KR101939273B1 - 전극 구조체, 이의 제조방법 및 전극 구조체를 구비한 에너지 저장 장치 - Google Patents

전극 구조체, 이의 제조방법 및 전극 구조체를 구비한 에너지 저장 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 전극 구조체는 직물형 도전성 기판; 상기 직물형 도전성 기판 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층; 상기 제1층 위에 마련되고 그래핀 물질로 이루어진 제2층;을;을 포함하며, 상기 제1층과 상기 제2층은 상기 직물형 도전성 기판 상에 1회 이상 교번 적층될 수 있다. 개시된 전극 구조체는 에너지 저장장치을 위한 다공성 전극으로 활용될 수 있다.

Description

전극 구조체, 이의 제조방법 및 전극 구조체를 구비한 에너지 저장 장치{Electrode structure, method of manufacturing the same and energy storing device including the electrode structure}
본 발명은 전극 구조체, 이의 제조방법 및 전극 구조체를 구비한 에너지 저장 장치 에 관한 것이다.
본 발명은 삼성전자가 교육과학기술부의 국가연구개발사업인 '글로벌 프론티어 연구개발 사업'의 '나노기판 소프트 일렉트로닉스 연구'의 일환으로 수행한 결과로부터 도출된 것이다:
과제고유번호: 2011-0031659
부처명: 교육과학기술부
연구사업명: 글로벌 프론티어 연구개발 사업
연구과제명: 나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구
주관기관: 삼성전자
연구기간: 2011년 8월 1일 ~ 2012년 7월 31일.
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초고용량 커패시터(supercapacitor 또는 ultracapacitor)로 알려져 있는 전기화학 커패시터는 전해질과 전극 사이의 계면에서 발생되는 전하 저장을 이용한 에너지 저장장치이다. 이러한 전기화학 커패시터는 전해 콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 것으로, 급속 충방전이 가능하며, 높은 효율, 반영구적인 수명 특성으로 이차전지의 병용 및 대체 가능한 에너지 저장장치로 각광을 받고 있다.
슈퍼 커패시터의 용량은 전극 면적에 비례한다. 이 경우, 용량을 높이기 위해 커패시터의 체적을 크게 하는 것에는 한계가 있으며, 따라서, 단위 체적당 표면적에 해당하는 비표면적의 개념이 중요해진다. 전극의 비표면적을 늘리기 위해 다공성을 가지는 전극 재료를 사용하는 방법이 있으며, 또한, 이러한 전극 재료가 전도성이 좋을 것이 요구된다. 즉, 비표면적의 증가와 전하 이동도의 증가에 적합한 전극 재료를 개발하는 것은 슈퍼 커패시터의 용량을 효과적으로 높일 수 있는 방법이며, 이에 대한 연구가 지속되고 있다. 예를 들어, 1980년대에는 활성 탄소 재료의 높은 비표면적을 이용한 소형 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor)가 각종 전자기기의 메모리 백업용으로 상용화되었으며, 최근 들어 전극 재료와 제조기술의 발달로 고출력 특성의 중, 대형 제품이 개발되어 효율적인 에너지 사용을 위해 군용, 우주 항공 및 의료용 등의 고부가 장비의 대출력 전원, HEV(Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)의 추진 동력시스템, 대체에너지 부하변동 대응 전원 시스템 등 차세대 고신뢰성 에너지 저장장치로서 중요성이 크게 부각되고 있다.
본 발명은 전극 구조체, 이의 제조방법 및 전극 구조체를 구비한 에너지 저장 장치 에 관한 것이다.
일 유형에 따르는 전극 구조체는 직물형 도전성 기판; 상기 직물형 도전성 기판 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층; 상기 제1층 위에 마련되고 그래핀 물질로 이루어진 제2층;을 포함한다.
상기 전극 구조체는 상기 제1층과 상기 제2층이 상기 직물형 도전성 기판 상에 1회 이상 교번 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함할 수 있다.
상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함할 수 있다.
상기 직물형 도전성 기판은 직물 섬유(textile fiber)와, 상기 직물 섬유의 표면에 코팅된 도전층을 포함할 수 있다.
상기 직물 섬유는 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 도전층은 하나 이상의 금속층을 포함할 수 있고, 상기 금속층은 Ni, Cu 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 전극 구조체 제조방법은 직물형 도전성 기판을 준비하는 단계; 상기 도전성 기판 상에 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층을 형성하는 단계; 상기 제1층 상에 그래핀 물질로 이루어진 제2층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 제1층을 형성하는 단계는 상기 직물형 도전성 기판의 표면이 양전하를 띠도록 표면처리하는 단계; 상기 다수의 1차원 나노구조물들을 상기 직물형 도전성 기판 상에 자기 조립(self asemble)하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제2층의 표면이 양전하를 띠도록 표면 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2층 상에 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제3층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 직물형 도전성 기판을 준비하는 단계는 폴리머 재질의 직물 섬유를 준비하는 단계; 상기 직물 섬유의 표면에 도전층을 코팅하는 단계;를 포함한다.
상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함할 수 있다.
상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 에너지 저장 장치는 서로 마주하게 배치된 제1 다공성 및 제2 다공성 전극; 상기 제1 및 제2 다공성 전극 사이의 영역을 채우는 전해질(electrolyte); 상기 제1 다공성 전극과 상기 제2 다공성 전극 사이에 마련되는 분리막(separator);을 포함하며, 상기 제1 및 제2 다공성 전극은 각각, 직물형 도전성 기판, 상기 직물형 도전성 기판 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층 및 상기 제1층 위에 마련되고 그래핀 물질로 이루어진 제2층을 포함한다.
상기 제1 및 제2 다공성 전극은 각각, 상기 제1층과 상기 제2층이 상기 직물형 도전성 기판 상에 1회 이상 교번 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함할 수 있다. 상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함할 수 있다.
상기 직물형 도전성 기판은 직물 섬유(textile fiber)와, 상기 직물 섬유의 표면에 코팅된 도전층을 포함할 수 있다.
상술한 전극 구조체는 유연한 재질의 직물형 도전성 기판과 직물형 도전성 기판 상에 마련되는 1차원 나노구조물층과 그래핀층을 포함하여, 유연성, 다공성, 고 비표면적, 고 전도성을 갖추고 있다.
따라서, 상술한 전극 구조체는 대용량의 에너지 저장장치, 예를 들어, 슈퍼커패시터의 다공성 전극으로 적용될 수 있으며, 다수의 충방전 사이클시 발생하는 스트레스나 소자의 지속적인 움직임으로 인해 발생되는 물리적인 스트레스에 대해 강한 내구성을 가지며, 또한, 대용량, 고출력을 구현할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전극 구조체의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 2는 도 1의 전극 구조체에 포함되는 직물형 도전성 기판 표면의 현미경 사진을 보인다.
도 3은 도 1의 전극 구조체에 포함되는 직물형 도전성 기판을 구성하는 직물 섬유 및 도전층을 상세히 보인다.
도 4는 도 1의 전극 구조체에 포함되는 제1층의 개략적인 구조를 보인다.
도 5는 도 1의 전극 구조체의 제2층의 개략적인 구조를 보인다.
도 6은 도 1의 전극 구조체 표면의 현미경 사진을 보인다.
도 7은 실시예에 따른 에너지 저장장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 8은 도 7의 에너지 저장장치에서 시간에 따른 충전-방전 사이클과 정전용량을 보인 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 버퍼 구조체 및 이를 포함하는 반도체 소자에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전극 구조체(100)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 전극 구조체(100)는 직물형 도전성 기판(110), 직물형 도전성 기판(110) 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층(120), 제1층(120) 위에 마련되고 그래핀 물질로 이루어진 제2층(130)을 포함한다.
제1층(120)과 제2층(130)은 직물형 도전성 기판(110) 상에 1회 이상 교번 적층될 수 있으며, 도면에는 2회 교번 적층된 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 전극 구조체(100)는 비표면적을 높일 수 있는 다공성 구조를 가지며, 또한, 높은 전기 전도도를 가질 수 있는 구조로 제시되고 있다.
전극 구조체(100)를 구성하는 각 층의 구조를 도 2 내지 도 5를 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1의 전극 구조체(100)에 포함되는 직물형 도전성 기판(110) 및 그 표면에 대한 현미경 사진을 보이며, 도 3은 도 1의 전극 구조체(100)에 포함되는 직물형 도전성 기판(110)을 구성하는 직물 섬유(112) 및 도전층(114)을 상세히 보인다.
직물형 도전성 기판(110)은 유연한(flexible) 재질의 직물 섬유(textile fiber,112)와, 직물 섬유(112)의 표면에 코팅된 도전층(114)을 포함할 수 있다. 여기서, 직물 섬유(112)는 다수의 섬유 가닥들이 서로 소정 패턴으로 짜여진 2차원적 형상을 가질 수 있다. 이러한 직물 섬유(112)는 예를 들면 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에스터(polyester) 또는 폴리우레탄(polyurethane) 등과 같은 폴리머(polymer)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직물 섬유(112)는 이외에도 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 직물 섬유(112)의 직경은 필요에 따라 다양하게 조절될 수 있으며, 예를 들면 대략 20~150㎛ 정도가 될 수 있고, 또한, 이에 한정되는 것은 아니다.
도전층(114)은 직물 섬유(112)의 외면 전체를 덮도록 코팅될 수 있다. 여기서, 도전층(112)은 무전해 도금 또는 스퍼터링 방법 등을 통해 직물 섬유(112)의 표면에 코팅될 수 있다. 이러한 도전층(114)은 예를 들면 대략 100nm ~ 1㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 단지 예시적인 것으로 상기 도전층(114)은 이외에도 다른 다양한 두께로 형성될 수도 있다. 도전층(114)은 하나 이상의 금속층으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속층은 예를 들면, Ni, Cu 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 도전층(114)은 직물 섬유(112) 상에 순차적으로 코팅된 Ni층, Cu층, Ni층 및 Au층 구조로 이루어질 수 있으며, 또한, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 직물형 도전성 기판(110)의 표면은 소정 전하를 갖도록 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 양전하를 띠도록 표면 처리될 수 있고, 이에 따라 직물형 도전성 기판(110) 상에 음전하를 띠는 다수의 나노구조물을 포함하는 제1층(120)이 자기 조립될 수 있다.
도 4는 도 1의 전극 구조체(100)에 포함되는 제1층(120)의 개략적인 구조를 보인다.
제1층(120)은 다수의 1차원 나노구조물(122)로 이루어질 수 있다. 1차원 나노 구조물(122)로는 카본파이버(carbon fiber) 또는 카본나노튜브(carbon nanotube)이 사용될 수 있다.
카본나노튜브는 탄소원자가 만드는 나노 크기 직경을 가지는 원통형의 결정이다. 탄소나노튜브는 원통을 이루는 면의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브로 구분된다. 탄소나노튜브는 모든 탄소원자가 표면에 노출되어 있어 유효 표면적이 넓고, 또 구불구불한 나노튜브의 엉킴 형태가 또 다른 종류의 동공을 만들어 유효면적을 배가시킬 수 있다. 전기 전도도도 기존의 활성탄보다 높기 때문에 고출력을 내는 데 도움이 된다.
도 5는 도 1의 전극 구조체(100)의 제2층(130)의 개략적인 구조를 보인다.
제2층(130)은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)으로 이루어질 수 있다. 그래핀은 탄소원자들이 2차원적으로 배열된 박막 물질로서, 두께가 원자 한 층에 불과할 정도로 얇으며, 그 내부에서 전하가 제로 유효 질량 입자(zero effective mass particle)로 작용하기 때문에 그래핀 내에서 전하의 이동도(mobility)가 매우 높다. 그래핀은 Cu나 Ni 같은 금속 박막 위에 화학기상 증착법으로 성장시키거나, 또는 SiC 기판을 이용한 열분해 방법으로 형성할 수 있으며, 이와 같이 형성된 그래핀은 소정의 전사 방법에 따라 제1층(120)위에 전사될 수 있다. 제1층(130)의 표면은 소정 전하를 띠도록 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 양전하를 띠도록 표면 처리될 수 있으며, 이에 따라 제1층(130) 상에 다소의 나노구조물로 이루어진 제2층(120)이 자기 조립될 수 있다.
도 6은 도 1의 전극 구조체(100) 표면의 현미경 사진을 보인다.
도 1의 전극 구조체(100)를 제조하는 방법을 간단히 살펴보기로 한다. 이하에서 설명되는 제조방법은 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 폴리머 계열의 직물 섬유 상에 도전물질이 코팅된 직물형 전도성 기판(110)을 준비한다. 직물형 전도성 기판(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리머 재질의 직물 섬유(112)의 표면에 도전층(114)을 코팅, 예를 들어, 무전해 도금이나 스퍼터링의 방법으로 형성하는 방법으로 준비될 수 있다.
직물형 전도성 기판(110)의 표면은 소정 전하, 예를 들어, 양전하를 띠도록 표면 처리될 수 있다. 한다. 다음, 탄소나노튜브가 분산된 수용액에 직물형 전도성 기판(110)을 담갔다가 꺼내면, 음전하를 띠는 탄소나노튜브가 양전하를 띠는 직물형 전도성 기판의 표면에 자기 조립(self assemble)되어, 제1층(120)이 형성된다.
다음, 그래핀을 합성하여 제1층(120) 상에 전사한다. 그래핀 합성 방법으로 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe) 등의 금속 촉매를 실리콘 기판 상에 스퍼터링(sputtering) 장치나 전자빔 증발 장치(e-beam evaporator) 등을 이용하여 증착하여 금속 촉매층을 형성하고, 다음, 금속 촉매층이 형성된 기판과 탄소를 포함하는 가스(CH4, C2H2, C2H4, CO등)를 열화학 기상 증착이나 유도 결합 화학 기상 증착법(ICP-CVD, Inductive Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition)을 위한 반응기에 넣고 가열함으로써, 금속 촉매층에 탄소가 흡수되도록 한다. 다음, 급속히 냉각하여 금속 촉매층으로부터 탄소를 분리시켜 결정화시키는 방법으로 그래핀을 성장시킨다. 다음, 금속 촉매층으로부터 성장된 그래핀을 분리하여 제1층(120)상에 전사하여 제2층(130)이 형성된다.
다음, 제2층(130)의 표면이 소정 전하, 예를 들어, 양전하를 띠도록 표면 처리될 수 있다. 또한, 탄소나노튜브가 분산된 수용액에 구조물을 담갔다 꺼내는 과정에 의해 제2층(130)의 표면에 다수의 탄소 나노튜브가 자기 조립되어 제2층이 형성될 수 있다. 제1층(120)과 제2층(130)은 필요한 층수만큼 반복 형성될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 에너지 저장장치(200)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
에너지 저장장치(200)는 서로 마주하게 배치된 제1 다공성 전극(210)및 제2 다공성 전극(220), 제1 및 제2 다공성 전극(210)(220) 사이의 영역을 채우는 전해질(electrolyte)(230), 제1 다공성 전극(210)과 제2 다공성 전극(220) 사이에 마련되는 분리막(separator)(240)을 포함한다.
제1 다공성 전극(210) 및 제2 다공성 전극(220)은 각각 양극 및 음극, 또는 음극 및 양극이 될 수 있으며, 도 1에 예시한 전극 구조체(100)가 채용될 수 있다.
또한, 제1 다공성 전극(210) 및 제2 다공성 전극(220) 상에는 각각 전류를 모아주는 제1 집전체(250) 및 제2 집전체(260)가 더 마련될 수 있다.
전해질(230)이나 분리막(240)은 전기화학 커패시터에 통상적으로 사용되는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전해질(230)로는 수성 또는 유성 전해질, 예를 들면, 30 내지 35% KOH, 아세톤니트릴 중의 1M 테트라에틸암모늄 플루오로보레이트(TEABF4), 프로필렌 카르보네이트 중의 1M TEABF4 또는 1M LiPF6 등이 사용될 수 있다. 하지만 이는 단지 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 분리막(240)으로는 예를 들면, 종이(셀룰로오스계), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PET, PTFE 또는 폴리아미드 등으로 제조된 중합체성 분리막이 사용될 수 있다. 하지만 이는 단지 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
에너지 저장장치(200)의 용량은 제1 다공성 전극(210), 제2 다공성 전극(220)의 비표면적, 전해질(230)의 유전율에 따라 정해지며, 본 실시예에서는 비표면적이 큰 전극 구조체(도 1의 100)을 제1 및 제2 다공성 전극(210)(220)으로 채용함에 따라, 높은 용량이 구현된다. 또한, 유연하고 내구성이 좋은 재질로 이루어지므로, 충전-방전 사이클에 대해 안정적인 성능을 나타낸다.
도 8은 도 7의 에너지 저장장치에서 시간에 따른 충전-방전 사이클과 정전용량을 보인 그래프이다.
도 8의 그래프는 Ag/AgCl를 전해질로 사용하고 한 경우로서, 이로부터, 충, 방전 사이클이 시간이 지나도 일정하고, 또한, 정전용량 값의 변화가 적으며, 충방전의 재현성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
이러한 본원 발명인 전극 구조체 및 이를 포함하는 에너지 저장장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100...전극 구조체 110...직물형 도전성 기판
112...직물 섬유 114...도전층
120...제1층 122...1차원 나노구조물
130...제2층 200...에너지 저장 장치
230...전해질 240...분리막
250...제1 집전체 260...제2 집전체

Claims (20)

  1. 직물형 도전성 기판;
    상기 직물형 도전성 기판 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어지며, 상기 1차원 나노구조물의 방향은 상기 직물형 도전성 기판의 표면과 나란하고, 상기 1차원 나노구조물의 측면이 상기 표면에 접촉하는, 제1층;
    상기 제1층 위에 마련되고 상기 다수의 1차원 나노구조물을 덮는 그래핀 단층막으로 이루어지며, 상기 단층막이 상기 직물형 도전성 기판의 표면과 나란한, 제2층;을 포함하는 전극 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층과 상기 제2층이 상기 직물형 도전성 기판 상에 1회 이상 교번 적층된 구조를 갖는 전극 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함하는 전극 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함하는 전극 구조체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직물형 도전성 기판은 직물 섬유(textile fiber)와, 상기 직물 섬유의 표면에 코팅된 도전층을 포함하는 전극 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 직물 섬유는 폴리머를 포함하는 전극 구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전층은 하나 이상의 금속층을 포함하는 전극 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속층은 Ni, Cu 및 Au 중 적어도 하나를 포함하는 전극 구조체.
  9. 직물형 도전성 기판을 준비하는 단계;
    상기 도전성 기판 상에 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제1층을 형성하는 단계;
    상기 제1층 상에 그래핀 물질로 이루어진 제2층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1층을 형성하는 단계는
    상기 직물형 도전성 기판의 표면이 양전하를 띠도록 표면처리하는 단계;
    상기 다수의 1차원 나노구조물들을 상기 직물형 도전성 기판 상에 자기 조립(self asemble)하는 단계;를 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2층의 표면이 양전하를 띠도록 표면 처리하는 단계;를 더 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2층 상에 다수의 1차원 나노구조물로 이루어진 제3층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  13. 제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직물형 도전성 기판을 준비하는 단계는
    폴리머 재질의 직물 섬유를 준비하는 단계;
    상기 직물 섬유의 표면에 도전층을 코팅하는 단계;를 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  14. 제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  15. 제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함하는 전극 구조체 제조방법.
  16. 서로 마주하게 배치된 제1 다공성 및 제2 다공성 전극;
    상기 제1 및 제2 다공성 전극 사이의 영역을 채우는 전해질(electrolyte);
    상기 제1 다공성 전극과 상기 제2 다공성 전극 사이에 마련되는 분리막(separator);을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 다공성 전극은 각각,
    직물형 도전성 기판;
    상기 직물형 도전성 기판 상에 마련되고, 다수의 1차원 나노구조물로 이루어지며 상기 1차원 나노구조물의 방향은 상기 직물형 도전성 기판의 표면과 나란하고, 상기 1차원 나노구조물의 측면이 상기 표면에 접촉하는 제1층; 및
    상기 제1층 위에 마련되고 상기 다수의 1차원 나노구조물을 덮는 그래핀 단층막으로 이루어지며, 상기 단층막이 상기 직물형 도전성 기판의 표면과 나란한 제2층;을 포함하는 에너지 저장 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 다공성 전극은 각각,
    상기 제1층과 상기 제2층이 상기 직물형 도전성 기판 상에 1회 이상 교번 적층된 구조를 갖는 에너지 저장 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 1차원 나노구조물은 카본파이버 또는 카본나노튜브를 포함하는 에너지 저장 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2층은 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide)을 포함하는 에너지 저장 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 직물형 도전성 기판은 직물 섬유(textile fiber)와, 상기 직물 섬유의 표면에 코팅된 도전층을 포함하는 에너지 저장 장치.
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