| 초록 |
리튬이온의 화학적 반응을 통해 충/방전하는 이차전지와 달리 탄소소재를 주로 사용하는 슈퍼커패시터(Supercapacitor)는 소재표면에 흡착되는 전자의 물리적 흡/탈착을 이용하여 충방전이 진행된다. 슈퍼커패시터는 순간적인 출력특성 (리튬이차전지의 약 5배)이 높고, 긴수명, 높은 출력밀도 등 장점이 있다. 그러나 에너지밀도는 아직 이차전지에 비해 낮다. 따라서 에너지밀도 향상을 위한 소재 특성개선이 필요하다. 탄소소재는 높은 전기전도성, 안정성 및 높은 비표면적 특성으로 인하여 슈퍼커패시터의 전극 재료로 광범위하게 연구되어 왔다. 그 중에서 탄소나노파이버 (carbon nanofiber, CNF)는 높은 비표면적, 유연성 및 전기전도성으로 인해 슈퍼커패시터의 전극 물질로 주목받아 왔다. 현재까지 많은 노력을 기울였음에도 불구하고 순수한 CNF는 약 200F/g의 정전용량을 나타낸다. 본 연구에서는 일반적인 electrospinning 방법에 더하여, 다공성 CNF를 얻기 위해 전기방사 용액에 SiO2 나노 입자를 첨가하였고 선택적으로 첨가한 SiO2를 에칭하는 방법을 도입하였다. 제조한 다공성 CNF를 이용하여 조립한 CR2032 타입 대칭형 코인셀은 9.9Wh/kg의 에너지 밀도, 0.69kW/kg의 전력 밀도 및 5000 사이클 후에 89%의 용량 유지율을 나타내었다. |
