KR102659116B1 - Highly stretchable composite material, and super capacitor comprising of the same, method of fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
복합 소재의 제조 방법이 제공된다. 상기 복합 소재의 제조 방법은, 기판을 늘리는 단계, 늘어난 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 포함하는 전극층을 배치하는 단계, 상기 전극층 상에 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층을 배치하는 단계, 및 상기 기판을 수축시켜, 상기 기판 상의 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층에 주름 구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. A method for manufacturing a composite material is provided. The method of manufacturing the composite material includes stretching a substrate, arranging an electrode layer containing carbon nanotubes on the stretched substrate, and arranging an energy storage layer containing carbon nanotubes coated with a conductive polymer on the electrode layer. It may include the step of shrinking the substrate and forming a wrinkle structure in the electrode layer and the energy storage layer on the substrate.
Description
본 발명은 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 서로 교차하는 방향으로 주름 구조를 갖는, 전극층 및 에너지 저장층을 포함하는 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a highly elastic composite material, a super capacitor including the same, and a method for manufacturing the same. A highly elastic composite material including an electrode layer and an energy storage layer having a wrinkle structure in a direction crossing each other, a super capacitor including the same, and It is related to the manufacturing method.
휴대용 전자장치(Portable electronic device), 웨어러블 전기소재(Wearable electric material) 및 생체 이식형(bio-implant) 의료기기 등의 다양한 차세대 다기능성 전자장치에 대한 사회적인 수요는 꾸준히 늘어나고 있다. 이러한 수요를 충족시키기 위하여, 더 가볍고, 휘어지며, 늘어나는 등의 다양한 기계적인 변형에도 성능을 유지하는 슈퍼 커패시터 등의 에너지 저장장치에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. Social demand for a variety of next-generation multifunctional electronic devices, such as portable electronic devices, wearable electric materials, and bio-implant medical devices, is steadily increasing. To meet this demand, interest in energy storage devices such as super capacitors that maintain performance despite various mechanical deformations such as lighter, bending, and stretching continues to increase.
이러한 슈퍼 커패시터 중에서도 신축성 슈퍼 커패시터(stretchable supercapacitor)는 휘어지는 슈퍼 커패시터(flexible supercapacitor)보다 기계적인 변형의 자유도가 높아 굽힘 변형뿐만 아니라 늘림 변형과 같은 변형에도 성능을 지속적으로 유지할 수 있기 때문에, 상술된 휴대용 전자장치, 웨어러블 전기소재, 및 생체 이식형 의료기기 등의 다양한 기계적 변형이 요구되는 전자장치에 적용할 수 있는 장점이 있다. Among these supercapacitors, stretchable supercapacitors have a higher degree of freedom in mechanical deformation than flexible supercapacitors, and can continuously maintain performance not only through bending deformation but also through deformation such as stretching deformation, and thus are used in the portable electronics described above. It has the advantage of being applicable to electronic devices that require various mechanical modifications, such as devices, wearable electrical materials, and bioimplantable medical devices.
이에 따라, 슈퍼 커패시터에 관한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한 민국 특허 공개 공보 10-1137707(출원번호: 10-2010-0115352, 출원인: 한국세라믹기술원)에는, 양극은 충전 또는 방전 동작에 따라 전해액에 양이온의 삽입 또는 탈리가 가능한 양극물 질이 표리면을 관통하는 복수의 구멍을 갖는 집전체 양면에 적층된 구조를 이루고, 음극은 활성탄을 포함하는 음극물질이 표리면을 관통하는 복수의 구멍(개구)을 갖는 집전체 양면에 적층된 구조를 이루며, 리튬 호일 및 상기 권취소자는 리튬염이 용해되어 있는 전해액에 함침되어 있는 하이브리드 슈퍼커패시터 셀 및 그 제조 방법을 제공한다. Accordingly, various technologies related to super capacitors are being developed. For example, in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1137707 (application number: 10-2010-0115352, applicant: Korea Institute of Ceramic Technology), the anode is a cathode material that allows insertion or detachment of positive ions from the electrolyte according to charging or discharging operations. It has a structure in which a current collector having a plurality of holes penetrating through the front and back surfaces is laminated on both sides, and the negative electrode has a structure in which a negative electrode material containing activated carbon is laminated on both sides of the current collector having a plurality of holes (openings) penetrating the front and back surfaces. It provides a hybrid supercapacitor cell in which the lithium foil and the winding element are impregnated in an electrolyte solution in which lithium salt is dissolved, and a method for manufacturing the same.
이 밖에도, 슈퍼 커패시터에 관한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다.In addition, various technologies related to super capacitors are being researched and developed.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 신축성이 향상된 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly elastic composite material with improved elasticity, a super capacitor containing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 다양한 기계적 변형 환경에서도 안정성이 향상된 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly elastic composite material with improved stability even in various mechanical deformation environments, a super capacitor containing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 기계적 변형 환경에서도 에너지 저장 성능이 향상된 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly elastic composite material with improved energy storage performance even in various mechanical deformation environments, a super capacitor containing the same, and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 절감된 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly elastic composite material with reduced manufacturing costs, a super capacitor containing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고효율 및 고신뢰성의 고신축성 복합 소재, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a highly elastic composite material with high efficiency and high reliability, a super capacitor containing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 복합 소재의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for manufacturing composite materials.
일 실시 예에 따르면, 상기 복합 소재의 제조 방법은, 인장력을 가하여, 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 기판을 늘리는 단계, 늘어난 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 포함하는 전극층을 배치하는 단계, 늘어난 상기 기판 상에 배치된 상기 전극층 상에, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층을 배치하는 단계, 및 상기 인장력을 제거하는 방법으로 상기 기판을 수축시켜, 상기 기판 상의 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층에 주름 구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the composite material includes stretching a substrate in a first direction and a second direction intersecting the first direction by applying a tensile force, an electrode layer including carbon nanotubes on the stretched substrate. arranging, arranging an energy storage layer including carbon nanotubes coated with a conductive polymer on the electrode layer disposed on the stretched substrate, and shrinking the substrate by removing the tensile force, It may include forming a wrinkle structure in the electrode layer and the energy storage layer on the substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층을 배치하는 단계는, 늘어난 상기 기판 상에, 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제1 전극층을 형성하는 단계, 및 늘어난 상기 기판 상에, 상기 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of disposing the electrode layer includes forming a first electrode layer including carbon nanotubes extending in the first direction on the stretched substrate, and forming the first electrode layer on the stretched substrate. It may include forming a second electrode layer including carbon nanotubes extending in two directions.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극층을 형성하는 단계는, 교대로 그리고 반복적으로 수행되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, forming the first electrode layer and forming the second electrode layer may include being performed alternately and repeatedly.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층에 포함된 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제1 방향과 평행하도록 상기 기판 상에 제공되고, 상기 제2 전극층에 포함된 상기 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제2 방향과 평행하도록 상기 기판 상에 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, carbon nanotubes extending in the first direction included in the first electrode layer are provided on the substrate to be parallel to the first direction, and extend in the second direction included in the second electrode layer. The extending carbon nanotubes may be provided on the substrate parallel to the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 저장층은, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층이 교차하는 영역 상에 선택적으로 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the energy storage layer may include being selectively provided on an area where the first electrode layer and the second electrode layer intersect.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the electrode layer and the energy storage layer may include a wrinkled structure in the first direction and the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 수축된 상기 기판의 면적이 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the area of the shrunken substrate may be adjusted according to the content of carbon nanotubes in the electrode layer.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 복합 소재를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a composite material.
일 실시 예에 따르면, 상기 복합 소재는, 상기 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 제2 전극층, 및 상기 제2 전극층 상에 배치되고, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 에너지 저장층을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the composite material is disposed on the substrate, includes a carbon nanotube extending in a first direction, a first electrode layer having a wrinkled structure, disposed on the first electrode layer, and the first electrode layer. A second electrode layer including carbon nanotubes extending in a second direction crossing the first direction and having a wrinkled structure, and a carbon nanotube disposed on the second electrode layer and coated with a conductive polymer, including a wrinkled structure It may include an energy storage layer having.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층은, 상기 제1 방향으로 주름 구조를 갖고, 상기 제2 전극층은, 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층이 교차되는 교차 영역은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the first electrode layer has a wrinkled structure in the first direction, and the second electrode layer has a wrinkled structure in the second direction, and the first electrode layer and the second electrode layer intersect. The intersection area may include one having a wrinkled structure in the first direction and the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 저장층은, 상기 교차 영역 상에 제공되어, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the energy storage layer may be provided on the intersection area and have a wrinkled structure in the first direction and the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 방향으로 늘어나는 경우, 상기 제1 전극층의 상기 제1 방향의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층의 상기 제1 방향의 주름 구조가 펴지고, 상기 제2 방향으로 늘어나는 경우, 상기 제2 전극층의 상기 제2 방향의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층의 상기 제2 방향의 주름 구조가 펴지는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, when stretched in the first direction, the wrinkled structure of the first electrode layer in the first direction and the wrinkled structure of the energy storage layer in the first direction are stretched and stretched in the second direction, It may include unfolding the wrinkled structure of the second electrode layer in the second direction and the wrinkled structure of the energy storage layer in the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제1 전극층의 상기 제1 방향으로 주름 사이의 간격이 조절되고, 상기 제2 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제2 전극층의 상기 제2 방향으로 주름 사이의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, depending on the content of carbon nanotubes in the first electrode layer, the gap between wrinkles in the first direction of the first electrode layer is adjusted, and depending on the content of carbon nanotubes in the second electrode layer, It may include adjusting the distance between wrinkles of the second electrode layer in the second direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 복합 소재는, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 신축성이 조절될 수 있다. According to one embodiment, the elasticity of the composite material may be adjusted in the first direction and the second direction depending on the content of carbon nanotubes in the first electrode layer and the second electrode layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 복합 소재는, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 복수로 제공되고, According to one embodiment, the composite material includes a plurality of first electrode layers and a plurality of second electrode layers,
복수의 상기 제1 전극층 및 복수의 상기 제2 전극층은, 상기 기판 상에 교대로 적층되는 것을 포함할 수 있다.The plurality of first electrode layers and the plurality of second electrode layers may be alternately stacked on the substrate.
본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재는, 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고 주름 구조를 갖는 상기 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고 주름 구조를 갖는 제2 전극층, 및 상기 제2 전극층 상에 배치되고, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 에너지 저장층을 포함할 수 있다. 또한, 주름 구조를 갖는 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층은, 향상된 기계적 강도를 가질 수 있다. 이에 따라, 신축성이 향상될 수 있고, 이로 인해, 다양한 기계적 변형 환경에서도 안정성 및 에너지 저장 성능이 향상된 복합 소재가 제공될 수 있다.The composite material according to an embodiment of the present invention includes a substrate, the first electrode layer disposed on the substrate, the first electrode layer including carbon nanotubes extending in the first direction and having a wrinkled structure, and disposed on the first electrode layer, , a second electrode layer including carbon nanotubes extending in a second direction crossing the first direction and having a wrinkled structure, and a carbon nanotube disposed on the second electrode layer and coated with a conductive polymer, It may include an energy storage layer having a wrinkled structure. Additionally, the electrode layer and the energy storage layer having a wrinkled structure may have improved mechanical strength. Accordingly, elasticity can be improved, and thus, a composite material with improved stability and energy storage performance can be provided even in various mechanical deformation environments.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재가 포함하는 에너지 저장층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재에 포함된 전극층의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 복합 소재 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 섬유를 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를 촬영한 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 신축성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 기계적 변형에 따른 특성을 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a composite material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the manufacturing process of a composite material according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the energy storage layer included in the composite material according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the stacked structure of electrode layers included in a composite material according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining a composite material and its manufacturing method according to a modified example of an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a photograph of composite fibers according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a photograph of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are graphs showing the elasticity of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a graph showing the electrical characteristics of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are graphs showing characteristics according to mechanical deformation of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, “connection” is used to include both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting them.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if a detailed description of a related known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재가 포함하는 에너지 저장층을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재에 포함된 전극층의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a composite material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process for a composite material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a composite material according to an embodiment of the present invention. This is a diagram for explaining the energy storage layer included in the composite material according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a diagram for explaining the stacked structure of the electrode layer included in the composite material according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100)이 준비될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)은, 고무(rubber)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은, Eco flex rubber film일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)의 두께는, 1.25mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은, 사각형 형태일 수 있다. 또는, 다른 예를 들어, 상기 기판(100)은 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the
인장력(tensile force)을 가하여, 제1 방향(102) 및 제2 방향(104)으로 상기 기판(100)이 늘어날 수 있다(S110). 예를 들어, 상기 인장력은 상기 기판(100)의 네 면에 가하여, 상기 기판(100)이 상기 제 1방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 늘어날 수 있다(S110). 상기 제2 방향(104)은, 상기 제1 방향(102)과 교차하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은, 상기 기판(100)의 초기 상태 면적과 비교하여 850%까지 늘어날 수 있다. By applying tensile force, the
늘어난 상기 기판(100) 상에 탄소나노튜브를 포함하는 전극층(110, 120)이 배치될 수 있다(S120). 상기 전극층(110, 120)을 배치하는 단계는, 늘어난 상기 기판(100) 상에, 상기 제1 방향(102)으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제1 전극층(110)을 형성하는 단계, 및 늘어난 상기 기판(100) 상에, 상기 제2 방향(104)으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제2 전극층(120)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Electrode layers 110 and 120 including carbon nanotubes may be disposed on the stretched substrate 100 (S120). The step of disposing the electrode layers 110 and 120 includes forming a
상기 제1 전극층(110)을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극층(120)을 형성하는 단계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 교대로 그리고 반복적으로 수행될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)은 각각 복수로 제공될 수 있다. 또 다시 말하면, 복수의 상기 제1 전극층(110) 및 복수의 상기 제2 전극층(120)은, 상기 기판(100) 상에 교대로 적층될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 사이의 접착력이 향상되어, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 신축성이 향상되고, 다양한 변형에도 안정적인 구조를 유지할 수 있다. The steps of forming the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)은, 각각 15개씩 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)은, 상기 기판(100) 상에 15층(layer)으로 교대로 적층될 수 있다. According to one embodiment, 15 each of the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)은, 탄소나노튜브 시트(carbon nanotube sheet) 형태로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계는, 화학 기상 증착법으로 탄소나노튜브 숲(forest)을 제조하는 단계, 및 상기 탄소나노튜브 숲으로부터 상기 탄소나노튜브 시트를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트 형태의 상기 제1 전극층(110)은, 상기 제1 방향(102)으로 연장하는 복수의 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트 형태의 상기 제2 전극층(120)은, 상기 제2 방향(104)으로 연장하는 복수의 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 탄소나노튜브는, 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)일 수 있다. According to one embodiment, the
상기 제1 전극층(110)에 포함된 상기 제1 방향(102)으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제1 방향(102)과 평행하도록 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 전극층(120)에 포함된 상기 제2 방향(104)으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제2 방향(104)과 평행하도록 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. Carbon nanotubes included in the
또한, 상기 제1 전극층(110)을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극층(120)을 형성하는 단계는, 탄소나노튜브를 포함하는 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)으로 첨가제를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)의 밀도를 증가시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제는, 탄소나노튜브의 밀도를 높이고, 탄소나노튜브와 상기 기판(100) 사이의 접착력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는, 에탄올(ethanol)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 첨가제는, 아세톤(acetone)등일 수 있다.In addition, forming the
늘어난 상기 기판(100) 상에 배치된 상기 전극층(110, 120) 상에, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층(130)이 배치될 수 있다(S130). 일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 저장층(130)은, 교대로 그리고 반복적으로 적층된 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 상에 배치될 수 있다. An
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 저장층(130)은, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)이 교차하는 영역 상에 선택적으로 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 에너지 저장층(130)은, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)이 교차하는, 전도도가 상대적으로 높은 영역 상에, 선택적으로 제공될 수 있다. According to one embodiment, the
상기 에너지 저장층(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 전도성 고분자(134)로 코팅된 탄소나노튜브(132)를 포함할 수 있다. 상기 에너지 저장층(130)을 제조하는 단계는, 탄소나노튜브(132) 상에 산화제 용액을 제공하고 증발시키는 단계, 및 상기 산화제 용액이 제공된 탄소나노튜브(132) 상에 전도성 고분자(134)를 첨가하여 증기상 중합 반응(vapor phase polymerization)을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 산화제 용액은, Fe(III)PTS, 피리딘, 부탄올 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 고분자 물질(134)은, PEDOT(poly 3,4-ethylenedioxythiophene)일 수 있다. As shown in FIG. 3, the
늘어난 상기 기판(100)은, 상기 인장력을 제거하는 방법으로 수축시킬 수 있다. 상기 기판(100)이 수축되는 경우, 상기 기판(100) 상의 상기 전극층(110, 120) 및 상기 에너지 저장층(130)은, 주름 구조(buckling structure)가 형성될 수 있다(S140). 또한, 상기 기판(100)이 수축됨에 따라, 주름 구조를 갖는 상기 제1 전극층(110), 주름 구조를 갖는 상기 제2 전극층(120), 및 주름 구조를 갖는 상기 에너지 저장층(130)을 포함하는 복합 소재가 제조될 수 있다. The stretched
상기 전극층(110, 120) 및 상기 에너지 저장층(130)은, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 주름 구조가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 전극층(110)은, 상기 제1 방향(102)으로 주름 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 전극층(120)은, 상기 제2 방향(104)으로 주름 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 이 교차되는 교차 영역은, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 주름 구조를 가질 수 있다. 상기 에너지 저장층(130)은, 상기 교차 영역 상에 제공되어, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 주름 구조를 가질 수 있다.The electrode layers 110 and 120 and the
상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 수축된 상기 기판(100)의 면적이 조절될 수 있다. 또한, 상기 전극층(110, 120)은, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 신축성이 조절될 수 있다. Depending on the content of carbon nanotubes in the electrode layers 110 and 120, the area of the
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 증가하는 경우, 수축된 상기 기판(100)의 면적은 넓어질 수 있다. 다시 말해, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 증가하는 경우, 상기 기판(100)의 수축되는 면적의 변화량은 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 복합 소재의 전도도(conductivity)는 높아지고, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 신축성(flexibility)은 상대적으로 낮아질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 감소하는 경우, 수축된 상기 기판(100)의 면적은 좁아질 수 있다. 다시 말해, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 감소하는 경우, 상기 기판(100)의 수축되는 면적의 변화량은 클 수 있다. 이에 따라, 상기 복합 소재의 전도도는 상대적으로 낮아지고, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 신축성은 높아질 수 있다. According to one embodiment, when the content of carbon nanotubes in the electrode layers 110 and 120 increases, the area of the
상기 제1 전극층(110) 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 수축된 상기 제1 전극층(110)의 상기 제1 방향(102)으로 주름 사이의 간격(W1)이 조절될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 수축된 상기 제2 전극층(120)의 상기 제2 방향(104)으로 주름 사이의 간격(W2)이 조절될 수 있다. Depending on the content of carbon nanotubes in the
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 증가하는 경우, 수축된 상기 전극층(110, 120)의 상기 제1 방향(102)으로 주름 사이의 간격(W1) 및 상기 제2 방향(104)으로 주름 사이의 간격(W2)은 넓어질 수 있다. 다시 말해, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 증가하는 경우, 상기 전극층(110, 120)의 수축이 작게 발생하여, 넓은 간격의 주름이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when the content of carbon nanotubes in the electrode layers 110 and 120 increases, the gap W1 between wrinkles in the
일 실시 예에 따르면, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 감소하는 경우, 수축된 상기 전극층(110, 120)의 상기 제1 방향(102)으로 주름 사이의 간격(W1) 및 상기 제2 방향(104)으로 주름 사이의 간격(W2)은 좁아질 수 있다. 다시 말해, 상기 전극층(110, 120) 내의 탄소나노튜브의 함량이 감소하는 경우, 상기 전극층(110, 120)의 수축이 크게 발생하여, 좁은 간격의 주름이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when the content of carbon nanotubes in the electrode layers 110 and 120 decreases, the gap W1 between wrinkles in the
일 실시 예에 따르면, 상기 복합 소재가 상기 제1 방향(102)으로 늘어나는 경우, 상기 제1 전극층(110)의 상기 제1 방향(102)의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층(130)의 상기 제1 방향(102)의 주름 구조가 펴질 수 있다. 또한, 상기 복합 소재가 상기 제2 방향(104)으로 늘어나는 경우, 상기 제2 전극층(120)의 상기 제2 방향의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층(130)의 상기 제2 방향(104)의 주름 구조가 펴질 수 있다. According to one embodiment, when the composite material is stretched in the
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 복합 소재의 신축성 및 전기 전도도가 조절될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120) 각각의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 상기 복합 소재의 신축성 및 전기 전도도가 조절되어, 다양한 어플리케이션에 적응적으로 신축성 및 전기 전도도가 조절 가능한 복합 소재가 제공될 수 있다. As described above, according to an embodiment of the present invention, the elasticity and electrical conductivity of the composite material can be adjusted depending on the content of carbon nanotubes in the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재는, 상기 기판(100), 상기 기판(100) 상에 배치되고, 상기 제1 방향(102)으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고 주름 구조를 갖는 상기 제1 전극층(110), 상기 제1 전극층(110) 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 상기 제2 방향(104)으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고 주름 구조를 갖는 상기 제2 전극층(120), 및 상기 제2 전극층(120) 상에 배치되고, 상기 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 상기 에너지 저장층(130)을 포함할 수 있다. 또한, 주름 구조를 갖는 상기 전극층(110, 120) 및 상기 에너지 저장층(130)은, 향상된 기계적 강도를 가질 수 있다. 이에 따라, 신축성이 향상될 수 있고, 이로 인해, 다양한 기계적 변형 환경에서도 안정성 및 에너지 저장 성능이 향상된 복합 소재가 제공될 수 있다. In addition, the composite material according to an embodiment of the present invention includes the
이하, 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 복합 소재의 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a method for manufacturing a composite material according to a modified example of an embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 복합 소재 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. Figure 5 is a diagram for explaining a composite material and its manufacturing method according to a modified example of an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 상기 기판(100)이 준비되고, 상기 기판(100)은 상기 제1 방향(102) 및 상기 제2 방향(104)으로 늘어날 수 있다. Referring to FIG. 5 , the
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)이 형성되는 단계, 및 상기 에너지 저장층(130)을 형성하는 단계가 하나의 단위 공정(unit process)로 정의될 수 있다. As described with reference to FIGS. 2 to 4, forming the
늘어난 상기 기판(100) 상에 상기 단위 공정이 복수회 반복하여 수행될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 전극층(110) 및 상기 제2 전극층(120)이 형성되고, 상기 에너지 저장층(130)이 형성된 후, 상기 에너지 저장층(130) 상에 상기 제1 전극층(110), 상기 제2 전극층(120), 및 상기 에너지 저장층(130)이 다시 형성될 수 있다. 상기 단위 공정이 복수회 반복 수행된 후, 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 인장력을 제거하는 방법으로 상기 기판(100)이 수축되어, 상기 전극층(110,120) 및 상기 에너지 저장층(130)에 주름 구조가 형성될 수 있다. The unit process may be repeated multiple times on the stretched
다시 말해, 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 복합 소재는, 상기 기판(100) 상에, 주름 구조를 갖는 상기 전극층(110, 120), 및 주름 구조를 갖는 상기 에너지 저장층(130)이 순차적으로 복수 회 적층된 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 에너지 저장 성능이 향상된 복합 소재가 제공될 수 있다. In other words, the composite material according to the modified example of the embodiment of the present invention includes the electrode layers 110 and 120 having a wrinkled structure and the
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a method for manufacturing a super capacitor according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 기판(100) 상에, 주름 구조를 갖는 상기 전극층(110, 120) 및 주름 구조를 갖는 상기 에너지 저장층(130)을 포함하는 복합 소재가 준비된다. 상기 복합 소재는 전극으로 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따른 상기 슈퍼 커패시터의 제조 방법은, 상기 전극을 준비하는 단계, 전해질을 준비하는 단계, 상기 전극 및 상기 전해질을 포함하는 샌드위치 구조체(sandwich structure)를 제조하는 단계, 상기 샌드위치 구조체를 접착제로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. As described with reference to FIGS. 1 to 5, on the
일 실시 예에 따르면, 상기 전해질은, nylon panty hose 상에 4.5M 농도의 LiCl-based PVA(polyvinyl alcohol)가 흡착된 물질일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 접착제는, sil-poxy glue일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 슈퍼 커패시터는, 모두 고체상태(all-solid-state)일 수 있다. According to one embodiment, the electrolyte may be a material in which LiCl-based polyvinyl alcohol (PVA) at a concentration of 4.5M is adsorbed on a nylon panty hose. According to one embodiment, the adhesive may be sil-poxy glue. According to one embodiment, the super capacitor may be all-solid-state.
본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 상기 복합 소재를 전극으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 신축성이 향상되고, 이로 인해, 다양한 기계적 변형 환경에서도 안정성 및 에너지 저장 성능이 향상된 슈퍼 커패시터가 제공될 수 있다. A super capacitor according to an embodiment of the present invention may use the composite material described with reference to FIGS. 1 to 5 as an electrode. Accordingly, elasticity is improved, and as a result, a super capacitor with improved stability and energy storage performance even in various mechanical deformation environments can be provided.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 복합 소재의 구체적인 실험 제조 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, specific experimental manufacturing examples and property evaluation results of composite materials according to the above-described embodiments of the present invention will be described.
실시 예 1에 따른 복합 소재 제조Composite manufacturing according to Example 1
사각형 형태 및 1.25mm 두께를 갖는 Ecoflex rubber film 기판이 준비된다. 상기 기판의 네 면에 인장력(tensile force)을 가하여, 상기 기판의 초기 상태 면적과 비교하여 850%까지 늘였다. An Ecoflex rubber film substrate with a square shape and a thickness of 1.25 mm is prepared. Tensile force was applied to the four sides of the substrate to increase the area by 850% compared to the initial area of the substrate.
제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브 시트(CNS) 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브 시트(CNS)가 준비된다. 상기 Ecoflex rubber film 기판 상에 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브 시트를 배치하여 제1 전극층을 제조하였다. 상기 제1 전극층 상에 상기 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브 시트를 배치하여 제2 전극층을 제조하였다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 각각 15개씩 준비하여, 15층(layer) 구조로 교대로 적층하였다. 또한, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 상에, 에탄올(ethanol)을 첨가하였다. A carbon nanotube sheet (CNS) including carbon nanotubes extending in a first direction and a carbon nanotube sheet (CNS) including carbon nanotubes extending in a second direction intersecting the first direction are prepared. A first electrode layer was manufactured by placing a carbon nanotube sheet including carbon nanotubes extending in the first direction on the Ecoflex rubber film substrate. A second electrode layer was manufactured by disposing a carbon nanotube sheet including carbon nanotubes extending in the second direction on the first electrode layer. Fifteen each of the first electrode layer and the second electrode layer were prepared and stacked alternately in a 15-layer structure. Additionally, ethanol was added onto the first electrode layer and the second electrode layer.
에너지 저장층이 준비된다. 상기 에너지 저장층은, 탄소나노튜브 상에 부탄올(butanol)을 제공하고 증발시킨 후, 부탄올이 제공된 탄소나노튜브 상에 85wt%의 PEDOT(poly 3,4-ethylenedioxythiophene)을 첨가하고 증기상 중합 반응(vapor phase polymerization)을 수행하여 제조하였다. An energy storage layer is prepared. The energy storage layer is formed by providing butanol on carbon nanotubes and evaporating them, adding 85 wt% of PEDOT (poly 3,4-ethylenedioxythiophene) on the carbon nanotubes provided with butanol, and performing a vapor phase polymerization reaction ( It was manufactured by performing vapor phase polymerization.
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층이 교차하는 상기 제2 영역 상에, 상기 에너지 저장층을 배치했다. 이후, 상기 Eco flex rubber film 기판에 인장력을 제거하여, 주름 구조를 갖는 제1 전극층, 주름 구조를 갖는 제2 전극층, 및 주름 구조를 갖는 에너지 저장층을 포함하는 복합 소재를 제조하였다. The energy storage layer was disposed on the second area where the first electrode layer and the second electrode layer intersect. Thereafter, the tensile force was removed from the Eco flex rubber film substrate to prepare a composite material including a first electrode layer with a wrinkled structure, a second electrode layer with a wrinkled structure, and an energy storage layer with a wrinkled structure.
실시 예 2에 따른 슈퍼 커패시터 제조Supercapacitor fabrication according to Example 2
상술된 실시 예 1에 따른 복합 소재 2개 및 전해질이 준비된다. 상기 전해질은, nylon panty hose 상에 4.5M 농도의 LiCl-based PVA(polyvinyl alcohol)를 흡착시켜 제조하였다. 상기 복합 소재는, 전극으로 사용하였다. 상기 전극 2개 및 상기 전해질을 사용하여, 2개의 전극 사이에 전해질이 배치(전극-전해질-전극)되는 샌드위치 구조체(sandwich structure)를 제조하였다. 상기 샌드위치 구조체를 sil-poxy glue로 코팅하여, 모두 고체상태(all-solid-state)로 있는 슈퍼 커패시터를 제조하였다. Two composite materials and an electrolyte according to Example 1 described above were prepared. The electrolyte was prepared by adsorbing LiCl-based polyvinyl alcohol (PVA) at a concentration of 4.5M onto a nylon panty hose. The composite material was used as an electrode. Using the two electrodes and the electrolyte, a sandwich structure was manufactured in which the electrolyte was placed between the two electrodes (electrode-electrolyte-electrode). The sandwich structure was coated with sil-poxy glue to manufacture an all-solid-state super capacitor.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 섬유를 촬영한 사진이다. Figure 6 is a photograph of composite fibers according to an embodiment of the present invention.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 복합 섬유가 포함하는 전극층을 SEM(scanning electron microscopy) 촬영하였다. 도 6의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 복합 섬유가 포함하는 전극층은, 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제1 전극층 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제2 전극층이 교대로 배치되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to (a) of FIG. 6, the electrode layer included in the composite fiber according to the above example was photographed by scanning electron microscopy (SEM). As can be seen in (a) of FIG. 6, the electrode layer included in the composite fiber according to the above embodiment includes a first electrode layer including carbon nanotubes extending in a first direction and a second direction intersecting the first direction. It was confirmed that the second electrode layers containing carbon nanotubes extending to are arranged alternately.
도 6의 (b) 및 (c)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 복합 섬유를 저배율 및 고배율로 SEM 촬영하였다. 도 6의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 복합 섬유는, 상기 전극층 상에 전도성 고분자인 PEDOT이 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 도 6의 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 복합 섬유는, 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층이 주름 구조(buckling structure)를 갖는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Figures 6 (b) and (c), the composite fiber according to the above example was photographed by SEM at low and high magnification. As can be seen in (b) of Figure 6, in the composite fiber according to the above example, it was confirmed that an energy storage layer including carbon nanotubes coated with PEDOT, a conductive polymer, was disposed on the electrode layer. As can be seen in (c) of FIG. 6, it was confirmed that the electrode layer and the energy storage layer of the composite fiber according to the above example had a buckling structure.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를 촬영한 사진이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 신축성을 나타내는 그래프이다. Figure 7 is a photograph of a super capacitor according to an embodiment of the present invention, and Figures 8 and 9 are graphs showing the elasticity of the super capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를 일반 사진 촬영하였다. 도 7에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 모두가 고체 상태(all-solid-state)인 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 7, a general photograph was taken of the super capacitor according to the above example. As can be seen in FIG. 7, it was confirmed that all of the super capacitors were in a solid state.
도 8을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 초기 상태, 제1 방향으로만 160%까지 늘린 상태, 및 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘린 상태의 경우에 대해, 10mVs-1의 스캔 속도(scan rate)로 Potential(V)에 따른 전류 밀도(Current density, Ag- 1)를 측정하고 CV(cyclic voltammetry) curve를 나타내었다. 도 8에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 초기 상태, 제1 방향으로만 160%까지 늘린 상태, 및 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘린 상태의 경우, CV curve의 면적이 실질적으로 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 8, for the case of the super capacitor according to the above embodiment, in the initial state, in the state in which the super capacitor is stretched up to 160% in the first direction only, and in the state in which it is stretched up to 600% in the first and second directions simultaneously, 10 mVs Current density (Ag - 1 ) according to Potential (V) was measured at a scan rate of -1 , and a CV (cyclic voltammetry) curve was shown. As can be seen in FIG. 8, the area of the CV curve of the super capacitor is substantially increased in the initial state, in the first direction only, by 160%, and in the first and second directions by 600%. It was confirmed that there was no difference.
도 9a를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 초기 상태, 제1 방향으로만 160%까지 늘린 상태, 및 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘린 상태의 경우에 대해, 스캔 속도(mVs- 1)에 따른 specific capacitance(Fg- 1)를 측정하였다. 도 9a에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 초기 상태의 경우, 스캔 속도가 10 mVs-1에서 300 mVs- 1으로 변하는 동안, specific capacitance은 82Fg-1에서 43 Fg-1으로 변하였고, 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘린 상태의 경우, 스캔 속도가 10 mVs-1에서 300 mVs- 1으로 변하는 동안, specific capacitance은 77Fg-1에서 33 Fg-1으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 9A, the super capacitor according to the above embodiment is scanned for the initial state, a state stretched by 160% in the first direction only, and a state stretched up to 600% in the first and second directions simultaneously. Specific capacitance (Fg - 1 ) was measured according to velocity (mVs - 1 ). As can be seen in Figure 9a, in the initial state of the super capacitor, while the scan rate changed from 10 mVs -1 to 300 mVs -1 , the specific capacitance changed from 82Fg -1 to 43 Fg -1 , and the first In the case of stretching up to 600% in both directions and the second direction, it was confirmed that while the scan speed changed from 10 mVs -1 to 300 mVs -1 , the specific capacitance changed from 77Fg -1 to 33 Fg -1 .
도 9b를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 100 kHz 내지 10mHz frequency 범위에서 electrochemical impedance spectroscopy (EIS)를 측정하였다. 도 9b에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, equilibrium series resistance(ESR)가 도 9b에 나타난 것과 같이 측정되는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 9B, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was measured for the super capacitor according to the above example in a frequency range of 100 kHz to 10 mHz. As can be seen in FIG. 9B, it was confirmed that the equilibrium series resistance (ESR) of the super capacitor was measured as shown in FIG. 9B.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터는, 한쪽 방향으로만 늘린 경우뿐만 아니라, 양쪽 방향으로 늘린 경우에도 우수한 안정성 및 에너지 저장 성능을 갖는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the super capacitor according to an embodiment of the present invention has excellent stability and energy storage performance not only when stretched in one direction, but also when stretched in both directions.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다. Figure 10 is a graph showing the electrical characteristics of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 10a를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘린 상태의 경우에 대해, 300mVs-1의 스캔 속도로 0회 내지 2000회의 충방전 사이클에 따른 capacitance ratio(C/C0)를 측정하였다. 도 10a에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 충방전 사이클을 0회 내지 2000회 실시하는 동안, capacitance ratio의 값이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 10A, in the case where the super capacitor according to the above embodiment is stretched up to 600% in the first and second directions simultaneously, the charge and discharge cycle is performed from 0 to 2000 times at a scan rate of 300 mVs -1 . The capacitance ratio (C/C 0 ) was measured. As can be seen in Figure 10a, it was confirmed that the value of the capacitance ratio of the super capacitor was maintained substantially constant while charging and discharging cycles were performed 0 to 2000 times.
도 10b를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 제1 방향과 제2 방향으로 동시에 600%까지 늘림에 따른 energy density(Whkg- 1)를 측정하였다. 도 10b에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 초기 상태에서 600%까지 늘어나는 동안 energy density의 값이 실직적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터는, 향상된 신축성 및 오랜 기간 사용시에도 우수한 안정성을 갖는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 10b, the energy density (Whkg - 1 ) of the supercapacitor according to the above example was measured when stretched up to 600% in the first and second directions simultaneously. As can be seen in FIG. 10b, it was confirmed that the energy density value of the super capacitor was maintained substantially constant while being increased up to 600% from the initial state. Accordingly, it can be seen that the supercapacitor according to an embodiment of the present invention has improved elasticity and excellent stability even when used for a long period of time.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터의 기계적 변형에 따른 특성을 나타내는 그래프이다. 11 and 12 are graphs showing characteristics according to mechanical deformation of a super capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 11a를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 제1 방향으로만 160%까지 늘리는 기계적 변형 공정을, 1회 내지 1000회 수행함에 따른 capacitance ratio(C/C0)를 측정하였다. 도 11a에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 제1 방향으로만 160%까지 늘리는 기계적 변형 공정을, 1회 에서 1000회 수행하는 동안, capacitance ratio 값이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 11A, the capacitance ratio (C/C 0 ) was measured as the mechanical deformation process of stretching the super capacitor according to the above example by 160% in the first direction was performed from 1 to 1,000 times. As can be seen in FIG. 11a, it was confirmed that the capacitance ratio value of the super capacitor was maintained substantially constant while performing a mechanical deformation process of increasing up to 160% in the first direction only from 1 time to 1000 times.
도 11b를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 135°의 각도로 굽히는 기계적 변형 공정을, 1회 내지 1000회 수행함에 따른 capacitance ratio(C/C0)를 측정하였다. 도 11b에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 135°의 각도로 굽히는 기계적 변형 공정을, 1회 내지 1000회 수행하는 동안, capacitance ratio 값이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 11B, the capacitance ratio (C/C 0 ) was measured when the super capacitor according to the above example was subjected to a mechanical deformation process of bending at an angle of 135° from 1 to 1000 times. As can be seen in Figure 11b, it was confirmed that the capacitance ratio value of the super capacitor was maintained substantially constant while the mechanical deformation process of bending at an angle of 135° was performed from 1 to 1000 times.
도 12a를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 50mVs- 1 의 스캔 속도로, 초기 상태에서 Potential(V)에 따른 전류 밀도(Ag- 1)를 측정하고 CV curve를 나타내었다. 또한, 상기 슈퍼 커패시터를, 50mVs- 1 의 스캔 속도 및 20%s-1의 strain rate로, 제1 방향으로만 160%까지 늘렸다 줄이는 기계적 변형 공정을 수행하여, Potential(V)에 따른 전류 밀도(Ag- 1)를 측정하고 Dynamic CV(cyclic voltammetry) curve를 나타내었다. 도 12a에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 초기 상태와 제1 방향으로만 160%까지 늘렸다 줄이는 기계적 변형 공정을 수행한 상태의 CV curve 면적이 실질적으로 일치하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 12a, the current density (Ag - 1 ) according to Potential (V) was measured in the initial state of the supercapacitor according to the above example at a scan rate of 50mVs - 1 , and the CV curve was shown. In addition, a mechanical deformation process was performed to increase and decrease the super capacitor by 160% in the first direction only at a scan rate of 50mVs -1 and a strain rate of 20%s -1 to obtain a current density (V) according to Potential (V). Ag - 1 ) was measured and a dynamic CV (cyclic voltammetry) curve was shown. As can be seen in FIG. 12a, it was confirmed that the CV curve area of the super capacitor substantially matched the initial state and the state in which the mechanical deformation process was performed to increase and decrease by 160% in the first direction only.
도 12b를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터를, 50mVs- 1 의 스캔 속도로, 초기 상태에서 Potential(V)에 따른 전류 밀도(Ag- 1)를 측정하고 CV curve를 나타내었다. 또한, 상기 슈퍼 커패시터를, 50mVs- 1 의 스캔 속도 및 16.9°s-1의 bending rate로, 135°의 각도로 굽혔다 펴는 기계적 변형 공정을 수행하여, Potential(V)에 따른 전류 밀도(Ag- 1)를 측정하고 Dynamic CV(cyclic voltammetry) curve를 나타내었다. 도 12b에서 알 수 있듯이, 상기 슈퍼 커패시터는, 초기 상태와 135°의 각도로 굽혔다 펴는 기계적 변형 공정을 수행한 상태의 CV curve 면적이 실질적으로 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터는, 다양한 기계적 변형 환경에서도 우수한 안정성을 갖는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 12b, the current density (Ag - 1 ) according to Potential (V) was measured in the initial state of the supercapacitor according to the above example at a scan rate of 50mVs - 1 , and the CV curve was shown. In addition, a mechanical deformation process was performed to bend and unfold the super capacitor at an angle of 135° at a scan rate of 50mVs -1 and a bending rate of 16.9°s -1 to obtain a current density (Ag - 1 ) according to Potential (V). ) was measured and the Dynamic CV (cyclic voltammetry) curve was shown. As can be seen in FIG. 12b, it was confirmed that the CV curve area of the super capacitor substantially matched the initial state and the state in which the mechanical deformation process was performed by bending and unfolding at an angle of 135°. Accordingly, it can be seen that the supercapacitor according to an embodiment of the present invention has excellent stability even in various mechanical deformation environments.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 기판
102: 제1 방향
104: 제2 방향
110: 제1 전극층
120: 제2 전극층
130: 에너지 저장층
132: 탄소나노튜브
134: 전도성 고분자 물질
W1: 제1 방향으로 주름 사이의 간격
W2: 제2 방향으로 주름 사이의 간격100: substrate
102: first direction
104: second direction
110: first electrode layer
120: second electrode layer
130: Energy storage layer
132: Carbon nanotube
134: Conductive polymer material
W1: Spacing between wrinkles in first direction
W2: Spacing between wrinkles in the second direction
Claims (14)
늘어난 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 포함하는 전극층을 배치하는 단계;
늘어난 상기 기판 상에 배치된 상기 전극층 상에, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층을 배치하는 단계; 및
상기 인장력을 제거하는 방법으로 상기 기판을 수축시켜, 상기 기판 상의 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층에 주름 구조를 형성하는 단계를 포함하되,
상기 전극층을 배치하는 단계는,
늘어난 상기 기판 상에, 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제1 전극층을 형성하는 단계; 및
늘어난 상기 기판 상에, 상기 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하는 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 에너지 저장층은, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층이 교차하는 영역 상에 선택적으로 제공되는 것을 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
applying a tensile force to stretch the substrate in a first direction and a second direction intersecting the first direction;
Disposing an electrode layer containing carbon nanotubes on the stretched substrate;
Disposing an energy storage layer including carbon nanotubes coated with a conductive polymer on the electrode layer disposed on the stretched substrate; and
Shrinking the substrate by removing the tensile force to form a wrinkle structure in the electrode layer and the energy storage layer on the substrate,
The step of arranging the electrode layer is,
forming a first electrode layer including carbon nanotubes extending in the first direction on the stretched substrate; and
Forming a second electrode layer including carbon nanotubes extending in the second direction on the stretched substrate,
The energy storage layer is selectively provided on an area where the first electrode layer and the second electrode layer intersect.
상기 제1 전극층을 형성하는 단계 및 상기 제2 전극층을 형성하는 단계는, 교대로 그리고 반복적으로 수행되는 것을 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
According to claim 1,
A method of manufacturing a composite material comprising forming the first electrode layer and forming the second electrode layer alternately and repeatedly.
상기 제1 전극층에 포함된 상기 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제1 방향과 평행하도록 상기 기판 상에 제공되고,
상기 제2 전극층에 포함된 상기 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브는 상기 제2 방향과 평행하도록 상기 기판 상에 제공되는 것을 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
According to claim 1,
Carbon nanotubes included in the first electrode layer extending in the first direction are provided on the substrate to be parallel to the first direction,
A method of manufacturing a composite material, including providing carbon nanotubes included in the second electrode layer extending in the second direction on the substrate so as to be parallel to the second direction.
상기 전극층 및 상기 에너지 저장층은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing a composite material, wherein the electrode layer and the energy storage layer have a wrinkled structure in the first direction and the second direction.
늘어난 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 포함하는 전극층을 배치하는 단계;
늘어난 상기 기판 상에 배치된 상기 전극층 상에, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 에너지 저장층을 배치하는 단계; 및
상기 인장력을 제거하는 방법으로 상기 기판을 수축시켜, 상기 기판 상의 상기 전극층 및 상기 에너지 저장층에 주름 구조를 형성하는 단계를 포함하되,
상기 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 수축된 상기 기판의 면적이 조절되는 것을 포함하는 복합 소재.
applying a tensile force to stretch the substrate in a first direction and a second direction intersecting the first direction;
Disposing an electrode layer containing carbon nanotubes on the stretched substrate;
Disposing an energy storage layer including carbon nanotubes coated with a conductive polymer on the electrode layer disposed on the stretched substrate; and
Shrinking the substrate by removing the tensile force to form a wrinkle structure in the electrode layer and the energy storage layer on the substrate,
A composite material comprising adjusting the area of the shrunken substrate according to the content of carbon nanotubes in the electrode layer.
상기 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고,
주름 구조를 갖는 제1 전극층;
상기 제1 전극층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 제2 전극층; 및
상기 제2 전극층 상에 배치되고, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 에너지 저장층을 포함하되,
상기 제1 전극층은, 상기 제1 방향으로 주름 구조를 갖고,
상기 제2 전극층은, 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖고,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층이 교차되는 교차 영역은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함하는 복합 소재.
Board;
It is disposed on the substrate and includes a carbon nanotube extending in a first direction,
A first electrode layer having a wrinkled structure;
a second electrode layer disposed on the first electrode layer, including carbon nanotubes extending in a second direction intersecting the first direction, and having a wrinkled structure; and
An energy storage layer disposed on the second electrode layer, including carbon nanotubes coated with a conductive polymer, and having a wrinkled structure,
The first electrode layer has a wrinkled structure in the first direction,
The second electrode layer has a wrinkled structure in the second direction,
An intersection area where the first electrode layer and the second electrode layer intersect has a wrinkle structure in the first direction and the second direction.
상기 에너지 저장층은, 상기 교차 영역 상에 제공되어, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 주름 구조를 갖는 것을 포함하는 복합 소재.
According to clause 8,
The energy storage layer is provided on the intersection area and has a wrinkled structure in the first direction and the second direction.
상기 제1 방향으로 늘어나는 경우, 상기 제1 전극층의 상기 제1 방향의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층의 상기 제1 방향의 주름 구조가 펴지고,
상기 제2 방향으로 늘어나는 경우, 상기 제2 전극층의 상기 제2 방향의 주름 구조 및 상기 에너지 저장층의 상기 제2 방향의 주름 구조가 펴지는 것을 포함하는 복합 소재.
According to claim 10,
When stretched in the first direction, the wrinkled structure of the first electrode layer in the first direction and the wrinkled structure of the energy storage layer in the first direction are stretched,
A composite material comprising: when stretched in the second direction, the wrinkled structure of the second electrode layer in the second direction and the wrinkled structure of the energy storage layer in the second direction are spread out.
상기 제1 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제1 전극층의 상기 제1 방향으로 주름 사이의 간격이 조절되고,
상기 제2 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서, 상기 제2 전극층의 상기 제2 방향으로 주름 사이의 간격이 조절되는 것을 포함하는 복합 소재.
According to clause 8,
Depending on the content of carbon nanotubes in the first electrode layer, the gap between wrinkles in the first direction of the first electrode layer is adjusted,
A composite material comprising adjusting the gap between wrinkles in the second direction of the second electrode layer according to the content of carbon nanotubes in the second electrode layer.
상기 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고,
주름 구조를 갖는 제1 전극층;
상기 제1 전극층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 제2 전극층; 및
상기 제2 전극층 상에 배치되고, 전도성 고분자로 코팅된 탄소나노튜브를 포함하고, 주름 구조를 갖는 에너지 저장층을 포함하되,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 내의 탄소나노튜브의 함량에 따라서,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 신축성이 조절되는 복합 소재.
Board;
It is disposed on the substrate and includes a carbon nanotube extending in a first direction,
A first electrode layer having a wrinkled structure;
a second electrode layer disposed on the first electrode layer, including carbon nanotubes extending in a second direction intersecting the first direction, and having a wrinkled structure; and
An energy storage layer disposed on the second electrode layer, including carbon nanotubes coated with a conductive polymer, and having a wrinkled structure,
Depending on the content of carbon nanotubes in the first electrode layer and the second electrode layer,
A composite material whose elasticity is controlled in the first direction and the second direction.
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 복수로 제공되고,
복수의 상기 제1 전극층 및 복수의 상기 제2 전극층은, 상기 기판 상에 교대로 적층되는 것을 포함하는 복합 소재.
According to claim 13,
The first electrode layer and the second electrode layer are each provided in plural,
A composite material comprising a plurality of first electrode layers and a plurality of second electrode layers alternately stacked on the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160170121A KR102659116B1 (en) | 2016-12-14 | Highly stretchable composite material, and super capacitor comprising of the same, method of fabricating of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160170121A KR102659116B1 (en) | 2016-12-14 | Highly stretchable composite material, and super capacitor comprising of the same, method of fabricating of the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180068438A KR20180068438A (en) | 2018-06-22 |
| KR102659116B1 true KR102659116B1 (en) | 2024-04-18 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101502080B1 (en) * | 2014-04-30 | 2015-03-12 | 한국기계연구원 | Method for producing a stretchable electrode structure for energy storage device, an electrode structure produced by the method and an energy storage device having the electrode structure |
| KR101523665B1 (en) | 2013-12-17 | 2015-05-28 | 한양대학교 산학협력단 | Flexible Yarned Structure for Supercapacitor |
| KR101562477B1 (en) * | 2014-10-01 | 2015-10-22 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | Fabrication method of Woven Carbon Fiber/Polyester Composites improved Mechanical Properties by Controlled Growth of CuO Nanowires and The same Composites |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101523665B1 (en) | 2013-12-17 | 2015-05-28 | 한양대학교 산학협력단 | Flexible Yarned Structure for Supercapacitor |
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| KR101562477B1 (en) * | 2014-10-01 | 2015-10-22 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | Fabrication method of Woven Carbon Fiber/Polyester Composites improved Mechanical Properties by Controlled Growth of CuO Nanowires and The same Composites |
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