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슈퍼코일 섬유 기반의 고신축 아연-망간 전지

Title
슈퍼코일 섬유 기반의 고신축 아연-망간 전지
Authors
Lee, Jae MyeongSon, WonkyeongChoi, Changsoon
DGIST Authors
Choi, Changsoon
Issue Date
2019-01-17
Citation
제24회 나노튜브연구회
Type
Conference
Abstract
현재 웨어러블 전자기기를 구동할 수 있는 에너지 저장 장치에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있으며 그 중 섬유 구조 기반의 전지는 가벼운 무게, 우수한 유연성, 작은 크기 등의 장점으로 기존 상용화된 전지를 대체할 수 있는 신개념 에너지원으로 주목받고 있다. 웨어러블 에너지원은 신체와 맞닿은 환경에서 사용되기 때문에 신체의 복합적인 움직임에도 안정적으로 에너지 저장 성능을 유지할 수 있어야 하며 안전성을 확보하는 것이 필수적이다. 다양한 형태의 섬유 기반 전지들이 보고된 바 있지만 여전히 가연성과 유독성으로 인한 안전성 문제와 신축이 불가능하다는 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 수계 전해질을 사용하고 슈퍼코일 섬유를 기반으로 한 망간-아연 전지를 제시하고자 한다. 망간-아연 전지는 안정성 및 친환경성을 가진 물질로 알려져 있으며 물 기반의 수계전해질을 사용하여 가연성과 폭발의 위험성이 없다. 본 연구에서는 신축성을 지닌 스판덱스 섬유에 탄소나노튜브 시트를 로딩하고 에너지 저장 활물질을 코팅한 후 꼬임을 가하여 슈퍼코일 망간-아연 전지 전극을 구현하였다. 슈퍼코일 구조는 코일 구조에 추가적인 꼬임을 가하여 한번 더 코일이 형성된 독특한 구조로 우수한 신축 성능 (최대 800%)과 높은 길이 대비 용량 (0.027 mAh/cm)을 보였다. 또한 최대 800%의 신축에도 106%의 에너지 저장 성능을 유지하여 향후 다양한 종류의 웨어러블 기기의 에너지원으로 사용할 수 있을 가능성을 보여주었다.
URI
http://hdl.handle.net/20.500.11750/14583
Publisher
나노튜브연구회
Files:
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Collection:
Division of Energy Technology2. Conference Papers


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