'옷처럼 입는 배터리' 태양열로 충전까지

KAIST, 2차전지 원천기술 개발… 생산라인 재투자없이 바로 적용가능 웨어러블 컴퓨터 기술개발 탄력

▲ 입을 수 있는 섬유전지가 의복·손목시계에 적용된 모습.

휘어지는 것 뿐 아니라 옷처럼 입을 수 있는 배터리가 개발됐다. 최근 스마트폰 제조사들이 휘어지는 배터리 기술을 바탕으로 휘어지는 스마트폰을 경쟁적으로 출시하고 있는 가운데 앞으로는 배터리를 옷처럼 입고 다닐 수 있게 됐다.

KAIST(총장 강성모) EEWS 대학원 최장욱(39) 교수는 이정용(40) 교수, 기계공학과 김택수(36)와 공동으로 휘는 것은 물론 접어도 안전하게 작동하면서 태양열로 충전하는 신개념 배터리를 개발했다.

연구 결과는 나노과학분야 세계적 권위지 '나노 레터스(Nano Letters)'지 5일 자 온라인판에 게재됐다.

이번에 개발된 배터리를 이용하면 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 탄력을 받을 것으로 기대되고 있으며, 야외 의류에 적용하면 한겨울에도 입으면 땀나는 옷이 나올 것으로 예상된다.

휘어지는 전자기기는 미래 고부가가치 시장으로 여겨지고 있다.

연구팀은 폴리에스터 섬유에 전통적인 기술인 니켈 무전해 도금을 한 뒤, 전극 활물질로 양극에는 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 발라, 유연한 집전체를 개발했다.

이처럼 섬유를 기반으로 개발된 배터리는 섬유의 유연함을 유지할 수 있어 구부림·접힘·구겨짐이 모두 가능하다.

기존 배터리의 집전체가 알루미늄과 구리를 사용해 몇 번만 접어도 부러지는 단점을 간단한 방법을 통해 획기적으로 개선한 것이다.

3차원 섬유구조의 배터리는 5000번 이상 접어도 정상적으로 작동했으며, 현재는 2V의 전압과 85mAh의 용량을 나타냈다.

게다가 이번에 개발한 배터리의 제조기술은 현재 양산 제조공정을 그대로 활용할 수 있어 생산라인의 재투자 없이 바로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

최장욱 교수는 “지금까지 입는 전자제품 개발에 있어 가장 큰 난관이었던 입는 배터리의 실마리를 풀어 미래 2차전지 분야 핵심원천기술로 활용될 것”이라며 “기존 이차전지 기업들과의 협력해 상용화되면 다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT 시대를 가능하게 할 것”이라고 밝혔다.

권은남 기자 silver@