KR20190055950A - Ag-MnO2 super capacitor and method of fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 은 및 이산화망간을 포함하는 코팅막이 형성된 탄소나노튜브 실을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a silver-manganese dioxide supercapacitor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a silver-manganese dioxide supercapacitor including a carbon nanotube chamber in which a coating film containing silver and manganese dioxide is formed, and a method of manufacturing the same.
슈퍼커패시터는 전극과 전해질 간의 전기화학적인 반응으로 야기되는 커패시터 거동을 이용하여 전기에너지를 저장 및 공급하는 에너지 저장장치로서 기존의 전해 커패시터와 이차전지에 비하여 각각 에너지밀도와 출력밀도 가 월등하여 다량의 에너지를 신속하게 저장하거나 공급할 수 있는 신개념의 에너지 저장 동력원으로 최근에 많은 관심을 받고 있다.The super capacitor is an energy storage device that stores and supplies electric energy by using the capacitor behavior caused by the electrochemical reaction between the electrode and the electrolyte. The super capacitor is superior in energy density and power density to the conventional electrolytic capacitor and the secondary battery, It is a new concept of energy storage power source that can store and supply energy quickly.
일반적으로 슈퍼커패시터는 전극 소재, 전해질, 분리막 및 전류 집전체로 구성되며, 그 중 전극소재는 가장 중요 한 구성요소로서 슈퍼커패시터의 전체적인 전기화학적 성능을 지배한다. 이상적인 슈퍼커패시터 전극소재는 높은 비표면적, 잘 제어된 다공성, 높은 전기전도성, 바람직한 전기활성 부위, 높은 열 및 화학적 안정성 및 저렴한 제조원가 및 제조공정과 같은 다양한 특성을 요구한다.Generally, a supercapacitor is composed of an electrode material, an electrolyte, a separator, and a current collector. Among them, the electrode material dominates the overall electrochemical performance of the supercapacitor as the most important component. Ideal supercapacitor electrode materials require a variety of properties such as high specific surface area, well controlled porosity, high electrical conductivity, desirable electroactive sites, high thermal and chemical stability and low cost of manufacture and manufacturing process.
이에 따라, 슈퍼커패시터용 활성 전극 소재를 개발하기 위하여 많은 연구개발이 진행되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 등록 번호 10-1537953(출원번호: 10-2014-0130666, 출원인: 한국세라믹기술원)에는, 산화그래핀의 환원물(reduced graphene oxide)에 리튬(Li)을 전착시키는 단계와, 리튬(Li)이 전착된 산화그래핀의 환원물과 바인더를 분산매에 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조하는 단계와, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 성형하여 슈퍼커패시터 전극의 형태로 성형하는 단계와, 전극 형태로 형성된 결과물을 아세토니트릴 용액에 담지하여 상기 산화그래핀의 환원물에 전착된 리튬(Li)을 상기 산화그래핀의 환원물 표면에서 떨어져 나가게 하여 제거하는 단계 및 리튬(Li)이 제거된 전극 형태의 결과물을 건조하여 슈퍼커패시터 전극 을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터 전극의 제조방법이 개시되어 있다.Accordingly, a lot of research and development has been carried out to develop active electrode materials for supercapacitors. For example, Korean Patent Registration No. 10-1537953 (Application No. 10-2014-0130666, Applicant: Korean Ceramic Institute of Technology) discloses a step of electrodepositing lithium (Li) onto a reduced graphene oxide A step of forming a composition for a supercapacitor electrode by mixing a reduced amount of a graphene oxide deposited with lithium (Li) and a binder in a dispersion medium, molding the composition for a supercapacitor electrode into a shape of a supercapacitor electrode (Li) supported on an acetonitrile solution to remove lithium (Li) deposited on a reduced product of the oxidized graphene to separate from the surface of the reduced grains of the oxidized graphene, and removing lithium And drying the resultant product in the form of an electrode to form a supercapacitor electrode.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 에너지 저장용량이 향상된 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a silver-manganese dioxide supercapacitor with improved energy storage capacity and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전도성이 향상된 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a silver-manganese dioxide supercapacitor having improved conductivity and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고신축성의 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-stretch silver-manganese dioxide supercapacitor and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대량생산이 용이한 은-이산화망간 슈퍼커패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a silver-manganese dioxide supercapacitor which is easy to mass-produce and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method of manufacturing a silver-manganese dioxide supercapacitor.
일 실시 예에 따르면, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법은, 탄소나노튜브 실을 준비하는 단계, 상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하여 섬유 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 섬유 구조체에 전해질을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of fabricating a silver-manganese dioxide supercapacitor includes the steps of preparing a carbon nanotube yarn, forming a coating film containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn to produce a fiber structure, And coating an electrolyte on the fabric structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅막은, 용액 공정으로 형성되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the coating film may include one formed by a solution process.
일 실시 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하는, 상기 탄소나노튜브 실에 망간을 포함하는 제1 소스 용액을 제공하는 단계, 및 상기 탄소나노튜브 실에 은을 포함하는 제2 소스 용액을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 복수회 반복 수행되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, there is provided a method for manufacturing a carbon nanotube, comprising: providing a first source solution containing manganese in the carbon nanotube chamber, the coating solution including a manganese dioxide and a silver on the carbon nanotube chamber; Providing a second source solution comprising silver, the step of providing the first source solution and the step of providing the second source solution being repeated a plurality of times.
일 실시 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하는 단계는 reference 전극, working 전극, 및 counter 전극을 포함하는 3-전극 시스템(three electrode system)으로 수행되되, 상기 working 전극으로 상기 탄소나노튜브 실이 사용되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of forming a coating film containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn is performed by a three-electrode system including a reference electrode, a working electrode, and a counter electrode, And the carbon nanotube chamber may be used as the working electrode.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 제1 전압을 인가하는 것을 포함하고, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 상기 제1 전압과 다른 극성의 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, providing the first source solution comprises applying a first voltage to the working electrode relative to the reference electrode, wherein providing the second source solution comprises: And applying a second voltage having a polarity different from the first voltage to the working electrode.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전압이 인가되는 시간은, 상기 제2 전압이 인가되는 시간보다 긴 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the time for which the first voltage is applied may be longer than the time for which the second voltage is applied.
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체의 에너지 저장 용량은, 상기 제1 전압이 인가되는 시간에 따라 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the energy storage capacity of the fiber structure may be adjusted according to the time when the first voltage is applied.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 용액은, MnSO45H2O, 및 Na2SO4가 혼합된 용액이고, 상기 제2 소스 용액은, AgNO3 및 Na2SO4가 혼합된 용액인 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first source solution is a mixed solution of MnSO 4 5H 2 O and Na 2 SO 4 , and the second source solution is a mixed solution of AgNO 3 and Na 2 SO 4 .
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체의 capacitance retention은, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수에 따라 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the capacitance retention of the fabric structure may include adjusting the number of times the step of providing the second source solution is repeated.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수는, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수보다 많은 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the number of times the step of providing the first source solution is repeated may include more than the number of times the step of providing the second source solution is repeated.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a silver-manganese dioxide supercapacitor.
일 실시 예에 따르면, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 탄소나노튜브 실, 및 상기 탄소나노튜브 실을 감싸고 은 및 이산화망간을 갖는 코팅막을 포함하는 섬유 구조체, 및 상기 섬유 구조체를 코팅하는 전해질을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the silver-manganese dioxide supercapacitor includes a carbon nanotube chamber and a fiber structure surrounding the carbon nanotube chamber and including a coating film having silver and manganese dioxide, and an electrolyte coating the fiber structure .
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체의 에너지 저장 용량은, 상기 섬유 구조체 내의 상기 이산화망간의 농도에 따라 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the energy storage capacity of the fibrous structure may be adjusted according to the concentration of the manganese dioxide in the fibrous structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체의 capacitance retention은, 상기 섬유 구조체 내의 상기 은의 농도에 따라 조절되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the capacitance retention of the fibrous structure may be adjusted according to the concentration of the silver in the fibrous structure.
본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법은, 탄소나노튜브 실을 준비하는 단계, 상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하여 섬유 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 섬유 구조체에 전해질을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 슈퍼커패시터는 에너지 저장 능력이 향상될 뿐만 아니라, 전도성도 향상될 수 있다. 또한, 전도성을 향상시키는 물질로서 은이 사용됨에 따라, 산화가 방지될 수 있다. 결과적으로 고신뢰성의 슈퍼커패시터가 제공될 수 있다.A method of fabricating a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a carbon nanotube yarn, forming a coating film containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn, And coating an electrolyte on the fabric structure. Accordingly, not only the energy storage capability of the supercapacitor is improved but also the conductivity can be improved. Also, as silver is used as a material for improving conductivity, oxidation can be prevented. As a result, a supercapacitor with high reliability can be provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조에 사용된 탄소나노튜브 실을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정 중 탄소나노튜브 실에 은 및 이산화망간이 코팅된 것을 촬영한 사진이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 원소들의 분포를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 전도도를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 능력을 비교하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 capacitance retention을 비교하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 2에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 용량을 비교하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 예 1 에 따른 슈퍼커패시터 내의 이산화망간 및 은의 농도에 따른 에너지 저장 특성을 확인하기 위한 그래프이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 에너지 저장 능력을 확인하기 위한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 capacitance 특성을 나타내기 위한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터 및 비교 예들에 따른 섬유들의 에너지 저장 특성을 비교하는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 내구성을 나타내기 위한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 기계적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 연결 방법에 따른 전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터가 사용된 전극 직물을 촬영한 사진이다.1 is a view showing a manufacturing process of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph of a carbon nanotube yarn used in the manufacture of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of carbon nanotube yarns coated with silver and manganese dioxide during a process of manufacturing a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are photographs of the distribution of the elements in the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment of the present invention.
6 is a graph comparing the conductivities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 7 is a graph for comparing energy storage capacities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. FIG.
8 is a graph for comparing capacitance retention of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 9 is a graph for comparing energy storage capacities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention.
10 is a graph for checking energy storage characteristics according to the concentration of manganese dioxide and silver in the supercapacitor according to the first embodiment of the present invention.
11 and 12 are graphs for confirming the energy storage capability of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment of the present invention.
13 is a graph showing capacitance characteristics of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
FIG. 14 is a graph comparing energy storage characteristics of the fibers according to the supercapacitor and the comparative example according to the first embodiment of the present invention.
15 is a graph showing the durability of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
16 is a graph showing the mechanical characteristics of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
17 is a graph showing voltage characteristics according to a connection method of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
18 is a photograph of an electrode fabric using a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 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 accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention 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 may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the 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.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
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. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises " or " having " are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term " connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.
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 the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a manufacturing process of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 탄소나노튜브 실(100)이 준비된다. 상기 탄소나노튜브 실(100) 상에 코팅막(110)이 형성될 수 있다. 상기 코팅막(110)은 이산화망간 및 은을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅막(110)은 용액 공정으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 탄소나노튜브 실(100) 상에 코팅막이 형성되는 단계는, 상기 탄소나노튜브 실(100)에 제1 소스 용액을 제공하는 단계, 및 상기 탄소나노튜브 실(100)에 제2 소스 용액을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 용액은 망간 및 물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소스 용액은 0.02M 농도의 MnSO4, 0.2M 농도의 Na2SO4, 및 5H2O가 혼합된 용액일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 소스 용액은 은을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 소스 용액은 0.02M 농도의 AgNO3 및 0.2M 농도의 Na2SO4가 혼합된 용액일 수 있다. According to one embodiment, the first source solution may comprise manganese and water. For example, the first source solution may be a Na 2 SO 4, 5H 2 O and a solution of a mixture of MnSO 4, 0.2M concentration of 0.02M concentration. According to one embodiment, the second source solution may comprise silver. For example, the second source solution may be a mixed solution of 0.02 M AgNO 3 and 0.2 M Na 2 SO 4 .
상기 코팅막(110)이 형성되는 용액 공정을 보다 구체적으로 말하면, 상기 코팅막(110)은 reference 전극, working 전극, 및 counter 전극을 포함하는 3-전극 시스템(three electrode system)으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 reference 전극은 Ag/AgCl일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 working 전극은 상기 탄소나노튜브 실(100)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 counter 전극은 Pt mesh일 수 있다. More specifically, the
이에 따라, 상기 탄소나노튜브 실(100)에 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 제1 소스 용액 내에 상기 reference 전극, 상기 working 전극, 및 상기 counter 전극을 배치하고, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 제1 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전압은 1.3 V일 수 있다. 보다 구체적으로 말하면, 상기 제1 소스 용액이 망간(Mn)을 포함함에 따라, 상기 working 전극에서 MnO2를 형성하기 위해, 상기 working 전극에 1.3 V의 전압이 인가될 수 있다. The step of providing the first source solution to the
또한, 상기 탄소나노튜브 실(100)에 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 제2 소스 용액 내에 상기 reference 전극, 상기 working 전극, 및 상기 counter 전극을 배치하고, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 제2 전압을 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 극성이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전압은 -1.0V일 수 있다. 보다 구체적으로 말하면, 상기 제2 소스 용액이 은(Ag)을 포함함에 따라, Ag2 +를 Ag로 환원시키기 위해, 상기 working 전극에 -1.0V의 전압이 인가될 수 있다.The step of providing the second source solution to the
상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계는 복수회 반복 수행될 수 있다. 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 복수회 교대로 반복 수행됨에 따라, 상기 탄소나노튜브 실(100) 상에 이산화망간 및 은이 균일하게 코팅될 수 있다.The step of providing the first source solution and the step of providing the second source solution may be repeated a plurality of times. The step of providing the first source solution and the step of providing the second source solution are alternately repeated a plurality of times so that manganese dioxide and silver can be uniformly coated on the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 전압이 인가되는 시간과 상기 제1 및 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수를 조절함에 따라, 상기 코팅막(110) 내의 이산화망간 및 은의 함량이 조절될 수 있다. The amount of manganese dioxide and silver contained in the
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅막(110) 내의 이산화망간 함량을 향상시키기 위해, 상기 제1 전압이 인가되는 시간이, 상기 제2 전압이 인가되는 시간보다 길 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전압은 5분의 시간 동안 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전압은 10초의 시간 동안 인가될 수 있다. According to one embodiment, the time for which the first voltage is applied may be longer than the time for which the second voltage is applied, in order to improve the manganese dioxide content in the
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 코팅막(110) 내의 이산화망간 함량을 향상시키기 위해, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수는, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수보다 많을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계는 10회 반복될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계는 9회 반복될 수 있다. According to one embodiment, the number of times the step of providing the first source solution is repeated in order to improve the manganese dioxide content in the
상기 탄소나노튜브 실(100)에 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 복수회 반복 수행되어 상기 코팅막(110)이 형성되고, 이에 따라 섬유 구조체(200)가 제조될 수 있다. 다시 말해, 상기 섬유 구조체(200)는 상기 탄소나노튜브 실(100) 및 상기 탄소나노튜브 실(100)을 감싸고 은 및 이산화망간을 갖는 코팅막(200)을 포함할 수 있다. The step of providing the first source solution to the
도 1에서, 상기 섬유 구조체(200)는 은을 포함하는 상기 제2 소스 용액이 먼저 제공되고, 이후에 망간을 포함하는 상기 제1 소스 용액이 제공되는 것으로 도시되었으나, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계의 순서는 이에 한정되지 않는다. In FIG. 1, the
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체(200)의 에너지 저장 용량은, 상기 섬유 구조체(200) 내의 상기 이산화망간의 농도에 따라 조절될 수 있다. 상기 섬유 구조체(200) 내의 상기 이산화망간의 농도는, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 섬유 구조체(200)의 에너지 저장 용량은, 상기 제1 전압이 인가되는 시간에 따라 조절될 수 있다. According to one embodiment, the energy storage capacity of the
구체적으로, 상기 제1 전압이 인가되는 시간이 길어짐에 따라, 상기 섬유 구조체(200)의 에너지 저장 용량이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 5분씩 2회 반복 수행되어, 상기 제1 전압이 인가되는 시간이 10분인 경우, 상기 섬유 구조체(200)의 areal capacitance(mF/cm2)는 160mF/cm2일 수 있다. 반면, 상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 5분씩 4회 반복 수행되어, 상기 제1 전압이 인가되는 시간이 20분인 경우, 상기 섬유 구조체(200)의 areal capacitance(mF/cm2)는 225mF/cm2일 수 있다.Specifically, as the time for which the first voltage is applied is increased, the energy storage capacity of the
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유 구조체(200)의 capacitance retention은, 상기 섬유 구조체(200) 내의 상기 은의 농도에 따라 조절될 수 있다. 상기 섬유 구조체(200) 내의 상기 은의 농도는, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 섬유 구조체(200)의 capacitance retention은, 상기 제2 전압이 인가되는 시간에 따라 조절될 수 있다.According to one embodiment, the capacitance retention of the
구체적으로, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계의 반복되는 횟수가 증가될수록, 상기 섬유 구조체(200)의 capacitance retention(C/C0)이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 10초씩 5회 반복 수행된 경우, 상기 섬유 구조체(200)의 capacitance retention은 0.3 C/C0일 수 있다. 반면, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 10초씩 10회 반복 수행된 경우, 상기 섬유 구조체(200)의 capacitance retention은 0.4 C/C0일 수 있다.In particular, as the number of repetitions of providing the second source solution is increased, the capacitance retention (C / C 0 ) of the
상기 섬유 구조체(200)는 전해질이 코팅되어 슈퍼커패시터로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질은 10 wt% 농도의 PVA-LiCl일 수 있다. The
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터와 달리, 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간만 코팅된 섬유구조체를 포함하는 슈퍼커패시터는, 전도성이 저하되어 슈퍼커패시터의 특성 또는 성능을 향상시키는데 한계가 발생한다. 또한, 탄소나노튜브 실 상에 구리-이산화망간 또는 그래핀-이산화망간이 코팅된 섬유구조체를 포함하는 슈퍼커패시터는, 전도성은 향상될 수 있지만, 구리 또는 그래핀이 산화되어 슈퍼커패시터의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. Unlike the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment of the present invention, a supercapacitor including a fibrous structure coated only with manganese dioxide on a carbon nanotube yarn has a limitation in improving conductivity or performance of the supercapacitor Lt; / RTI > In addition, a super capacitor including a fiber structure coated with copper-manganese dioxide or graphene-manganese dioxide on a carbon nanotube yarn has a problem that the conductivity can be improved but the reliability of the super capacitor is deteriorated due to oxidation of copper or graphene Can occur.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법은, 상기 탄소나노튜브 실(100)을 준비하는 단계, 상기 탄소나노튜브 실(100) 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 상기 코팅막(110)을 형성하여 상기 섬유 구조체(200)를 제조하는 단계, 및 상기 섬유 구조체(200)에 전해질을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 슈퍼커패시터는 에너지 저장 능력이 향상될 뿐만 아니라, 전하의 전도성도 향상될 수 있다. 또한, 전하의 전도성을 향상시키는 물질로서 은이 사용됨에 따라, 산화가 방지될 수 있다. 결과적으로 고신뢰성의 슈퍼커패시터가 제공될 수 있다. However, the manufacturing method of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing the
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment of the present invention will be described.
실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조Preparation of silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1
30~40μm의 직경을 갖는 탄소나노튜브 실이 준비된다. 상기 탄소나노튜브 실을 working 전극, Ag/AgCl을 reference 전극, Pt mesh를 counter 전극으로 사용하고, 이들을 0.02M 농도의 MnSO4, 0.2M 농도의 Na2SO4, 및 5H2O가 혼합된 용액에 침지시킨 후 working 전극에 전압을 5분의 시간 동안 인가하여 상기 탄소나노튜브 실에 이산화망간을 코팅하였다. 이때, reference 전극 대비 working 전극의 전압 차이는 1.3V로 유지하였다. A carbon nanotube yarn having a diameter of 30 to 40 mu m is prepared. The carbon nanotube chamber was used as a working electrode, Ag / AgCl was used as a reference electrode, and Pt mesh was used as a counter electrode. These solutions were mixed with 0.02 M MnSO 4 , 0.2 M Na 2 SO 4 , and 5 H 2 O And then a voltage was applied to the working electrode for 5 minutes to coat the carbon nanotube yarn with manganese dioxide. At this time, the voltage difference between the reference electrode and the working electrode was maintained at 1.3V.
이후, 이산화망간이 코팅된 상기 탄소나노튜브 실을 working 전극, Ag/AgCl을 reference 전극, Pt mesh를 counter 전극으로 사용하고, 0.02M 농도의 AgNO3 및 0.2M 농도의 Na2SO4가 혼합된 용액에 침지시킨 후 working 전극에 전압을 10초의 시간 동안 인가하여 상기 탄소나노튜브 실에 은을 코팅하였다. 이때, reference 전극 대비 working 전극의 전압 차이는 -1.0V로 유지하였다.Thereafter, a solution prepared by mixing a 0.02 M AgNO 3 and a 0.2 M Na 2 SO 4 solution using the CNTs coated with manganese dioxide as a working electrode, Ag / AgCl as a reference electrode, and Pt mesh as a counter electrode And a voltage was applied to the working electrode for 10 seconds to coat the carbon nanotube yarn with silver. At this time, the voltage difference between the reference electrode and the working electrode was maintained at -1.0V.
상술된 탄소나노튜브 실에 이산화망간을 코팅하는 공정을 10회 반복 수행하고, 탄소나노튜브 실에 은을 코팅하는 공정을 9회 반복 수행하여 탄소나노튜브 실에 은 및 이산화망간이 균일하게 코팅된 섬유 구조체를 제조하였다. The process of coating manganese dioxide on the carbon nanotube yarn was repeated ten times and the process of coating silver on the carbon nanotube yarn was repeated nine times to obtain a fiber structure having silver and manganese dioxide uniformly coated on the carbon nanotube yarn .
이후, 상기 섬유 구조체를, 10 wt% 농도의 PVA-LiCl로 코팅하여 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 제조하였다. Then, the fabric structure was coated with PVA-LiCl at a concentration of 10 wt% to prepare a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1.
비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터 준비Preparing the supercapacitor according to Comparative Example 1
Pristine MnO2 coated CNT yarn 슈퍼커패시터를 준비했다. Pristine MnO 2 coated CNT yarn supercapacitor was prepared.
비교 예 2에 따른 슈퍼커패시터 준비Preparing the supercapacitor according to Comparative Example 2
Pristine CNT(carbon nanotube) 슈퍼커패시터를 준비했다. Pristine CNT (carbon nanotube) supercapacitor was prepared.
비교 예 3에 따른 섬유 준비Preparation of fiber according to Comparative Example 3
1.45 wt% MnO2 coated CNT/nylon coil fiber 1.45 wt% MnO 2 coated CNT / nylon coil fiber
비교 예 4에 따른 섬유 준비Preparation of fiber according to Comparative Example 4
4.1 wt% MnO2 coated CNT yarn 4.1 wt% MnO 2 coated CNT yarn
비교 예 5에 따른 섬유 준비Preparation of fiber according to Comparative Example 5
17.2 wt% MnO2 coated CNT coil yarn 17.2 wt% MnO 2 coated CNT coil yarn
비교 예 6에 따른 섬유 준비Preparation of fiber according to Comparative Example 6
50 wt% polyaniline coated CNT/rubber fiber 50 wt% polyaniline coated CNT / rubber fiber
비교 예 7에 따른 섬유 준비Fiber preparation according to Comparative Example 7
75 wt% poly(3,4-ethylenedioxythiophene) embedded CNT yarn75 wt% poly (3,4-ethylenedioxythiophene) embedded CNT yarn
상술된 실시 예 1 및 비교 예 1 내지 7에 따른 슈퍼커패시터와 섬유들이 아래의 <표 1>을 통하여 정리된다. The supercapacitors and the fibers according to the above-described Example 1 and Comparative Examples 1 to 7 are summarized in Table 1 below.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조에 사용된 탄소나노튜브 실을 촬영한 사진이다. 2 is a photograph of a carbon nanotube yarn used in the manufacture of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
도 2의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조에 사용된 탄소나노튜브 실을 일반 사진촬영하였다. 도 2의 (a)에서 알 수 있듯이, 탄소나노튜브 실은, 감긴 형태로 시중에서 일반적으로 구할 수 있는 것을 확인 할 수 있었다. Referring to FIG. 2 (a), a carbon nanotube yarn used for manufacturing a silver-manganese dioxide supercapacitor according to the above embodiment is photographed. As can be seen from FIG. 2 (a), it was confirmed that the carbon nanotube yarn can be generally obtained in a wound form in the market.
도 2의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조에 사용된 탄소나노튜브 실을 500nm의 scale bar 에서 SEM(scanning electron microscope) 촬영하였다. 도 2의 (b)에서 알 수 있듯이, 탄소나노튜브 실은, 복수의 탄소나노튜브들이 일 방향으로 배열되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 2 (b), carbon nanotube seals used in the manufacture of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the above embodiment were scanned by SEM (scanning electron microscope) at a scale bar of 500 nm. As can be seen from FIG. 2 (b), it was confirmed that a plurality of carbon nanotubes were arranged in one direction in the carbon nanotube chamber.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정 중 탄소나노튜브 실에 은 및 이산화망간이 코팅된 것을 촬영한 사진이다. FIG. 3 is a photograph of carbon nanotube yarns coated with silver and manganese dioxide during a process of manufacturing a silver-manganese dioxide supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정 중, 탄소나노튜브 실에 은이 코팅된 것을 500nm의 scale bar 에서 SEM 촬영하였다. 도 3의 (a)에서 알 수 있듯이, 탄소나노튜브 실에 은이 코팅된 경우 rough한 표면이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 3 (a), silver-coated manganese nanotube yarns were observed by SEM at a scale bar of 500 nm in the manufacturing process of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment. As can be seen from FIG. 3 (a), it was confirmed that when the carbon nanotube yarn was coated with silver, a rough surface appeared.
도 3의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정 중, 탄소나노튜브 실에 이산화망간이 코팅된 것을 500nm의 scale bar 에서 SEM 촬영하였다. 도 3의 (b)에서 알 수 있듯이, 탄소나노튜브 실에 이산화망간이 코팅된 경우 flower-like 형상으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 3 (b), in the manufacturing process of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment, the carbon nanotube yarn coated with manganese dioxide was SEM-photographed at a scale bar of 500 nm. As can be seen from FIG. 3 (b), it was confirmed that when the carbon nanotube yarn was coated with manganese dioxide, it appeared as a flower-like shape.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 원소들의 분포를 촬영한 사진이다. FIGS. 4 and 5 are photographs of the distribution of the elements in the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment of the present invention.
도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 망간(Mn), 산소(O), 은(Ag), 및 탄소(C)를 SEM 촬영하고, line mapping하여 나타내었다. 도 4의 (a) 내지 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 망간(Mn), 산소(O), 및 은(Ag)는 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 외곽 부분에 주로 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 4의 (d)에서 알 수 있듯이, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 탄소(C)는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 중심 부분에 주로 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Manganese (Mn), oxygen (O), silver (Ag), and carbon (C) in the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the above embodiment were SEM photographed, line mapping. 4 (a) to 4 (c), manganese (Mn), oxygen (O), and silver (Ag) in the silver- manganese dioxide supercapacitor are mainly distributed in the outer portion of the silver- manganese dioxide supercapacitor . 4 (d), it can be seen that the carbon (C) in the silver-manganese dioxide supercapacitor is mainly distributed in the center portion of the silver-manganese dioxide supercapacitor.
도 5를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 단면을 SEM 촬영하고, 제1 내지 제 6 영역에 분포되어 있는 망간(Mn), 산소(O), 은(Ag), 및 탄소(C)의 분포를 조사하였다. 도 5를 통해 확인된 제1 내지 제 6 영역에 분포되어 있는 망간(Mn), 산소(O), 은(Ag), 및 탄소(C)의 분포는 아래 <표 2>를 통해 정리된다.5, a section of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the embodiment is SEM photographed, and manganese (Mn), oxygen (O), silver (Ag), and carbon (C) was investigated. The distributions of manganese (Mn), oxygen (O), silver (Ag), and carbon (C) distributed in the first to sixth regions identified through FIG. 5 are summarized in Table 2 below.
<표 2>에서 알 수 있듯이, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 탄소(C)는 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 중심부인 제1 내지 제3 영역에 주로 분포되어 있고, 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터 내의 산소(O), 망간(Mn), 및 은(Ag)는 상기 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 외곽 부분인 제4 내지 제6 영역에 주로 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from Table 2, carbon (C) in the silver-manganese dioxide supercapacitor is mainly distributed in the first to third regions which are the center of the silver-manganese dioxide supercapacitor, and oxygen (O), manganese (Mn), and silver (Ag) were mainly distributed in the fourth to sixth regions which are the outer portions of the silver-manganese dioxide supercapacitor.
도 6은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 전도도를 비교한 그래프이다. 6 is a graph comparing the conductivities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 능력을 알아보기 위해, EIS(electrochemical impedance spectroscopy)를 측정하고, Nyquist curve를 나타내었다. 도 6에서 알 수 있듯이, 상기 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 nyquist curve 기울기는, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 nyquist curve 기울기보다 완만한 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 6, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was measured to examine the energy storage capacities of the supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1, and Nyquist curves were shown. As can be seen from FIG. 6, the nyquist curve slope of the supercapacitor according to the comparative example 1 is gentler than the nyquist curve slope of the supercapacitor according to the first embodiment.
도 7은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 능력을 비교하기 위한 그래프이다. FIG. 7 is a graph for comparing energy storage capacities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. FIG.
도 7을 참조하면, 상기 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 능력을 알아보기 위해, 전압(V)에 따른 전류 밀도(mA/cm2)를 측정하고, CV(cyclic voltammetry) curve를 나타내었다. 도 7에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 CV curve 면적이, 상기 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 CV curve 면적보다 넓은 것을 확인할 수 있었다. 도 6 및 도 7을 통해, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 에너지 저장 능력이 상기 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 에너지 저장 능력보다 우수한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, the current density (mA / cm 2 ) according to the voltage V is measured in order to examine the energy storage capacities of the supercapacitor according to the first embodiment and the first comparative example, and a cyclic voltammetry (CV) curve. As can be seen from FIG. 7, the CV curve area of the supercapacitor according to the first embodiment is larger than that of the supercapacitor according to the first comparative example. 6 and 7, it can be seen that the energy storage capacity of the supercapacitor according to the first embodiment is superior to the energy storage capacity of the supercapacitor according to the first comparative example.
도 8은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 capacitance retention을 비교하기 위한 그래프이다. 8 is a graph for comparing capacitance retention of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
도 8을 참조하면, 상기 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터들의 scan rate(mV/s)에 따른 capacitance retention(C/C0)을 측정하였다. 도 8에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터는, Scan rate가 10mV/s에서 100mV/s로 증가함에 따라, capacitance retention가 42.6%로 나타났지만, 상기 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터는, Scan rate가 10mV/s에서 100mV/s로 증가함에 따라, capacitance retention가 21.2%로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 capacitance retention이 상기 비교 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 capacitance retention 보다 우수한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 8, the capacitance retention (C / C 0 ) according to the scan rate (mV / s) of the supercapacitor according to Example 1 and Comparative Example 1 was measured. 8, the capacitance retention of the supercapacitor according to the first embodiment is 42.6% as the scan rate is increased from 10 mV / s to 100 mV / s. However, in the supercapacitor according to the first comparative example, , And the capacitance retention was 21.2% as the scan rate increased from 10 mV / s to 100 mV / s. Accordingly, the capacitance retention of the supercapacitor according to the first embodiment is superior to the capacitance retention of the supercapacitor according to the first comparative example.
즉, 도 6 내지 도 8을 통해 확인된 바와 같이, 슈퍼커패시터를 제조하는 경우, 탄소나노튜브 실에 이산화망간만 코팅하는 것보다, 탄소나노튜브 실에 은과 이산화망같이 같이 코팅하는 것이, 슈퍼커패시터의 에너지 저장 용량 및 capacitance retention을 함께 향상시키는 효율적인 방법임을 알 수 있다. That is, as shown in FIGS. 6 to 8, when a supercapacitor is manufactured, coating the carbon nanotube yarns together with silver and a niobium oxide is more effective than coating the manganese dioxide only on the carbon nanotube yarns, The energy storage capacity and the capacitance retention are both improved.
도 9는 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 2에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 용량을 비교하기 위한 그래프이다. FIG. 9 is a graph for comparing energy storage capacities of supercapacitors according to Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 실시 예 1 및 비교 예 2에 따른 슈퍼커패시터들의 에너지 저장 능력을 알아보기 위해, 전압(V)에 따른 전류 밀도(mA/cm2)를 측정하고, CV(cyclic voltammetry) curve를 나타내었다. 도 9에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터의 CV curve 면적이, 상기 비교 예 2에 따른 슈퍼커패시터의 CV curve 면적보다 약 50배 가량 넓은 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 이산화망간 및 은이 코팅된 탄소나노튜브 실을 포함하는 슈퍼커패시터는 아무것도 코팅되지 않은 탄소나노튜브 실을 포함하는 슈퍼커패시터 보다 에너지 저장 능력이 현저하게 향상되는 것을 알 수 있다. 9, the current density (mA / cm 2 ) according to the voltage V is measured and the CV (cyclic voltammetry) is measured in order to examine the energy storage capacities of the supercapacitors according to the first and second comparative examples. curve. As can be seen from FIG. 9, the CV curve area of the supercapacitor according to the first embodiment is about 50 times larger than the CV curve area of the supercapacitor according to the second comparative example. As a result, it can be seen that the super capacitor including the manganese dioxide and silver coated carbon nanotube seals has remarkably improved energy storage ability than the super capacitor including the carbon nanotube seal uncoated.
도 10은 본 발명의 실시 예 1 에 따른 슈퍼커패시터 내의 이산화망간 및 은의 농도에 따른 에너지 저장 특성을 확인하기 위한 그래프이다. 10 is a graph for checking energy storage characteristics according to the concentration of manganese dioxide and silver in the supercapacitor according to the first embodiment of the present invention.
도 10의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 준비하되, 탄소나노튜브 실에 이산화망간을 코팅하는 공정을 0회 내지 10회 반복 수행하여, 탄소나노튜브 실에 이산화망간을 코팅하는 시간이 0분 내지 50분인 경우에 대해 areal capacitance(mF/cm2) 및 capacitance retention(C/C0)을 측정하여 나타내었다.10 (a), a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 is prepared, and a process of coating manganese dioxide on the carbon nanotube chamber is repeated 0 to 10 times, The areal capacitance (mF / cm 2 ) and the capacitance retention (C / C 0 ) of the manganese dioxide coating were measured from 0 to 50 minutes.
도 10의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정에서, 탄소나노튜브 실에 이산화망간이 코팅되는 시간이 0분에서 50분으로 증가할수록, areal capacitance(mF/cm2)는 점차 증가하지만, capacitance retention(C/C0)은 점차 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 10 (a), in the manufacturing process of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1, as the time for coating the manganese dioxide in the carbon nanotube chamber increases from 0 to 50 minutes, the areal capacitance mF / cm 2 ) gradually increased, but the capacitance retention (C / C 0 ) gradually decreased.
도 10의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 준비하되, 탄소나노튜브 실에 은을 코팅하는 공정을 0회 내지 20회 수행한 경우에 대해 대해 areal capacitance(mF/cm2) 및 capacitance retention(C/C0)을 측정하여 나타내었다.Referring to FIG. 10 (b), silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 is prepared, and the process of coating silver on the carbon nanotube yarn is repeated for 0 to 20 times. mF / cm 2 ) and capacitance retention (C / C 0 ).
도 10의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 공정에서, 탄소나노튜브 실에 은이 코팅되는 공정의 반복 횟수가 0회에서 20회로 증가할수록, areal capacitance(mF/cm2)는 점차 감소하지만, capacitance retention(C/C0)은 점차 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 10 (b), in the manufacturing process of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1, as the number of repeating steps of silver coating on the carbon nanotube yarns increases from 0 to 20, the areal capacitance (mF / cm 2 ) gradually decreased, but the capacitance retention (C / C 0 ) gradually increased.
즉, 슈퍼커패시터를 제조하는 경우, 탄소나노튜브 실에 이산화망간을 코팅하는 것은 에너지 저장 능력이 향상되지만, capacitance retention이 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 이와 반대되는 특성을 갖는 은을 탄소나노튜브 실에 이산화망간과 함께 코팅하여 capacitance retention이 감소하는 문제를 해결할 수 있다. That is, when a supercapacitor is manufactured, coating the manganese dioxide on the carbon nanotube chamber improves the energy storage capability, but may cause a problem of a decrease in capacitance retention. However, it is possible to solve the problem of decreasing the capacitance retention by coating the carbon nanotube yarn with manganese dioxide, which has the opposite characteristics.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 에너지 저장 능력을 확인하기 위한 그래프이다. 11 and 12 are graphs for confirming the energy storage capability of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 2 mV/s, 30 mV/s, 및 100 mV/s의 scan rate에서 각각 전압(V)에 따른 전류 밀도(mA/cm2)를 측정하고, CV curve를 나타내었다. 도 11에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, scan rate가 2 mV/s, 30 mV/s, 및 100 mV/s로 증가함에 따라, CV curve의 면적이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 11, the current density (mA / cm 2) of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 at a scan rate of 2 mV / s, 30 mV / s and 100 mV / s, 2 ) was measured and the CV curve was shown. 11, as the scan rate increases to 2 mV / s, 30 mV / s, and 100 mV / s, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment increases in area of the CV curve .
도 12를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 50 mA/cm3, 100 mA/cm3, 및 200 mA/cm3의 전류 밀도에서 각각 시간(s)에 따른 전압(V)을 측정하고, galvano-static curve를 나타내었다. 도 12에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 전류 밀도가 50 mA/cm3, 100 mA/cm3, 및 200 mA/cm3로 증가함에 따라, galvano-static curve의 면적이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 12, according to the
도 13은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 capacitance 특성을 나타내기 위한 그래프이다. 13 is a graph showing capacitance characteristics of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
도 13을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 Volumetric capacitance(F/cm3) 및 Areal capacitance(mF/cm2)를 0 mV/s 내지 100 mV/s의 scan rate에 대해 측정하였다. 도 13에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 2 mV/s의 scan rate에서 Volumetric capacitance 및 Areal capacitance의 값이 208.1 F/cm3 및 322.2 F/cm3으로 최대값을 나타내었다. 13, the volumetric capacitance (F / cm 3 ) and the areal capacitance (mF / cm 2 ) of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 were measured for a scan rate of 0 mV / s to 100 mV / s Respectively. As shown in FIG. 13, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 has a volumetric capacitance and an areal capacitance of 208.1 F / cm 3 and 322.2 F / cm 3 at a scan rate of 2 mV / s, Respectively.
도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터 및 비교 예들에 따른 섬유들의 에너지 저장 특성을 비교하는 그래프이다. FIG. 14 is a graph comparing energy storage characteristics of the fibers according to the supercapacitor and the comparative example according to the first embodiment of the present invention.
도 14의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터, 상기 비교 예 3 내지 7에 따른 섬유들의 active material loading 양 (wt%)에 따른 areal capacitance(mF/cm2) 및 상기 실시 예 1 에 따른 슈퍼커패시터 내의 이산화망간 농도(wt%)에 따른 areal capacitance(mF/cm2)를 측정하여 나타내었다. 14 (a), areal capacitance (mF / cm 2 ) according to the active material loading amount (wt%) of the fibers according to the supercapacitor according to the first embodiment and the comparative examples 3 to 7, The areal capacitance (mF / cm 2 ) according to the manganese dioxide concentration (wt%) in the supercapacitor according to Example 1 was measured and shown.
도 14의 (a)에서 알 수 있듯이, active material loading 양에 따른 areal capacitance가 가장 높게 나타난 것은 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터로서, 322.2 mF/cm2를 나타내고, 가장 낮게 나타난 것은 상기 비교 예 4에 따른 섬유로서, 4.9 mF/cm2를 나타내었다. 즉, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터는 상기 비교 예 4에 따른 섬유보다 50배 이상의 에너지 저장 능력을 갖는다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터는, 이산화망간의 농도가 증가할수록 areal capacitance가 향상되는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 14 (a), the areal capacitance according to the amount of active material loading was the highest at 322.2 mF / cm 2 as the supercapacitor according to Example 1, Of 4.9 < RTI ID = 0.0 > mF / cm2. ≪ / RTI > That is, it can be seen that the supercapacitor according to the first embodiment has an energy storage capacity of 50 times or more than that of the fiber according to the fourth comparative example. Also, in the supercapacitor according to the first embodiment, the areal capacitance is improved as the concentration of manganese dioxide increases.
도 14의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터, 상기 비교 예 3 내지 비교 예 6에 따른 섬유들의 power density(W/cm3)에 따른 energy density(Wh/cm3)를 측정하여 나타내었다. 도 14의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 슈퍼커패시터는, 상기 비교 예 3 내지 비교 예 6에 따른 섬유들의 energy density 보다 현저하게 향상된 것을 확인할 수 있었다. 14 (b), the energy density (Wh / cm 3 ) according to the power density (W / cm 3 ) of the supercapacitor according to Example 1 and the fibers according to Comparative Examples 3 to 6 Respectively. As can be seen from FIG. 14 (b), the supercapacitor according to Example 1 was significantly improved in energy density than the fibers according to Comparative Examples 3 to 6.
즉, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 향산된 에너지 저장 능력을 갖는다는 것을 알 수 있다. That is, it can be seen that the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment has an enhanced energy storage capability.
도 15는 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 내구성을 나타내기 위한 그래프이다. 15 is a graph showing the durability of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
도 15의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 화학적 내구성을 확인하기 위해, charge/discharge cycle 횟수에 따른 capacitance retention(C/C0)을 측정하여 나타냈다. 또한, charge/discharge cycle을 1회 수행한 경우와 1000회 수행한 경우에 대해 각각 전압(V)에 대한 전류 밀도(mA/cm2)를 측정하고 CV curve를 나타내었다. Referring to FIG. 15 (a), the capacitance retention (C / C 0 ) according to the number of charge / discharge cycles is measured and measured in order to confirm the chemical durability of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment. Also, the current density (mA / cm 2 ) with respect to the voltage (V) was measured for the case where the charge / discharge cycle was performed once and 1000 times, respectively, and the CV curve was shown.
도 15의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는 charge/discharge cycle이 0회 내지 1000회 진행되는 동안 capacitance retention이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는 charge/discharge cycle이 1회 수행된 경우의 CV curve 면적과 1000회 수행된 경우의 CV curve의 면적이 실직적으로 일치하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 15 (a), the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 was found to have a substantially constant capacitance retention during a charge / discharge cycle of 0 to 1000 cycles. In addition, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 substantially matches the area of the CV curve when the charge / discharge cycle is performed once and the area of the CV curve when the discharge time is 1000 times.
도 15의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 기계적 내구성을 확인하기 위해, bending cycle 횟수에 따른 capacitance retention(C/C0)을 측정하여 나타냈다. Referring to FIG. 15B, the capacitance retention (C / C 0 ) according to the number of bending cycles is measured and measured to confirm the mechanical durability of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment.
도 15의 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는 bending cycle 횟수가 0회 내지 1000회 진행되는 동안 capacitance retention이 실직적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 15 (b), the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 can be confirmed that the capacitance retention remains unchanged while the number of bending cycles is 0 to 1000 times.
도 16은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 기계적 특성을 나타내는 그래프이다. 16 is a graph showing the mechanical characteristics of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
도 16을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 strain(%)에 따른 stress(Mpa)를 측정하였다. 도 16에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, strain이 증가함에 따라, stress도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 16, the stress (Mpa) according to the strain (%) of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 was measured. As can be seen from FIG. 16, it was confirmed that the stress of the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 increased as the strain increased.
도 14 내지 도 16을 통해, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는 화학적, 기계적 내구성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는 탄소나노튜브 실을 베이스로 제조됨에 따라, 웨어러블 디바이스(wearable device)에 용이하게 적용될 수 있다. 14 to 16, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 has excellent chemical and mechanical durability. Further, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment can be easily applied to a wearable device because the silver-manganese dioxide supercapacitor is manufactured based on a carbon nanotube chamber.
도 17은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 연결 방법에 따른 전압 특성을 나타내는 그래프이다. 17 is a graph showing voltage characteristics according to a connection method of a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
도 17을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 하나만 준비된 경우(single), 두개를 병렬 연결한 경우(2 parallel), 3개를 병렬 연결한 경우(3 parallel), 2개를 직렬 연결한 경우(2 serial), 및 3개를 직렬 연결한 경우(3 serial)에 대해 각각 시간(s)에 따른 전압(V)을 측정하고, galvano-static curve를 나타내었다. 17, there is shown a case where a single silver-manganese dioxide supercapacitor according to the first embodiment is prepared, two are parallel connected (two parallel), three are connected in parallel (three parallel), two The voltage (V) according to the time (s) was measured for a serial connection (2 serial) and three serial connection (3 serial), respectively, and a galvano-static curve was shown.
도 17에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 직렬 연결의 개수가 증가함에 따라 전압이 증가하고, 병렬 연결의 개수가 증가함에 따라 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 17, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 increased in voltage as the number of series connections increased, and increased as the number of parallel connections increased.
도 18은 본 발명의 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터가 사용된 전극 직물을 촬영한 사진이다. 18 is a photograph of an electrode fabric using a silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 of the present invention.
도 18을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터를 직물에 직조한 후 일반 사진촬영 하였다. 도 18에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 은-이산화망간 슈퍼커패시터는, 기계적 내구성이 우수하여 직물에 용이하게 직조되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 18, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 was woven into a fabric and then photographed in general. As can be seen from FIG. 18, the silver-manganese dioxide supercapacitor according to Example 1 was excellent in mechanical durability and was confirmed to be easily woven into fabrics.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100: 탄소나노튜브 실
110: 코팅막
200: 섬유 구조체100: Carbon nanotube yarn
110: Coating film
200: fiber structure
Claims (13)
상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하여 섬유 구조체를 제조하는 단계; 및
상기 섬유 구조체에 전해질을 코팅하는 단계를 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
Preparing a carbon nanotube yarn;
Forming a coating film containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn to produce a fiber structure; And
And coating the fibrous structure with an electrolyte. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 코팅막은, 용액 공정으로 형성되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating film is formed by a solution process. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하는 단계는,
상기 탄소나노튜브 실에 망간을 포함하는 제1 소스 용액을 제공하는 단계; 및
상기 탄소나노튜브 실에 은을 포함하는 제2 소스 용액을 제공하는 단계를 포함하되,
상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계 및 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 복수회 반복 수행되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Forming a coating film containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn,
Providing a first source solution comprising manganese in the carbon nanotube chamber; And
Providing a second source solution comprising silver in the carbon nanotube chamber,
Wherein the step of providing the first source solution and the step of providing the second source solution are repeated a plurality of times.
상기 탄소나노튜브 실 상에 이산화망간 및 은을 포함하는 코팅막을 형성하는 단계는 reference 전극, working 전극, 및 counter 전극을 포함하는 3-전극 시스템(three electrode system)으로 수행되되,
상기 working 전극으로 상기 탄소나노튜브 실이 사용되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
The method of claim 3,
The step of forming a coating layer containing manganese dioxide and silver on the carbon nanotube yarn is performed with a three electrode system including a reference electrode, a working electrode, and a counter electrode,
Wherein the carbon nanotube chamber is used as the working electrode. The method of manufacturing a silver-manganese dioxide supercapacitor according to claim 1,
상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 제1 전압을 인가하는 것을 포함하고,
상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계는, 상기 reference 전극 대비 상기 working 전극에 상기 제1 전압과 다른 극성의 제2 전압을 인가하는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein providing the first source solution comprises applying a first voltage to the working electrode relative to the reference electrode,
Wherein providing the second source solution comprises applying a second voltage of a different polarity than the first voltage to the working electrode relative to the reference electrode.
상기 제1 전압이 인가되는 시간은, 상기 제2 전압이 인가되는 시간보다 긴 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the time for which the first voltage is applied is longer than the time for which the second voltage is applied.
상기 섬유 구조체의 에너지 저장 용량은, 상기 제1 전압이 인가되는 시간에 따라 조절되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the energy storage capacity of the fiber structure is adjusted according to a time of application of the first voltage.
상기 제1 소스 용액은, MnSO45H2O, 및 Na2SO4가 혼합된 용액이고,
상기 제2 소스 용액은, AgNO3 및 Na2SO4가 혼합된 용액인 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
The method of claim 3,
The first source solution is a mixed solution of MnSO 4 5H 2 O and Na 2 SO 4 ,
Wherein the second source solution is a mixed solution of AgNO 3 and Na 2 SO 4 .
상기 섬유 구조체의 capacitance retention은, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수에 따라 조절되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the capacitance retention of the fiber structure comprises adjusting the number of times the step of providing the second source solution is repeated. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 제1 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수는, 상기 제2 소스 용액을 제공하는 단계가 반복되는 횟수보다 많은 것을 포함하는 은-이상화망간 슈퍼커패시터의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the number of times of providing the first source solution is greater than the number of times of providing the second source solution. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 섬유 구조체를 코팅하는 전해질을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터.
A fiber structure including a carbon nanotube yarn, and a coating film surrounding the carbon nanotube yarn and having silver and manganese dioxide; And
A silver-manganese dioxide supercapacitor comprising an electrolyte coating the fibrous structure.
상기 섬유 구조체의 에너지 저장 용량은, 상기 섬유 구조체 내의 상기 이산화망간의 농도에 따라 조절되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터.
12. The method of claim 11,
Wherein the energy storage capacity of the fibrous structure is adjusted according to the concentration of the manganese dioxide in the fibrous structure.
상기 섬유 구조체의 capacitance retention은, 상기 섬유 구조체 내의 상기 은의 농도에 따라 조절되는 것을 포함하는 은-이산화망간 슈퍼커패시터.
12. The method of claim 11,
Wherein the capacitance retention of the fibrous structure is controlled according to the concentration of silver in the fibrous structure.
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|---|---|---|---|---|
| KR101523665B1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-05-28 | 한양대학교 산학협력단 | Flexible Yarned Structure for Supercapacitor |
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| KR101523665B1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-05-28 | 한양대학교 산학협력단 | Flexible Yarned Structure for Supercapacitor |
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Also Published As
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|---|---|
| KR102556643B1 (en) | 2023-07-17 |
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