KR101652404B1 - 플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법과 플렉시블 수퍼 커패시터를 포함하는 장치 - Google Patents

플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법과 플렉시블 수퍼 커패시터를 포함하는 장치 Download PDF

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Abstract

플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법과 플렉시블 수퍼 커패시터를 포함하는 장치에 관해 개시되어 있다. 플렉시블 수퍼 커패시터는 제1 플렉시블 전극체, 상기 제1 플렉시블 전극체에 대응하는 제2 플렉시블 전극체, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체의 접촉을 방지하는 분리막, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 사이에 주입된 전해질을 포함한다. 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체, 상기 분리막 및 상기 전해질을 포함하는 튜브를 더 포함할 수 있다.

Description

플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법과 플렉시블 수퍼 커패시터를 포함하는 장치{Flexible supercapacitor, method of manufacturing the same and apparatus comprising flexible supercapacitor}
본 발명의 일 실시예는 플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법과 상기 플렉시블 수퍼 커패시터를 포함하는 장치에 관한 것이다.
모바일 정보 통신기기의 급속한 증가와 정보량이 증가함에 따라 소비전력도 증가되고 있다. 이에 따라 기기의 원활한 사용을 위해서는 배터리 용량 증가가 필요하다.
또한 그린 에너지 산업이 고에너지 밀도 저장 용량의 부재에 의해 대부분의 경우에 제한을 받는다. 예를 들어, 전기적인 자동차들은 고 에너지와 고출력 밀도의 축전지와 축전기들을 필요로 한다.
그러나 이를 충족시키기 위한 노력에도 불구하고 에너지 밀도 및 파워 밀도를 지속적으로 증가시키기에는 어려움이 있다.
한편, 기존의 정전 캐패시터에 비해 비정전용량(specific capacitance)이 수천배까지 향상된 수퍼 캐패시터는 기존의 전지에 비하여 높은 전력밀도와 빠른 축전 및 방전률, 환경 친화성, 긴 수명, 축전/방전 사이클당 적은 비용 등의 장점을 갖고 있어 차세대 에너지 저장 매체로 각광을 받고 있다.
기존 수퍼 커패시터는 금속 막 위에 탄소 등의 전극 사이에 액체 전해질을 삽입하여 만들어진다. 이러한 수퍼 커패시터는 기본적으로 딱딱한 소재 위에 만들어지기 때문에 유연성이 결여되어 플렉시블 전자소자 혹은 나노 소자와 함께 사용되기 어렵다. 또한 기존의 수퍼 커패시터는 소형 경량화가 요구되는 입을 수 있는(wearable) 전자기기에 사용하기도 어렵다.
본 발명의 일 실시예는 경량이면서 유연성과 내구성을 겸비하고 높은 비정전용량(specific capacitance)을 갖는 플렉시블 수퍼 커패시터를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 이러한 수퍼 커패시터의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 그러한 수퍼 커패시터를 포함하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 수퍼 커패시터는 제1 플렉시블(flexible) 전극체, 상기 제1 플렉시블 전극체에 대응하는 제2 플렉시블 전극체, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체의 접촉을 방지하는 분리막, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 사이에 주입된 전해질을 포함한다.
상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체, 상기 분리막 및 상기 전해질을 포함하는 튜브를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 플렉시블 전극체 중 하나는 다른 것의 내부에 구비되어 있다.
상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체는 서로 꼬인 형태로 구비될 수 있다.
상기 튜브는 고형체 튜브 또는 플렉시블 튜브일 수 있다.
상기 분리막은 상기 제1 플렉시블 전극체를 감싸는 제1 분리막 및 상기 제2 플렉시블 전극체를 감싸는 제2 분리막을 포함할 수 있다.
상기 내부에 구비된 플렉시블 전극체는 상기 분리막으로 둘러싸일 수 있다.
상기 분리막은 이온을 통과시키는 다공성 분리막일 수 있다.
상기 제1 플렉시블 전극체는 섬유의 외주면에 형성된 씨드층과 상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 형성된 복수의 나노 와이어를 포함할 수 있다. 상기 제2 플렉시블 전극체도 동일한 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터의 제조방법은 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 형성하고, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시킨 다음, 상기 분리막으로 분리된 제1 및 제2 플렉시블 전극체 사이에 전해질을 주입할 수 있다.
이러한 제조방법에서, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체, 상기 분리막 및 상기 전해질을 튜브에 포함시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 중 어느 하나는 다른 것의 내부에 형성될수 있다.
상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 과정은 상기 제1 플렉시블 전극체를 제1 분리막으로 감싸는 과정과 상기 제2 플렉시블 전극체를 제2 분리막으로 감싸는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 과정은 상기 내부에 구비된 플렉시블 전극체를 상기 분리막으로 감싸는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 플렉시블 전극체를 형성하는 과정은 섬유의 외주면에 씨드층을 형성하는 과정과 상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 복수의 나노 와이어를 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 플렉시블 전극체를 형성하는 과정도 이와 동일할 수 있다.
상기 나노 와이어는 수열 합성법 또는 CVD 공정 합성법으로 형성할 수 있다.
상기 나노 와이어의 표면을 덮는 전도층을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시에에 의한 에너지 발생 및 저장 장치는 상기 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터를 포함하고 나노 발전기를 포함하며, 상기 나노 발전기는 상기 수퍼 커패시터와 접촉되고, 압전특성을 갖는 적어도 하나의 섬유 나노 와이어 및 상기 섬유 나노 와이어를 포함하는 튜브를 포함할 수 있다.
이러한 에너지 발생 및 저장장치에서 상기 섬유 나노 와이어는 섬유의 외주면에 형성된 씨드층과 상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 형성된 복수의 나노 와이어를 포함할 수 있다.
상기 수퍼 커패시터와 상기 나노 발전기는 수직으로 적층되어 있다.
상기 수퍼 커패시터와 상기 나노 발전기는 교차 배열되어 있다.
섬유 나노 와이어의 양단에 제1 및 제2 전극이 구비되어 있고, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나는 상기 섬유 나노 와이어와 쇼트키 접촉되고, 나머지는 오믹 접촉된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 나노선 수퍼 커패시터는 섬유 소재에 형성된 것인 바, 경량이면서 내구성이 있고 유연성이 있다. 또한, 나노 와이어가 사용되므로, 전극의 표면적은 증가하는 반면, 커패시터 사이즈는 줄일 수 있어 커패시터의 정전용량(capacitance)을 극대화할 수 있고, 충전과 방전 효율을 높일 수 있다. 이에 따라 플렉시블 소자와 디스플레이 또는 입을 수 있는 소자의 에너지 저장매체로 사용되거나 에너지 공급원으로 사용될 수도 있다.
또한, ZnO 나노 와이어를 사용하므로 친환경적 에너지 저장장치의 구현이 가능하다. 나노 와이어가 낮은 온도에서 제조되므로 대부분의 섬유 재료에 나노 와이어를 형성할 수 있는 바, 활용범위가 넓다.
또한, 압전특성을 갖는 소재를 섬유 상에 나노구조로 제조하여 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환시키는 나노 발전기를 형성하고, 이러한 나노 발전기 상에 수퍼 커패시터를 형성함으로써, 외부 환경의 제약 없이 전력을 발생 및 저장하는 일체형 섬유 수퍼 커패시터를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 제1 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2의 제2 영역을 확대한 도면이다.
도 5는 도 2에서 섬유 나노 와이어의 섬유가 금속인 경우를 보여준다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 수퍼 커패시터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터에서 제1 섬유 나노 와이어에 제2 섬유 나노 와이어가 감겨 있는 경우를 보여준다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터를 포함하는 에너지 발생 및 저장장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한, 수퍼 커패시터를 포함하는 에너지 발생 및 저장장치의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한, 수퍼 커패시터를 포함하는 에너지 발생 및 저장장치의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 에너지 발생 및 저장장치에서 섬유 나노 와이어와 그 양단에 구비된 제1 및 제2 전극 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터의 제조방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성한 수퍼 커패시터의 섬유 나노 와이어에 대한 전자 주사 현미경 사진을 보여준다.
도 15는 도 14의 섬유 나노 와이어를 사용한 2개의 전극에 대한 전류-전압 특성을 보여준다.
도 16은 도 15의 결과를 얻는데 사용한 두 전극 사이에 전해질 KNO3를 0.1몰 주입한 수퍼 커패시터에 대한 전기화학적 분석 결과를 보여준다
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 수퍼 커패시터 및 그 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 의한 나노선 수퍼 커패시터를 설명한다.
도 1을 참조하면, 수퍼 커패시터(10)는 제1 섬유 나노 와이어(32), 분리막(separator)(36), 전해질(38) 및 제2 섬유 나노 와이어(34)를 포함한다. 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)와 분리막(36)은 피복제(30)로 피복되어 있다. 피복제(30)는 고형체 튜브 또는 플렉시블(flexible) 튜브일 수 있다. 제1 섬유 나노 와이어(32)는 플렉시블 전극체로써 커패시터의 제1 전극에 해당한다. 제2 섬유 나노 와이어(34)는 플렉시블 전극체로써 커패시터의 제2 전극에 해당한다. 분리막(36)은 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)의 접촉을 방지한다. 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)는 각각 분리막(36)으로 둘러싸여 있다. 분리막(36)은 전해질의 이온을 통과시키는 다공성 물질막, 예를 들면 세라믹 분리막, 고분자 분리막일 수 있다. 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)는 높은 밀도의 나노 와이어를 갖고 있기 때문에, 표면이 거칠게 된다. 따라서 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)의 접촉으로 인한 쇼트는 발생되지 않는다. 때문에, 분리막(36)을 구비하는 것은 선택적일 수 있다. 전해질(38)은, 예를 들면 KNO3 또는 KOH, H2SO4 등일 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 영역(A1)을 확대한 도면이다. 도 3은 도 2의 측면 혹은 도 1을 3-3방향으로 절개한 단면을 보여준다. 도 3에서 도 2의 나노 와이어(32c, 34c)는 편의 상 실선으로 도시하였다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 섬유 나노 와이어(32)는 제1 섬유(fiber)(32a), 제1 씨드층(seed layer)(32b) 및 복수의 제1 나노 와이어(nano-wire)(32c)를 포함한다. 제1 섬유(32a)의 외주면은 제1 씨드층(32b)으로 덮혀있다. 복수의 제1 나노 와이어(32c)는 제1 씨드층(32b)의 외주면 전체에 구비되어 방사상으로 형성되어 있고, 상기 외주면에 수직하게 형성되어 있다. 따라서 복수의 제1 나노 와이어(32c)는 제1 섬유(32a)의 외주면에도 수직하다. 도 2 및 도 3에서 복수의 제1 나노 와이어(32b)는 편의 상 몇 개만 도시하였지만, 실제 복수의 제1 나노 와이어(32b)는 제1 씨드층(32b)의 외주면 전체에 걸쳐 높은 밀도로 존재한다. 제1 섬유(32a)는, 예를 들면 케블라 섬유, 폴리머(polymer), 탄소(carbon), 금속 및 광섬유(optical fiber) 중 어느 하나일 수 있다. 제1 씨드층(32b)은, 예를 들면 금(Au)막, 아연 아세테이트(Zinc acetate)막 또는 산화아연(ZnO)막일 수 있다. 제1 씨드층(32b)은 제1 나노 와이어(32c)와 동일한 물질일 있으나, 다른 물질일 수도 있다. 예컨대, 제1 나노 와이어(32c)가 ZnO일 때, 제1 씨드층(32b)은 Au일 수도 있다. 제1 씨드층(32b)의 두께는, 예를 들면 0.1nm ~ 50nm 일 수 있다. 제1 나노 와이어(32b)는 압전특성을 갖는 물질일 수 있는데, 예를 들면, ZnO, PVDF, 쿼츠(quartz), PZT 등일 수 있다.
제2 섬유 나노 와이어(34)는 제2 섬유(34a), 제2 씨드층(34b) 및 복수의 제2 나노 와이어(34c)를 포함한다. 제2 섬유(34a), 제2 씨드층(34b) 및 복수의 제2 나노 와이어(34c) 사이의 배열 관계는 제1 섬유(32a), 제1 씨드층(32b) 및 복수의 제1 나노 와이어(32c) 사이의 배열 관계와 동일할 수 있다. 제1 및 제2 섬유(32a, 34a)는 동일한 물질이거나 다른 물질일 수 있다. 제1 및 제2 씨드층(32b, 34b)는 연속된 층(layer) 일 수도 있으나, 복수의 도트(dot)를 포함하는 층일 수도 있다. 제1 및 제2 씨드층(32b, 34b)는 동일하거나 다른 물질일 수 있다. 제1 및 제2 나노 와이어(32c, 34c)는 동일하거나 다른 물질일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 분리막(36a)은 제1 섬유 나노 와이어(32)를 감싸고, 제2 분리막(36b)은 제2 섬유 나노 와이어(34)를 감싼다. 그리고 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)와 제1 및 제2 분리막(36a, 36b)과 전해질(38)은 피복제(30)로 감싸여 있다.
도 4는 도 2의 제2 영역(A2)를 확대한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 전도성 향상을 위해서 제1 씨드층(32b)의 표면과 제1 나노 와이어(34c)를 덮는 전도막(34d)이 더 구비될 수 있다. 전도막(34d)은 예를 들면 100nm 두께의 Au막일 수 있다.
제1 및 제2 섬유(32a, 34a)가 금속이나 탄소 등과 같이 전도성을 갖는 물질이면, 전도막(34d)은 구비하지 않을 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 섬유(32a, 34a)가 전도성 물질인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 씨드층없이 제1 및 제2 섬유(32a, 34a)의 외주면에 제1 및 제2 나노 와이어(32c, 34c)를 형성할 수도 있다. 도 5에서 분리막은 편의 상 도시하지 않았다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 수퍼 커패시터를 보여준다. 앞서 상술한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다.
도 6은 코어-쉘 형태(core-shell type)의 수퍼 커패시터이다.
도 6을 참조하면, 수퍼 커패시터(50)의 중심에 제1 섬유 나노 와이어(32)가 존재한다. 제1 섬유 나노 와이어(32)는 분리막(54)으로 감싸여 있다. 분리막(54)은 상술한 분리막(36)과 동일한 것일 수 있다. 분리막(54)과 제1 섬유 나노 와이어(32)는 제3 섬유 나노 와이어(52)로 둘러싸여 있다. 제3 섬유 나노 와이어(52)는 제1 섬유 나노 와이어(32)와 짝을 이루는 커패시터의 전극이다. 제3 섬유 나노 와이어(52)는 제3 섬유(52a)와 제3 씨드층(52b)과 복수의 제3 나노 와이어(52c)를 포함한다. 제3 섬유(52a)와 제3 씨드층(52b)은 원통형이다. 제3 씨드층(52b)은 제3 섬유(52a)의 내주면에 부착되어 있다. 복수의 제3 나노 와이어(52c)는 제3 씨드층(52b)과 분리막(54) 사이에 존재한다. 복수의 제3 나노 와이어(52c)는 제3 씨드층(52b)의 내주면에 구비되어 있다. 제3 씨드층(52b) 내주면에 복수의 제3 나노 와이어(52c)는 높은 밀도로 존재하나, 도시의 편의를 위해 몇 개의 나노 와이어로 대신하였다. 복수의 제3 나노 와이어(52c)는 제3 씨드층(52b)의 내주면에 수직하고, 안쪽의 제1 섬유 나노 와이어(32)의 중심을 향해 형성되어 있다. 제3 섬유(52a)는 제1 섬유(32a)와 동일하거나 다른 물질일 수 있다. 제3 씨드층(52b)은 제1 씨드층(32b)과 동일하거나 다른 물질일 수 있다. 복수의 제3 나노 와이어(52c)는 복수의 제1 나노 와이어(32c)와 동일하거나 다른 물질일 수 있다.
도 7은 도 1에 도시한 수퍼 커패시터에서 제1 및 제2 섬유 나노 와이어의 배열의 변형예를 보여준다. 도 7에서 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34)의 자세한 구성은 편의 상 도시하지 않았다.
도 7을 참조하면, 제2 섬유 나노 와이어(34)는 제1 섬유 나노 와이어(32) 둘레에 감겨진 형태이다. 이에 따라 제1 및 제2 섬유 나노 와이어(32, 34) 사이에 대응하는 표면적이 증가되어 수퍼 커패시터의 비정전용량은 더욱 증가될 수 있다. 도 7의 수퍼 커패시터는 유연한 캡톤(Kapton) 기판 상에 형성될 수도 있으나, 유리나 실리콘 등과 같이 전도성이 없는 기판이라면 다양한 기판이 사용될 수 있다. 도 7의 수퍼 커패시터의 경우, 두 섬유 나노 와이어가 꼬여있는 형태이므로, 상기한 기판은 없어도 무방하다. 도 7에서 참조번호 60은 제1 섬유 나노 와이어(32)의 리드선을 나타내고, 62는 제2 섬유 나노 와이어(34)의 리드선을 나타낸다.
제1 내지 제3 섬유 나노 와이어(32, 34, 52)에서 나노 와이어들(32c, 34c, 52c)은 압전 특성을 갖는 물질이므로, 이들의 압전특성을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 그러므로 상술한 섬유 나노 와이어만으로 나노 발전기를 구성할 수 있고, 이러한 섬유 나노 와이어와 상술한 수퍼 커패시터를 결합한 장치를 유연한 소재에 부착하여 사용함으로써, 에너지 저장장치 혹은 에너지 공급원으로 사용될 수 있다.
도 8 내지 도 11은 이에 대한 실시예를 보여준다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 저장장치는 나노 발전기(nano generator)(G1)와 수퍼 커패시터(SC1)를 포함한다. 수퍼 커패시터(SC1)는 도 1에 도시한 것과 동일할 수 있다. 나노 발전기(G1)는 제4 및 제5 섬유 나노 와이어(72, 74)를 포함하고 이들은 플렉시블 튜브(68)에 내재되어 있다. 제4 섬유 나노 와이어(72)는 구성이나 물질이 제1 섬유 나노 와이어(32)와 동일할 수 있다. 제5 섬유 나노 와이어(74)는 구성이나 물질이 제2 섬유 나노 와이어(34)와 동일할 수 있다. 나노 발전기(G1)에서 제4 및 제5 섬유 나노 와이어(72, 74)의 제4 및 제5 나노 와이어(72c, 74c)는 압전특성을 갖고 있으므로, 제4 및 제5 섬유 나노 와이어(72, 74)가 외부로부터 압력을 받으면 전기가 발생된다. 이렇게 발생된 전기는 수퍼 커패시터(SC1)에 저장될 수 있다. 이와 같이 수퍼 커패시터(SC1)에 저장된 에너지는 필요시 전력으로 사용될 수 있는 바, 나노 발전기(G1)의 동작이 휴지된 상태에서 수퍼 커패시터(SC1)는 전력 공급원으로 사용될 수 있다. 나노 발전기(G1)의 양전하(+)가 발생되는 부분, 예컨대 제4 섬유 나노 와이어(72)와 음전하(-)가 발생되는 부분, 예컨대 제5 섬유 나노 와이어(74)은 각각 수퍼 커패시터(SC1)의 양전압이 인가되는 단자, 예컨대 제1 섬유 나노 와이어(32)와 음전압이 인가되는 단자, 예컨대 제2 섬유 나노 와이어(34)에 연결될 수 있다.
도 9는 나노 발전기(G1)와 수퍼 커패시터(SC1)가 수평으로 적층된 경우를 보여준다. 도 9에서 나노 발전기(G1)와 수퍼 커패시터(SC1)는 순차적으로 적층되어 있다. 수퍼 커패시터(SC1)가 나노 발전기(G1) 아래에 위치할 수도 있다.
도 10은 복수의 나노 발전기와 복수의 수퍼 커패시터를 직조 형태로 배열된 에너지 저장장치를 보여준다.
도 10을 참조하면, 복수의 나노 발전기(G1)가 주어진 간격으로 평행하게 배열되어 있다. 그리고 복수의 수퍼 커패시터(SC1)는 복수의 나노 발전기(G1)와 수직으로 교차하도록 배열되어 있고, 서로 이격되어 있다. 하나의 나노 발전기(G1)에 대해서 복수의 수퍼 커패시터(SC1)는 일정한 간격으로 배열되어 있되, 한 수퍼 커패시터(SC1)가 하나의 나노 발전기(G1) 위로 교차하면, 이웃한 다른 수퍼 커패시터(SC1)는 하나의 나노 발전기(G1)의 아래로 교차한다. 하나의 수퍼 커패시터(SC1)에 대해서 복수의 나노 발전기(G1)도 동일한 배열 관계를 갖는다.
도 11은 나노 발전기가 하나의 섬유 와이어를 포함하는 경우에 수퍼 커패시터와의 구성을 보여준다.
도 11을 참조하면, 수퍼 커패시터(SC1)는 나노 발전기(G2)와 수직하게 교차하도록 배열되어 있다. 그러나 반드시 수직하게 교차되지 않아도 무방하다. 곧 서로 비스듬하게 교차될 수도 있다.
나노 발전기(G2)는 한 개의 제6 섬유 나노 와이어(92)를 포함한다. 제6 섬유 나노 와이어(92)는 구성과 물질이 상술한 제1 섬유 나노 와이어(32)와 동일할 수 있다. 나노 발전기(G2)와 수퍼 커패시터(SC1)가 교차하는 영역(A3)에서 나노 발전기(G2)가 외부 압력을 받으면서 나노 발전기(G2)로부터 전기가 발생될 수 있다.
도 12는 나노 발전기와 그 양단에 구비된 전극을 보여준다.
도 12를 참조하면, 나노 발전기(G1 또는 G2)의 한쪽은 제1 전극(110)이 구비되어 있고, 다른 한쪽에는 제2 전극(120)이 구비되어 있다. 제1 전극(110)은 양전자(+)가 발생되는 전극일 수 있고, 제2 전극(120)은 음전하(-)가 발생되는 전극일 수 있다. 제1 및 제2 전극(110, 120)은 반대의 경우일 수도 있다. 나노 발전기(G1 또는 G2)가 제1 일함수(work function)를 갖는 n형 반도체 물질일 때, 제1 및 제2 전극(110, 120) 중 어느 하나는 제2 일함수를 가지며 쇼트키 접촉을 이루는 전극일 수 있다. 나머지 전극은 오믹 접촉을 이룰 수 있다. 상기 제2 일함수는 상기 제1 일함수보다 클 수 있다. 상기 제1 일함수를 갖는 n형 반도체 물질은, 예를 들면 ZnO일 수 있다. 상기 제2 일함수를 가지며 쇼트키 접촉을 이루는 전극의 물질은 상기 n형 반도체 물질이 ZnO인 경우, 예를 들면 Au, Pt 등일 수 있다.
다음에는 도 13a 내지 도 13e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 수퍼 커패시터의 제조방법을 설명한다. 각 도면에서 우측도면은 좌측도면의 측면도이다.
먼저, 도 13a에 도시한 바와 같이, 소정 길이를 갖는 섬유(130)을 준비한다. 섬유(130)은 원통형일 수 있으나, 단면이 사각형 또는 타원형 등과 같이 다른 형태일 수도 있다. 섬유(130)는 도 2의 제1 섬유(32a)와 동일한 물질로 형성할 수 있다.
도 13b를 참조하면, 섬유(130)의 외주면에 씨드층(132)을 형성한다. 씨드층(132)은 도 2의 씨드층(32b)와 동일한 물질로 형성할 수 있다. 씨드층(132)은, 예를 들면 스퍼터를 이용하여 형성할 수 있다. 씨드층(132)은 0.1nm ~ 50nm의 두께로 형성할 수 있다.
계속해서, 도 13c에 도시한 바와 같이 씨드층(132)의 외주면에 수직한 방향으로, 곧 방사상으로 나노 와이어(134)를 형성한다. 나노 와이어(134)는 나노 와이어(134)의 원료를 포함하는 용액에서 도 13b의 결과물을 정해진 시간 동안, 예를 들면 0.1시간 ~ 5시간 반응시켜 형성할 수 있다. 이때, 상기 용액은 90℃보다 낮은 온도로 유지된다. 상기 용액은 80℃ ~ 120℃의 범위에서 유지될 수도 있다. 나노 와이어(134)의 재질에 따라 상기 용액의 온도와 반응시간을 다를 수 있다. 나노 와이어(134)의 두께는, 예를 들면 40~200nm 일 수 있고, 그 길이는, 예를 들면 1~3㎛일 수 있다. 나노 와이어(134)의 물질은 도 2의 제1 나노 와이어(32c)와 동일할 수 있다. 나노 와이어(134)는 이러한 수열 합성법외에 CVD 공정 합성법으로 형성할 수도 있다.
다음, 도 13d에 도시한 바와 같이, 나노 와이어(134)가 형성된 결과물을 분리막(138)에 삽입한다. 도 13c의 결과물을 분리막(138)으로 감쌀 수도 있다. 이렇게 해서 수퍼 커패시터의 제1 전극으로 사용되는 섬유 나노 와이어(150)가 형성된다. 실질적으로 제1 전극은 나노 와이어(134)가 될 수 있지만, 통칭해서 도 13d의 결과물을 제1 전극이라 한다. 상기 제1 전극과 짝을 이루는 수퍼 커패시터의 제2 전극도 상기 제1 전극과 동일한 공정으로 형성한다.
이후, 도 13e에 도시한 바와 같이, 2개의 섬유 나노 와이어(150, 160)를 피복제(170)에 삽입한다. 피복제(170)는 플렉시블 튜브일 수 있다. 이후, 피복제(170) 내부로 전해질을 주입한다. 전해질은, 예를 들면 KNO3일 수 있다. 전해질을 주입한 후, 섬유 나노 와이어(150, 160)에 리드선을 형성한다. 이렇게 해서 섬유 나노 와이어를 포함하는 플렉시블 수퍼 커패시터가 형성된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성한 수퍼 커패시터의 섬유 나노 와이어에 대한 전자 주사 현미경 사진을 보여준다.
도 14의 섬유 나노 와이어는 케블라 129 섬유의 외주면에 씨드층으로써 산화 아연막을 300nm 정도로 형성한 다음, 이 결과물을 징크 니트레이트 헥사하이드레이트(zinc nitrate hexahydrate)와 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylenetetramine)의 혼합용액에서 80℃의 온도로 18시간 동안 반응시켜 형성하였다. 상기 반응에서 상기 산화 아연막의 외부면에 산화 아연 나노선이 형성된다.
도 14를 참조하면, 산화아연 나노선은 섬유의 길이 방향에 수직한 방향으로 방사상으로 형성된 것을 볼 수있다. 산화아연 나노선의 두께는 약 50nm-200nm 정도이고, 길이는 약 1~3마이크로미터이다. 또한 전자현미경 관찰 결과 산화아연 나노선은 단결정으로 이루어진 것을 알 수 있었다. 또한, 산화아연 나노선의 높은 밀도와 육각형의 형태는 높은 표면적을 제공하는 바, 수퍼 커패시터의 전극으로 적합함을 알 수 있다.
도 15는 2개의 전극에 대한 전류-전압 특성을 보여준다. 이때, 상기 2개의 전극으로는 도 14의 섬유 나노 와이어를 사용하였고, 두 전극이 서로 감겨 있는 상태에서 전류-전압 특성을 측정하였다.
도 15를 참조하면, 상기 두 전극 사이의 평균 저항은 3×108Ω 인데, 이러한 결과로부터 상기 두 전극은 전기적 쇼트가 나지 않을 정도로 상당히 이격되어 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 두 전극이 감겨져 있으나 나노 와이어의 높은 밀도로 인하여 표면이 거칠게 되었기 때문이라고 보여진다.
도 16은 도 15의 결과를 얻는데 사용한 두 전극 사이에 전해질 KNO3를 0.1몰 주입한 수퍼 커패시터에 대한 전기화학적 분석 결과를 보여준다. 도 16의 전기화학적 분석 결과는 -1V~1V의 범위에서 0.5V/초의 스캔 속도 조건에서 실시하여 얻었다.
도 16의 그래프를 참조하면, 도 16의 결과를 얻는데 사용한 수퍼 커패시터는 전형적인 충전 및 방전특성을 갖고 있음을 알 수 있다. 이 수퍼 커패시터의 경우, 비 정전용량은 3.72×10-3 F/cm2정도인데, 산화아연 나노 와이어와 전해질 사이의 계면 저항과 전극간의 간격 조절 등을 통한 최적화 과정을 통해서 수퍼 커패시터의 비정전용량은 더욱 증가시킬 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10, 50, SC1:수퍼 커패시터 30, 170:피복제(플렉시블 튜브)
32, 34, 52, 72, 74, 92:제1 내지 제6 섬유 나노 와이어
32a, 34a, 52a:제1 내지 제3 섬유
32b, 34b, 52b:제1 내지 제3 씨드층
32c, 34c, 52c, 72c, 74c:제1 내지 제5 나노 와이어
36, 54, 138:분리막 38, 56:전해질
60, 62:리드선 68:플레시블 튜브
110, 120:제1 및 제2 전극 130:섬유
132: 씨드층 134:나노 와이어
150, 160:섬유 나노 와이어 G1, G2:나노 발전기
SC1:수퍼 커패시터

Claims (30)

  1. 제1 플렉시블(flexible) 전극체;
    상기 제1 플렉시블 전극체에 대응하는 제2 플렉시블 전극체;
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체의 접촉을 방지하는 분리막; 및
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 사이에 주입된 전해질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체의 각각은 상기 분리막에 의해 둘러싸인 수퍼 커패시터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체, 상기 분리막 및 상기 전해질을 포함하는 튜브;를 더 포함하는 수퍼 커패시터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2 플렉시블 전극체 중 하나는 다른 것의 내부에 구비된 수퍼 커패시터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체는 서로 꼬인 형태로 구비된 수퍼 커패시터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브는 고형체 튜브 또는 플렉시블 튜브인 수퍼 커패시터.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 분리막은,
    상기 제1 플렉시블 전극체를 감싸는 제1 분리막; 및
    상기 제2 플렉시블 전극체를 감싸는 제2 분리막을 포함하는 수퍼 커패시터.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 내부에 구비된 플렉시블 전극체는 상기 분리막으로 둘러싸인 수퍼 커패시터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리막은 이온을 통과시키는 다공성 분리막인 수퍼 커패시터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 플렉시블 전극체는,
    섬유;
    상기 섬유의 외주면에 형성된 씨드층; 및
    상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 형성된 복수의 나노 와이어를 포함하는 수퍼 커패시터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 플렉시블 전극체는,
    섬유;
    상기 섬유의 외주면에 형성된 씨드층; 및
    상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 형성된 복수의 나노 와이어를 포함하는 수퍼 커패시터.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 섬유는 폴리머, 카본, 금속 및 광섬유 중 적어도 어느 하나인 수퍼 커패시터.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 나노 와이어 표면은 전도막으로 덮여 있는 수퍼 커패시터.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 나노 와이어는 압전특성을 갖는 물질인 수퍼 커패시터.
  14. 제1 플렉시블 전극체를 형성하는 단계;
    제2 플렉시블 전극체를 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 단계; 및
    상기 분리막으로 분리된 제1 및 제2 플렉시블 전극체 사이에 전해질을 주입하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 단계는,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 각각 상기 분리막으로 둘러싸는 단계를 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체, 상기 분리막 및 상기 전해질을 튜브에 포함시키는 단계를 더 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 중 어느 하나는 다른 것의 내부에 구비된수퍼 커패시터의 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체 중 하나를 다른 것에 감는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 튜브는 고형체 튜브 또는 플렉시블 튜브인 수퍼 커패시터의 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 단계는,
    상기 제1 플렉시블 전극체를 제1 분리막으로 감싸는 단계; 및
    상기 제2 플렉시블 전극체를 제2 분리막으로 감싸는 단계를 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 전극체를 분리막으로 분리시키는 단계는,
    상기 내부에 구비된 플렉시블 전극체를 상기 분리막으로 감싸는 단계를 더 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 분리막은 이온을 통과시키는 다공성 분리막인 수퍼 커패시터의 제조방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 플렉시블 전극체를 형성하는 단계는,
    섬유의 외주면에 씨드층을 형성하는 단계; 및
    상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 복수의 나노 와이어를 형성하는 단계를 더 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 플렉시블 전극체를 형성하는 단계는,
    섬유의 외주면에 씨드층을 형성하는 단계; 및
    상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 복수의 나노 와이어를 형성하는 단계를 더 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 나노 와이어는 수열 합성법 또는 CVD 공정 합성법으로 형성하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  25. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 나노 와이어의 표면을 덮는 전도층을 더 형성하는 수퍼 커패시터의 제조방법.
  26. 청구항 1의 수퍼 커패시터; 및
    나노 발전기를 포함하고,
    상기 나노 발전기는,
    상기 수퍼 커패시터와 접촉되고,
    압전특성을 갖는 적어도 하나의 섬유 나노 와이어; 및
    상기 섬유 나노 와이어를 포함하는 튜브;를 포함하는 에너지 발생 및 저장 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 섬유 나노 와이어는,
    섬유;
    상기 섬유의 외주면에 형성된 씨드층;
    상기 섬유의 길이 방향에 수직하게 상기 씨드층의 외주면에 형성된 복수의 나노 와이어를 포함하는 에너지 발생 및 저장장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 수퍼 커패시터와 상기 나노 발전기는 수직으로 적층되어 있는 에너지 발생 및 저장 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 수퍼 커패시터와 상기 나노 발전기는 교차 배열되어 있는 에너지 발생 및 저장 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    섬유 나노 와이어의 양단에 제1 및 제2 전극이 구비되어 있고, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나는 상기 섬유 나노 와이어와 쇼트키 접촉되고, 나머지는 오믹 접촉되는 에너지 발생 및 저장장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220030071A (ko) 2020-09-02 2022-03-10 한국과학기술연구원 섬유 형상을 갖는 전기화학소자용 복합체 및 이의 제조방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101652406B1 (ko) * 2010-02-19 2016-08-30 삼성전자주식회사 전기 에너지 발생 장치
KR101946013B1 (ko) * 2011-12-23 2019-02-11 삼성전자주식회사 전기에너지 발생 및 저장장치
GB2501871B8 (en) * 2012-05-03 2022-08-17 Dyson Technology Ltd Hybrid Capacitor
WO2014066824A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Purdue Research Foundation A super-capacitor and arrangement for miniature implantable medical devices
CN103550864B (zh) * 2013-10-29 2015-07-08 北京纳米能源与***研究所 一种混合驱动的起搏器和混合驱动起搏器电极的方法
KR101476988B1 (ko) * 2014-01-24 2014-12-30 한양대학교 산학협력단 실 형태의 스트레쳐블 슈퍼커패시터
KR101714861B1 (ko) * 2015-02-27 2017-03-09 서울대학교산학협력단 신축성 마찰 전기 발전기, 신축성 전기 저장 장치, 및 웨어러블 전자 장치
US9660470B2 (en) * 2014-09-08 2017-05-23 Nokia Technologies Oy Flexible, hybrid energy generating and storage power cell
KR101801458B1 (ko) 2016-03-03 2017-12-20 한양대학교 산학협력단 섬유형 전극 및 이를 이용한 슈퍼커패시터
WO2017188650A1 (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 한국과학기술연구원 분리막 일체형 섬유상 전극 구조체, 이를 포함하는 섬유상 전지, 및 상기 섬유상 전극 구조체의 제조방법
GB2553791B (en) 2016-09-14 2019-04-24 Dst Innovations Ltd Flexible battery
CN110752099B (zh) * 2018-07-24 2022-09-27 东莞东阳光科研发有限公司 一种柔性超级电容器的制备方法
US11842849B2 (en) 2020-04-27 2023-12-12 Capacitech Energy, Inc. Energy storage device and method of making

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080232028A1 (en) * 2006-10-30 2008-09-25 College Of William & Mary Supercapacitor using carbon nanosheets as electrode
US20090066195A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-12 Georgia Tech Research Corporation Flexible Nanogenerators

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181545B1 (en) 1998-09-24 2001-01-30 Telcordia Technologies, Inc. Supercapacitor structure
US6356433B1 (en) * 2000-03-03 2002-03-12 The Regents Of The University Of California Conducting polymer ultracapacitor
KR100359055B1 (ko) 2000-04-25 2002-11-07 한국과학기술연구원 박막형 슈퍼 캐패시터 및 그 제조방법
KR20030071044A (ko) 2002-02-27 2003-09-03 주식회사 엘지이아이 광 디스크 및 그 제조방법
US7061749B2 (en) * 2002-07-01 2006-06-13 Georgia Tech Research Corporation Supercapacitor having electrode material comprising single-wall carbon nanotubes and process for making the same
JP2004311417A (ja) 2003-03-27 2004-11-04 Nec Tokin Corp 電極およびそれを用いた電気化学セル
US20050231893A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Harvey Troy A Electric double layer capacitor enclosed in polymer housing
KR100675923B1 (ko) 2005-12-01 2007-01-30 전남대학교산학협력단 금속산화물 복합 나노 활성탄소섬유와 이를 이용한전기이중층 슈퍼캐퍼시터용 전극 및 그 제조 방법
US20080218939A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Marcus Matthew S Nanowire supercapacitor electrode
KR100926177B1 (ko) 2007-12-13 2009-11-10 한국과학기술연구원 전기화학 캐패시터 및 그에 이용 가능한 전극
US7826198B2 (en) * 2007-12-29 2010-11-02 Tsinghua University Electrochemical capacitor with carbon nanotubes
KR101056734B1 (ko) 2008-06-20 2011-08-12 주식회사 아모그린텍 고밀도 슈퍼 커패시터의 전극 및 그의 제조방법
AU2011223743A1 (en) * 2010-03-02 2012-08-30 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080232028A1 (en) * 2006-10-30 2008-09-25 College Of William & Mary Supercapacitor using carbon nanosheets as electrode
US20090066195A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-12 Georgia Tech Research Corporation Flexible Nanogenerators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220030071A (ko) 2020-09-02 2022-03-10 한국과학기술연구원 섬유 형상을 갖는 전기화학소자용 복합체 및 이의 제조방법

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