, the flexibility of the substrate may be selected to be suitable for use in applying the electrochemical energy storage structure of the present invention.
일례로 상기 기판을 플렉서블 배터리에 응용할 경우 상기 기판은 플렉서블 기판일 수 있다.For example, when the substrate is applied to a flexible battery, the substrate may be a flexible substrate.
기판 소재는 절연재료로 이루어지고 나노구조체의 형성이 용이한 것이라면 제한없이 사용이 가능하다. 바람직하기로 기판 소재로는 고분자 절연재료를 사용할 수 있다. 구체적으로, 사용이 가능한 기판 소재로는 우레탄계 소재, 폴리이미드계 소재, 실리카계 복합소재 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
The substrate material may be used without limitation as long as it is made of an insulating material and easy to form nanostructures. Preferably, a polymer insulating material may be used as the substrate material. Specifically, substrate materials that can be used include urethane-based materials, polyimide-based materials, silica-based composite materials, and the like, but are not limited thereto.
본 발명에서 사용하는 용어 '터널 형태 나노구조체'는 상기한 바와 같이 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되는 터널 형태를 갖는 나노 수준의 구조체를 의미한다. The term 'tunnel-shaped nanostructure' used in the present invention refers to a nano-level structure having a tunnel form formed from the cross section of one side of the substrate through the cross section of the other side as described above.
상기 터널 형태 나노구조체는 레이저간섭 노광 방법으로 형성될 수 있다.The tunnel-type nanostructure may be formed by a laser interference exposure method.
구체적으로, 레이저간섭 노광 기기(다이오드펌프고체 레이저, 코히어런트, 미국)를 이용하여 266 ㎚ 파장 조건에서 감광 소재에 5 내지 10초, 바람직하기로 7초간의 노광 조건으로 레이저간섭 노광을 실시하여 상기 터널 형태 나노구조체를 형성시킬 수 있다.
Specifically, using a laser interference exposure apparatus (diode pump solid laser, coherent, USA), laser interference exposure is performed on the photosensitive material at an exposure condition of 5 to 10 seconds, preferably 7 seconds, at a 266 nm wavelength condition. The tunnel-type nanostructures may be formed.
본 발명에서 사용하는 용어 '전극재료'는 유전체에 전장을 만들거나 혹은 계에 전류를 흘리거나 계에서 전류를 집어낼 목적으로 배치된 도체 물질을 의미한다.The term 'electrode material' used in the present invention refers to a conductor material disposed for the purpose of making an electric field in a dielectric, passing a current through a system, or picking up a current from a system.
상기 전극재료는 그라파이트, 카본, 니켈, 리튬, 또는 이의 조합일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The electrode material may be graphite, carbon, nickel, lithium, or a combination thereof, but is not limited thereto.
또한, 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에는 전극재료 이외에 전기화학 에너지 저장효율을 상승시키고 코팅되는 전극재료의 안정성을 향상시키기 위하여 폴리머 재료, 흑계 또는 카본계 나노재료가 추가로 코팅될 수 있다.
In addition, polymer material, black-based or carbon-based nanomaterials may be further coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructure in order to increase the electrochemical energy storage efficiency and improve the stability of the coated electrode material in addition to the electrode material.
상기 전기화학 에너지 저장용 구조물은 플렉서블 배터리 또는 전지 기판 등으로서 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
The electrochemical energy storage structure may be used as a flexible battery or a battery substrate, but is not limited thereto.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 전기화학 에너지 저장용 구조물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing an electrochemical energy storage structure comprising the following steps.
1) 레이저간섭 노광 방법으로 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체를 일정 간격으로 반복적으로 형성시키는 단계; 및1) repeatedly forming a tunnel type nanostructure passing through the cross section of one side from the cross section of one side of the substrate by laser interference exposure method at regular intervals; And
2) 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료를 코팅시키는 단계.
2) coating an electrode material on the inner wall of the tunnel-type nanostructure.
상기 단계 1은, 레이저간섭 노광 방법으로 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체를 일정 간격으로 반복적으로 형성시키는 단계로서, 레이저간섭 노광 방법을 이용하여 기판의 횡단면을 가로질러 기판의 내부에 형성되는 다수의 터널 형태 나노구조체를 일정 간격으로 반복적으로 형성시키는 단계이다.
Step 1 is a step of repeatedly forming a tunnel-shaped nanostructure passing through the cross section of one side from the cross section of the substrate by a laser interference exposure method at regular intervals, the substrate across the cross section of the substrate using a laser interference exposure method Steps of repeatedly forming a plurality of tunnel-shaped nanostructures formed in the interior at regular intervals.
구체적으로, 레이저간섭 노광 방법은 상기 전기화학 에너지 저장용 구조물에 대해 설명한 내용과 동일하다.
Specifically, the laser interference exposure method is the same as described for the electrochemical energy storage structure.
상기 단계 2는, 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료를 코팅시키는 단계로서, 전기화학 에너지 저장 능력을 갖도록 단계 1)에서 형성된 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료를 코팅시키는 단계이다.
Step 2 is a step of coating the electrode material on the inner wall of the tunnel-type nanostructures, coating the electrode material on the inner wall of the tunnel-type nanostructures formed in step 1) to have an electrochemical energy storage capacity.
상기 기판의 유연성과 소재, 전극재료 및 추가 코팅 재료는 상기 전기화학 에너지 저장용 구조물에 대해 설명한 내용과 동일하다.
Flexibility and material of the substrate, the electrode material and the additional coating material is the same as described for the electrochemical energy storage structure.
또한, 상기와 같이 제조된 전기화학 에너지 저장용 구조물은 플렉서블 배터리 또는 전지 기판 등으로서 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In addition, the electrochemical energy storage structure manufactured as described above may be used as a flexible battery or a battery substrate, but is not limited thereto.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성된 모습을 도식적으로 보여준다.FIG. 1 schematically shows a tunnel-shaped nanostructure repeatedly formed at a predetermined interval from a cross section of one side of a substrate to a cross section of another side.
상기와 같은 일정 간격으로 반복적인 터널 형태 나노구조체는 레이저간섭 노광 방법으로 형성시킬 수 있다. 레이저간섭 노광 방법은 레이저 빛의 경로차를 이용하여 프린지(fringe)를 형성하여 패턴을 형성시키는 방법이다.Repeated tunnel-like nanostructures at regular intervals as described above may be formed by a laser interference exposure method. The laser interference exposure method is a method of forming a pattern by forming a fringe using a path difference of laser light.
본 발명에서는 레이저간섭 노광을 기판 일측의 횡단면에 실시하여 타측의 횡단면까지 통과하는 터널 형태 나노구조체를 형성시킬 수 있었다.
In the present invention, the laser interference exposure was performed on the cross section of one side of the substrate to form a tunnel-type nanostructure passing through the cross section of the other side.
도 2는 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료가 코팅된, 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물의 모습을 도식적으로 보여준다.Figure 2 schematically shows the structure of the electrochemical energy storage structure of the present invention, the electrode material is coated on the inner wall of the tunnel-shaped nanostructures passing from the cross section of one side of the substrate to the cross section of the other side.
상기 전극재료의 코팅은 용매에 전극재료를 용해시켜 액상 코팅 후 건조하는 방식으로 수행할 수 있다.Coating of the electrode material may be performed by dissolving the electrode material in a solvent to dry after liquid coating.
도 2에 나타낸 바와 같이 전극재료가 일정 간격으로 반복적으로 배열되어 있는 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅되어 있어, 전위차를 주면 전류가 흐르게 된다. 따라서, 도 2의 구조물은 전기화학 에너지 저장 용도로서 이용될 수 있다.
As shown in FIG. 2, the electrode material is coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructures which are repeatedly arranged at regular intervals, and the electric current flows when a potential difference is given. Thus, the structure of FIG. 2 can be used for electrochemical energy storage applications.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 터널 형태 나노구조체를 형성시킨 기판의 모습을 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 관찰한 결과이다.Figure 3 is a result of observing the appearance of the substrate formed with a tunnel-shaped nanostructure according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope, SEM).
도 3을 통해 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되었음을 확인할 수 있다.
It can be seen from FIG. 3 that the tunnel-shaped nanostructures passing from the cross section of one side of the substrate to the cross section of the other side are repeatedly formed at regular intervals.
도 4는 도 2에 나타낸 바와 같은 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물을 플렉서블 배터리로서 응용하는 예를 도식적으로 보여준다.4 schematically shows an example of applying the electrochemical energy storage structure of the present invention as shown in FIG. 2 as a flexible battery.
본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물은 플렉서블 기판 내에 터널 형태 나노구조체를 형성시킴으로써 도 4에 나타낸 바와 같이 플렉서블 배터리로서 응용이 가능하게 된다.
The electrochemical energy storage structure of the present invention can be applied as a flexible battery as shown in Figure 4 by forming a tunnel-shaped nanostructure in the flexible substrate.
본 발명은 기판; 상기 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및 상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하며, 상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 에너지 저장용 구조물을 제작함으로써 플렉서블 배터리 또는 전지 기판 등에 활용할 수 있는 새로운 형태의 전기화학 에너지 저장용 구조물을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a substrate; A tunnel-type nanostructure formed through a cross section of the other side from a cross section of one side of the substrate; And an electrode material coated on an inner wall of the tunnel-type nanostructure, wherein the tunnel-type nanostructure is repeatedly formed at a predetermined interval, thereby manufacturing a structure for an electrochemical energy storage, a flexible battery or a battery substrate. It is possible to provide a new type of structure for storing electrochemical energy, which can be utilized.
도 1은 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성된 모습을 도식적으로 보여준다.
도 2는 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료가 코팅된, 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물의 모습을 도식적으로 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 터널 형태 나노구조체를 형성시킨 기판의 모습을 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 관찰한 결과이다.
도 4는 도 2에 나타낸 바와 같은 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물을 플렉서블 배터리로서 응용하는 예를 도식적으로 보여준다.FIG. 1 schematically shows a tunnel-shaped nanostructure repeatedly formed at a predetermined interval from a cross section of one side of a substrate to a cross section of another side.
Figure 2 schematically shows the structure of the electrochemical energy storage structure of the present invention, the electrode material is coated on the inner wall of the tunnel-shaped nanostructures passing from the cross section of one side of the substrate to the cross section of the other side.
Figure 3 is a result of observing the appearance of the substrate formed with a tunnel-shaped nanostructure according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope, SEM).
4 schematically shows an example of applying the electrochemical energy storage structure of the present invention as shown in FIG. 2 as a flexible battery.
이하 본 발명을 하기 실시예를 참조하여 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1: 본 발명의 전기화학 에너지 저장용 구조물의 제작 1: Fabrication of electrochemical energy storage structure of the present invention
기판으로서 4인치 크기의 양성 감광막이 코팅된 실리콘 소재 기판을 사용하였다.As the substrate, a silicon material substrate coated with a 4 inch size positive photoresist film was used.
상기 기판의 일측 횡단면에 레이저간섭 노광 기기(다이오드펌프고체 레이저, 코히어런트, 미국)를 이용하여 266 ㎚ 파장 조건에서 감광 소재에 7초간의 노광 조건으로 레이저간섭 노광을 실시하여 상기 일측 횡단면과 마주하는 타측 횡단면까지 통과하는 터널 형태의 나노구조체를 일정 간격으로 반복적으로 형성시켰다.On one side cross section of the substrate, a laser interference exposure apparatus (diode pump solid laser, coherent, USA) was used to perform laser interference exposure on the photosensitive material under an exposure condition of 7 seconds at 266 nm wavelength conditions to face the one cross section. Tunnel-shaped nanostructures that pass through the other cross section were repeatedly formed at regular intervals.
형성된 터널 형태 나노구조체의 반경은 100 ㎚이었으며, 상기 반복하는 각각의 터널 형태 나노구조체 사이의 간격은 100 ㎚이었다.The radius of the tunnel-shaped nanostructures formed was 100 nm and the spacing between each repeating tunnel-shaped nanostructure was 100 nm.
그 다음 상기와 같이 제작된 기판의 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료로서 그라파이트를 코팅하였다.
Then, graphite was coated as an electrode material on the inner wall of the tunnel-type nanostructure of the substrate prepared as described above.
실험예Experimental Example 1: 기판에 형성된 나노구조체의 형태 조사 1: Investigation of the shape of the nanostructure formed on the substrate
상기 실시예 1에서 레이저간섭 노광 기기로 기판에 형성시킨 나노구조체의 모습을 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 관찰하였다.In Example 1, the shape of the nanostructures formed on the substrate by the laser interference exposure apparatus was observed with a scanning electron microscope (SEM).
그 결과를 도 3에 나타내었다.The results are shown in Fig.
도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 터널 형태 나노구조체가 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 3을 통해, 상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있음을 알 수 있다.As can be seen from Figure 3, it can be seen that the tunnel-shaped nanostructure is formed from the cross section of one side of the substrate through the cross section of the other side. In addition, it can be seen from FIG. 3 that the tunnel-type nanostructures are repeatedly formed at regular intervals.
Claims (13)
상기 플렉서블 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하여 레이저간섭 노광 방법으로 형성되어 있는 터널 형태 나노구조체; 및
상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 코팅된 전극재료를 포함하고,
상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 폴리머 재료, 흑계 또는 카본계 나노재료가 추가로 코팅되고,
상기 터널 형태 나노구조체가 일정 간격으로 반복적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
플렉서블 배터리 또는 전지 기판.
A flexible substrate;
A tunnel-type nanostructure formed by a laser interference exposure method by passing from a cross section of one side of the flexible substrate to a cross section of the other side; And
An electrode material coated on an inner wall of the tunnel-type nanostructure,
A polymer material, a black-based or carbon-based nanomaterial is further coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructure,
Characterized in that the tunnel-like nanostructures are formed repeatedly at regular intervals,
Flexible battery or cell board.
상기 플렉서블 기판 소재는 우레탄계 소재, 폴리이미드계 소재 또는 실리카계 복합소재인 것을 특징으로 하는,
플렉서블 배터리 또는 전지 기판.
The method of claim 1,
The flexible substrate material is characterized in that the urethane-based material, polyimide material or silica-based composite material,
Flexible battery or cell board.
상기 전극재료는 그라파이트, 카본, 니켈, 리튬, 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는,
플렉서블 배터리 또는 전지 기판.
The method of claim 1,
The electrode material is characterized in that the graphite, carbon, nickel, lithium, or a combination thereof,
Flexible battery or cell board.
레이저간섭 노광 방법으로 플렉서블 기판 일측의 횡단면으로부터 타측의 횡단면을 통과하는 터널 형태 나노구조체를 일정 간격으로 반복적으로 형성시키는 단계(단계 1); 및
상기 터널 형태 나노구조체의 내벽에 전극재료를 코팅시키는 단계(단계 2),
상기 단계 2)에서 터널 형태 나노구조체의 내벽에 폴리머 재료, 흑계 또는 카본계 나노재료가 추가로 코팅됨.
A method of manufacturing a flexible battery or a battery substrate of any one of claims 1, 3 or 5 comprising the following steps:
Repeatedly forming tunnel-shaped nanostructures passing through the cross section on one side of the flexible substrate at regular intervals by a laser interference exposure method (step 1); And
Coating an electrode material on an inner wall of the tunnel-type nanostructure (step 2),
In step 2), the polymer material, the black-based or carbon-based nanomaterial is further coated on the inner wall of the tunnel-type nanostructure.
상기 플렉서블 기판 소재는 우레탄계 소재, 폴리이미드계 소재 또는 실리카계 복합소재인 것을 특징으로 하는,
플렉서블 배터리 또는 전지 기판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The flexible substrate material is characterized in that the urethane-based material, polyimide material or silica-based composite material,
Method of manufacturing a flexible battery or cell substrate.
상기 전극재료는 그라파이트, 카본, 니켈, 리튬, 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는,
플렉서블 배터리 또는 전지 기판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The electrode material is characterized in that the graphite, carbon, nickel, lithium, or a combination thereof,
Method of manufacturing a flexible battery or cell substrate.
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