신용카드보다 얇은 배터리 눈길

KAIST·표준연 연구진 개발…휘어지고 무선충전도 가능

▲ 약물 전달 패치와 일체화된 플렉서블 이차전지

기존 리튬이온 배터리의 한계를 넘은 초박형 플렉서블 배터리가 개발됐다. 한국과학기술원(KAIST)은 EEWS 대학원 최장욱 교수와 한국표준과학연구원 송재용 박사 공동 연구팀이 신용카드보다 얇고 무선 충전이 가능한 플렉서블 리튬이온 배터리를 개발했다고 17일 밝혔다.

기존 리튬이온 배터리는 양극, 분리막, 음극을 층층이 쌓는 적층 방식이어서 두께를 줄이기 어려웠다.

또 층 사이에 발생하는 마찰 탓에 구부리기 어렵고, 전극 필름이 벗겨져 성능 유지에 한계가 있었다.

하지만 연구팀은 적층이란 고정관념을 탈피, 분리막을 없애고 양극과 음극을 평면으로 동일 선상에 배열한 뒤 양극 간 격벽을 둬 리튬이온 배터리에서 발생할 수 있는 합선 및 전압강하 등의 현상을 없애는 데 주력했다.

이후 5000번 이상의 연속 굽힘 실험을 통해 배터리 성능 유지와 함께 더 유연한 새로운 개념의 전극구조가 가능하다는 사실을 확인했다.

연구팀은 모바일 전자기기 및 전기 자동차 등의 전원으로 사용되는 리튬이온 배터리를 플렉서블 전자기기에도 적합한 전원으로 개발했다는 데 큰 의미가 있다고 설명했다.

아울러 연구팀은 전자기 유도 및 태양전지를 적용해 무선 충전을 할 수 있는 기술 개발에도 성공했다.

플렉서블 리튬이온 배터리는 통합형 스마트카드, 미용·의료용 패치 등에 사용할 수 있다.

영화 '아이언맨'처럼 목소리와 몸짓으로 컴퓨터에 명령하는 피부 부착형 센서 등에도 적용할 수 있다.

최장욱 교수는 “현재 개발된 기술은 피부 부착형 의료용 패치의 전원 역할을 해 패치 기능의 다양화에 기여할 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구결과는 나노과학분야 학술지 '나노 레터스' 3월 6일자 온라인 판에 게재됐다.

이영록 기자