“얇고 원하는 모양”…하트·글자모양 리튬전지 가능해진다

다양한 디자인 스마트 전자기기 구현 기여 전망

원하는 곳에 원하는 모양으로 얇게 입힐 수 있는 리튬 전지가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

휘어지는 전지는 최근 큰 이슈가 되고 있는 사물인터넷은 물론 스마트 워치, 입는 컴퓨터, 휘어지는 디스플레이 등 미래 착용형 기기의 작동용 전원으로 크게 주목받고 있다.

미래창조과학부는 국내 연구진이 어떠한 전자기기에나 원하는 모양으로 얇게 입힐 수 있는 리튬이온전지를 개발했다고 11일 밝혔다.

리튬이온전지는 충전이나 재사용이 가능한 이차 전지의 일종으로 휴대폰 배터리로 널리 사용된다.

프린팅/광가교 공정을 이용해 유리컵 위에 하트 모양으로 제조한 전지

울산과학기술대 이상영 교수, 김세희, 최근호 연구원 등은 별도의 전지 공간이 필요 없는 신개념 리튬이차전지를 개발하기 위한 연구를 미래창조과학부가 지원하고 있는 기초연구사업과 교육부의 BK21플러스사업을 통해 수행됐으며, 연구 결과물은 나노과학 분야 학술지인 나노 레터스(Nano Letters)지 12일자에 게재됐다.

기존에도 얇고 휘어지는 리튬 전지에 대한 연구는 계속됐으나 어느 기기에나 접목되어 원하는 디자인을 갖도록 프린팅 공정과 고분자전해질을 도입해 전지를 제조한 사례는 없었다.

하지만 이번 개발로 유리컵, 안경 등 원하는 사물 어디에나 글자, 하트 모양 등 다양한 형태의 전지를 기기별 특성에 맞게 빠르고 저렴하게 제작할 수 있는 ‘기기맞춤형 얇고 휘어지는 리튬 전지’의 원천기술을 확보하게 됐다.

프린팅/광가교 공정을 이용해 글자 모양으로 제조한 전지

기존 전지에서 필수적으로 요구되는 전해액 주입 공정 및 분리막이 필요 없으며 지름 5mm 막대에 반복적으로 감았을 때도 폭발 없이 성능 유지될 만큼 유연한 특성의 우수한 성능이 장점이다.

특히, 현재의 노트북, 휴대폰에서 요구되는 별도의 전지 공간이 필요 없게 돼 착용형 기기 등에 쉽게 접목될 수 있으며 사물인터넷 시대 앞당길 것으로 기대된다.

이상영 교수는 “착용형 기기와 사물인터넷 시대를 여는 데 있어 가장 큰 걸림돌 중의 하나였던 전원 공간 문제를 해결할 수 있게 됐다”며 “이를 통해 차세대 전자 기기들을 다양한 디자인으로 구현하는 데에도 중요한 기여를 할 수 있게 됐다”고 밝혔다.